Memasukkan maklumat ke dalam pengawal menggunakan optocouplers

Artikel ini menerangkan bagaimana, menggunakan persimpangan optocoupler, untuk memasukkan maklumat diskret dengan tahap 220 V ke dalam pengawal, skema praktikal tersedia untuk pengeluaran di mana-mana makmal elektrik.

Dalam proses teknologi, ia sering diperlukan untuk mengawal kedudukan bahagian yang bergerak mekanisme jentera. Untuk tujuan ini, menghadkan suis pelbagai reka bentuk dan prinsip operasi telah dibangunkan dan berjaya diterapkan.

Reka bentuk dan prinsip operasi yang paling mudah, tentu saja, adalah jenis suis hubungan mekanikal konvensional: melalui sistem tuil mekanikal, dan sering sistem gear keseluruhan yang memacu kamera, suatu hubungan elektrik ditutup, yang boleh bermakna kedudukan terakhir atau awal mekanisme.

Sebagai tambahan kepada suis had hubungan, atau kerana ia dipanggil secara saksama suis had, suis had contactless tersebar luas. Wakil khas keluarga ini adalah suis had jenis BVK. Terdapat banyak pengubahsuaian, oleh itu, nombor akan diletakkan selepas surat BVK.

Kerja mereka adalah berdasarkan prinsip penjana relaksasi terkawal. Apabila plat logam memasuki jurang jurang seperti suis akhir, generasi berhenti dan perjalanan geganti output. Sememangnya, plat yang disebutkan di atas terletak pada bahagian mekanisme itu, kedudukannya harus dikendalikan. Kemunculan treler sedemikian ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1. Tukar suis BVK

Di samping sensor berdasarkan penjana istirahat, induksi, kapasitif, optik, ultrasonik dan jenis sensor lain digunakan. Tetapi, walaupun pelbagai jenis sensor dan prinsip operasi mereka, suis had hubungan biasa tidak kehilangan posisi mereka, dan terlalu awal untuk menolaknya.

Selalunya, mekanisma dengan suis kenalan dimasukkan ke dalam sistem automatik yang mengawal pengawal. Dalam kes ini, maklumat tentang kedudukan mekanisme harus dihantar kepada pengawal yang mengawal operasi mekanisme ini.

Salah satu daripada mekanisme ini adalah injap air yang paling biasa. Menggunakan contohnya, kami akan mempertimbangkan bagaimana untuk memindahkan maklumat mengenai kedudukannya kepada pengawal. Ini adalah paling mudah dan boleh dipercayai dengan menggunakan pengasingan optocoupler. Ini akan dibincangkan dalam artikel ini.

Selalunya, kami ditunjukkan di TV bagaimana seorang pekerja mengubah sebuah roda roda besar pada injap besar, menutup aliran gas atau minyak. Oleh itu, ramai yang tidak mengesyaki bahawa injap bukan hanya mekanik, dilengkapi dengan motor elektrik, tetapi juga termasuk dalam pelbagai sistem kawalan automatik.

Rajah 2 menunjukkan litar kawalan injap mudah.

Rajah 2. Litar kawalan katup yang dipermudahkan

Untuk mengurangkan isipadu angka, kenalan kuasa sebenar mengawal motor elektrik dan motor elektrik itu sendiri, serta pelbagai elemen perlindungan, seperti pemutus litar dan relay haba, tidak ditunjukkan. Lagipun, peranti pemula magnet yang boleh diubahsuai konvensional diketahui oleh setiap juruelektrik. Dan berapa kali terpaksa membetulkan kerosakan dengan hanya menekan butang pada "teplushka" !!! Tetapi, matlamat beberapa elemen litar perlu dijelaskan.

Rajah menunjukkan gegelung permulaan magnet K1, K2. Apabila K1 dihidupkan, injap dibuka, dan apabila K2 dihidupkan, ia ditutup, seperti yang ditunjukkan oleh inskripsi berhampiran gegelung. Gegelung permulaan yang ditunjukkan dalam rajah dinilai untuk 220V.

Biasanya - hubungan tertutup K2 dan K1 adalah penyelesaian piawai bagi mana-mana pembalik-pembalik yang membalikkan: apabila satu starter dihidupkan, yang lain tidak akan dapat dihidupkan.

Membuka atau menutup injap bermula dengan menekan butang sepadan yang ditunjukkan dalam rajah. Selepas melepaskan butang, starter diadakan di keadaan di atas oleh kenalannya sendiri (blok - kenalan). Cara pengendalian ini dipanggil pemakanan sendiri. Dalam rajah, ini biasanya hubungan terbuka K1 dan K2.

