Уношење информација у контролер помоћу опто-спојника

У чланку је описано како помоћу измењивача оптопарника за унос дискретних информација са нивоом од 220 В у регулатор можете добити практичну схему за производњу у било којој електричној лабораторији.

У технолошким процесима често је потребно контролирати положај покретних дијелова механизације. У те сврхе су развијени и успешно примењени гранични прекидачи различитих дизајна и принципа рада.

Најједноставнији дизајн и принцип рада су, наравно, конвенционални механички прекидачи контактног типа: кроз систем механичких полуга, а често и целог система зупчаника који покрећу брегуљке, електрични контакт је затворен, што може значити крајњи или почетни положај механизма.

Поред крајњих контактних склопки, или како их укратко називамо крајњи прекидачи, широко распрострањени су бесконтактни крајњи прекидачи. Типични представник ове породице су крајњи прекидачи типа БВК. Постоји много модификација, па се бројеви стављају иза слова БВК.

Њихов рад заснован је на принципу регулатора генератора опуштања. Кад метална плоча уђе у јаз између таквог крајњег прекидача, генерација се зауставља и излазни релеј се искључује. Наравно, поменута плоча налази се на том делу механизма, чијим се положајем мора контролисати. Изглед такве приколице приказан је на слици 1.

Слика 1. БВК прекидач за близину

Поред сензора заснованих на генератору опуштања користе се индукцијски, капацитивни, оптички, ултразвучни и други типови сензора. Али, упркос тако разним врстама сензора и њиховим принципима рада, обични контактни прекидачи не губе своје положаје и прерано их је отпустити.

Често су механизми са контактним прекидачима укључени у аутоматизоване системе који раде под контролом регулатора. У овом случају информације о положају механизма треба да се проследе регулатору који контролише рад овог механизма.

Један од ових механизама је најчешћи вентил за воду. Користећи њен пример, размотрићемо начин преноса података о свом положају на контролер. Ово се најједноставније и поуздано ради изолацијом оптоелектричара. О овоме ће бити речи у овом чланку.

Често нам се на телевизији приказује како радник окреће велики замашњак на великом вентилу и зауставља проток гаса или нафте. Стога многи чак и не сумњају да вентили нису само механизирани, опремљени електромоторима, већ су укључени у разне аутоматске управљачке системе.

На слици 2 приказан је поједностављени управљачки круг вентила.

Слика 2. Поједностављени управљачки круг вентила

Да би се смањила запремина слике, нису приказани стварни контакти снаге који управљају електромотором и самим електромотором, као и разни заштитни елементи, као што су прекидачи и термички релеји. Уосталом, уређај конвенционалног реверзибилног магнетног стартера добро је познат сваком електричару. А колико пута сте морали поправити квар једноставним кликом на дугме на "теплусхка" !!! Али ипак, мора се објаснити сврха неких елемената кола.

На дијаграму су приказане завојнице магнетних стартера К1, К2. Када је К1 укључен, вентил се отвара, а када је К2 укључен, затвара се, на шта указују натписи у близини завојница. Стартерски намоти приказани на дијаграму оцењени су на 220В.

Обично затворени контакти К2 и К1 су стандардно решење за блокирање уназад стартера: када је један стартер укључен, други се неће моћи укључити.

Отварање или затварање вентила започиње притиском на одговарајуће тастере приказане на дијаграму. Након отпуштања тастера, стартер се држи у укљученом стању преко сопственог контакта (блок - контакт). Овај начин рада назива се самохрањивање. У дијаграму су то обично отворени контакти К1 и К2.

Мало већи од ових контаката на дијаграму је правоугаоник са контактима изнутра и натписом „СМЕ СМЕ“. Ово је механизам за сигнализацију положаја (ИЦП). У нашој шеми вентил је у средњем положају, тако да су контакти С1 и С2 затворени, што вам омогућава да укључите било који покретач, и за отварање и за затварање.

Механизам малих и средњих предузећа је мењач који претвара вишеструки ход радног тела, у овом случају пар вијака вентила, у кутни покрет осовине са квачицама. Зависно од модела малих и средњих предузећа, овај угао може бити 90 ... 225 степени. Пренос брзина мењача може бити било који, на захтев купаца, што вам омогућава да најтачније подесите положај брегова.

Камере смештене на осовини могу се закренути за жељени угао и фиксирати. Због тога је могуће добити различите моменте рада микропрекидача. У нашој шеми ово је С1 ... С4. Неке модификације малих и средњих предузећа, поред микропрекидача, садрже и индукциони сензор који се производи аналогни сигнал око угла ротације вратила. У правилу, то је тренутни сигнал у распону од 4 ... 20 мА. Али овде нећемо размотрити овај сигнал.

Вратимо се сада нашој шеми. Претпоставимо да је отворено дугме притиснуто. У том случају ће се вентил почети отварати и отвараће се док микропрекидач С1 не ради у ИЦП механизму. (Осим ако се прво не притисне дугме за заустављање). Искључит ће стартерски намотај К1 и вентил ће се престати отварати.

Ако се механизам налази у овом положају, притиском на дугме за отварање, стартер К1 се неће моћи укључити. Једино што може довести до укључивања електромотора у овој ситуацији је притискање дугмета за затварање вентила. Затварање ће се наставити све док се не активира микропрекидач С2. (Или док не кликнете „Заустави“).

Отварање и затварање вентила може се зауставити у било којем тренутку притиском на дугме за заустављање.

Као што је горе поменуто, вентил не ради сам, "притиснули су дугме и отишли", али могу ући у систем аутоматизације. У том је случају потребно некако информирати управљачку јединицу (регулатор) о положају вентила: отворен, затворен, у средњем положају.

Најлакши начин за то је коришћење додатних контаката који су, узгред, већ доступни малим и средњим предузећима. У дијаграму су то контакти С3 и С4 остављени слободни. Само у овом случају постоје додатне непријатности и трошкови. Прије свега, то је да су потребне додатне жице и додатне жице. А то је додатни трошак.

Додатне непријатности своде се на чињеницу да морате конфигурирати додатне камере. Ове камере се називају информативне. У нашој шеми то су С3 и С4. Што се тиче снаге (на дијаграму је то С1 и С2), оне се морају конфигурисати врло прецизно: на пример, приколица са информацијама говори регулатору да се вентил већ затворио, а регулатор једноставно искључује вентил. И још увек није напунила половину!

Стога, на слици 3 је приказано како добити информације о положају вентила помоћу контаката за напајање. У ту сврху се може користити раздвајање оптоелектронике.

Слика 3

У поређењу са сликом 2, на дијаграму су се појавили нови елементи. Пре свега релејних контаката са именима „Релаи Опен“, „Релаи Цлосе“, „Релаи Стоп“.Лако је примјетити да су прва два спојена паралелно с одговарајућим типкама на ручној управљачкој плочи, а нормално затворени контакти су "релеј стоп". узастопно помоћу дугмета Стоп. Стога се вентилом у било којем тренутку може управљати или притиском на дугмад ручно или помоћу управљачке јединице (контролера) помоћу средњих релеја. Да би се поједноставио круг, намотаји средњих релеја нису приказани.

Поред тога, на дијаграму се појавио правоугаоник с