Sedikit lebih tinggi daripada kenalan ini dalam gambar rajah adalah persegi panjang dengan kenalan di dalamnya dan tulisan "mekanisme PKS". Ini adalah mekanisme isyarat kedudukan (ICP). Dalam skema kami, injap berada di kedudukan tengah, jadi kenalan S1 dan S2 ditutup, yang membolehkan anda menghidupkan mana-mana starter, baik untuk pembukaan dan penutupan.

Mekanisme PKS adalah kotak gear yang menukar strok berbilang putaran badan kerja, dalam hal ini pasangan skru injap, ke pergerakan sudut poros dengan kamera. Bergantung kepada model PKS, sudut ini boleh 90 ... 225 darjah. Nisbah gear kotak gear boleh menjadi permintaan pelanggan, yang membolehkan anda menyesuaikan kedudukan kamera.

Cams yang terletak di batang boleh diputar ke sudut yang dikehendaki dan ditetapkan. Disebabkan ini, adalah mungkin untuk mendapatkan pelbagai detik operasi microswitches. Dalam skim kami, ini adalah S1 ... S4. Sesetengah pengubahsuaian PKS, sebagai tambahan kepada mikroswitches, mengandungi sensor induksi yang dihasilkan isyarat analog kira sudut putaran aci. Sebagai peraturan, ini isyarat semasa dalam julat 4 ... 20 mA. Tetapi kita tidak akan menganggap isyarat ini di sini.

Sekarang mari kita kembali ke skim kita. Katakan butang terbuka telah ditekan. Dalam kes ini, injap akan mula dibuka, dan akan dibuka sehingga microswitch S1 beroperasi dalam mekanisme ICP. (Kecuali, sudah tentu, butang berhenti ditekan dahulu). Dia akan mengalihkan gegelung pemula K1 dan injapnya akan berhenti membuka.

Jika mekanisme berada di kedudukan ini, kemudian menekan butang terbuka, starter K1 tidak akan dapat menghidupkan. Satu-satunya perkara yang boleh menyebabkan motor elektrik dihidupkan dalam keadaan ini ialah menekan butang untuk menutup injap. Penutupan akan diteruskan sehingga microswitch S2 diaktifkan. (Atau sehingga anda klik "Berhenti").

Kedua-dua pembukaan dan penutupan injap pada bila-bila masa boleh dihentikan dengan menekan butang berhenti.

Seperti yang dinyatakan di atas, injap tidak berfungsi sendiri, "mereka menekan butang dan kiri," tetapi boleh memasuki sistem automasi. Dalam kes ini, perlu entah bagaimana memaklumkan unit kawalan (pengawal) kedudukan injap: terbuka, tertutup, dalam kedudukan pertengahan.

Cara paling mudah untuk melakukan ini adalah dengan menggunakan kenalan tambahan, yang, secara kebetulan, sudah tersedia dalam PKS. Dalam rajah, ini adalah kenalan S3 dan S4 dibiarkan bebas. Hanya dalam kes ini terdapat ketidakselesaan dan perbelanjaan tambahan. Pertama sekali, ini adalah bahawa wayar tambahan perlu dijalankan dan kabel tambahan. Dan ini adalah kos tambahan.

Kesulitan tambahan datang kepada kenyataan bahawa anda perlu mengkonfigurasi kamera tambahan. Cams ini dipanggil maklumat. Dalam skim kami, ini adalah S3 dan S4. Mengenai kuasa (dalam gambar rajah ia adalah S1 dan S2) mereka mesti dikonfigurasi sangat tepat: contohnya, treler maklumat memberitahu pengawal bahawa injap telah ditutup dan pengawal hanya mematikan injap. Dan dia masih belum mencapai separuh!

Oleh itu, Rajah 3 menunjukkan bagaimana untuk mendapatkan maklumat tentang kedudukan injap menggunakan kenalan kuasa. Untuk tujuan ini, persimpangan optocoupler boleh digunakan.

Rajah 3

Berbanding dengan Rajah 2, elemen baru telah muncul dalam rajah. Pertama sekali menyampaikan kenalan dengan nama "Relay Open", "Relay Close", "Stop Relay".Adalah mudah untuk melihat bahawa dua yang pertama disambung selari dengan butang yang sama pada panel kawalan tangan, dan kenalan biasa yang ditutup adalah "Stop Relay." secara berurutan dengan butang Stop. Oleh itu, pada bila-bila masa, injap boleh dikawal sama ada dengan menekan butang dengan tangan, atau dari unit kawalan (pengawal) menggunakan geganti perantaraan. Untuk memudahkan litar, gegelung relay perantaraan tidak ditunjukkan.

Di samping itu, segi empat tepat muncul pada rajah dengan tulisan "Pertukaran optocoupler." Ia mengandungi dua saluran yang membolehkan voltan daripada suis had mekanisme PKS, dan ini adalah 220V, untuk ditukar ke tahap isyarat pengawal, serta untuk menjalankan pengasingan galvanik dari rangkaian kuasa.

Gambar rajah menunjukkan bahawa input persimpangan optocoupler disambungkan secara langsung kepada mekanisme ICP mikro S1 dan S2. Sekiranya injap berada di kedudukan tengah (sebahagiannya terbuka), kedua-dua mikroswitches ditutup dan voltan 220 V hadir pada kedua-dua input sambungan optocoupler. Dalam kes ini, transistor output kedua-dua saluran akan berada dalam keadaan terbuka.

Apabila injap terbuka sepenuhnya, S1 microswitch terbuka, tidak ada voltan pada input saluran pengasingan optocoupler, jadi transistor output satu saluran akan ditutup. Perkara yang sama boleh dikatakan mengenai operasi microswitch S2.

Rajah skema satu saluran pengasingan optocoupler ditunjukkan dalam Rajah 4.

Rajah 4. Skema skematik satu saluran optocoupler

Penerangan gambarajah litar

Voltan input melalui resistor R1 dan kapasitor C1 diperbaiki oleh diodes VD1, VD2 dan mengecas kapasitor C2. Apabila voltan merentasi kapasitor C2 mencapai voltan pecahan zener diode VD3, kapasitor C3 dikenakan dan melalui resistor R3 "lampu" optocoupler LED V1, yang membawa kepada pembukaan transistor optocoupler, dan dengan itu transistor output VT1. Transistor output disambungkan ke input pengawal melalui decoupling diode VD4.

Beberapa perkataan mengenai tujuan dan jenis bahagian.

Kapasitor C1 berfungsi sebagai perintang bukan watt. Kapasitansinya menghadkan arus input. Perintang R1 direka untuk mengehadkan arus masuk pada saat penutupan microswitches S1, S2.

Perintang R2 melindungi kapasitor C2 dari voltan yang meningkat sekiranya berlaku di litar dioda Zener VD3.

Sebagai Zener diode VD3, KC515 dengan voltan penstabilan 15V digunakan. Di peringkat ini, voltan cas kapasitor C4 adalah terhad dan, dengan itu, semasa melalui LED optocoupler V1.

AOT128 digunakan sebagai optocoupler V1. 100 kOhm resistor R5 terus ditutup phototransistor optocoupler dalam ketiadaan pencahayaan LED.

Jika bukan pemilih AOT128 domestik, kita menggunakan analog 4N35 yang diimportnya (walaupun ini masih soalan, yang mana adalah analog?), Kemudian perintang R5 perlu diletakkan dengan nilai nominal 1MΩ. Jika tidak, optocoupler borjuasi semata-mata tidak akan berfungsi: 100 KOhm akan menutup phototransistor begitu tegas sehingga tidak lagi mungkin untuk membukanya.

Tahap output pada transistor KT315 dirancang untuk beroperasi dengan arus 20 mA. Sekiranya anda memerlukan arus keluaran yang lebih besar, anda boleh menggunakan transistor yang lebih berkuasa, seperti KT972 atau KT815.

Skim ini agak mudah, boleh dipercayai dalam operasi dan tidak berubah dalam pentauliahan. Anda juga boleh mengatakan bahawa ia tidak memerlukan penyesuaian.

Ia adalah paling mudah untuk memeriksa operasi lembaga dengan menggunakan voltan rangkaian 220V secara langsung dari outlet ke input. Untuk output, hubungkan LED melalui perintang kira-kira satu kilo-ohm dan gunakan bekalan kuasa 12V. Dalam kes ini, LED perlu menyala. Sekiranya anda mematikan voltan 220V, maka LED mesti keluar.

Rajah. 5. Penampilan papan selesai dengan pengasingan optoelektronik

Rajah 5 menunjukkan penampilan papan selesai yang mengandungi empat saluran opto-coupler. Isyarat masukan dan output disambung menggunakan blok terminal yang dipasang di papan. Bayaran yang dibuat oleh teknologi menyeterika laser, kerana ia telah dilakukan untuk pengeluarannya.Selama bertahun-tahun operasi, terdapat praktikalnya tidak ada kegagalan.

Boris Aladyshkin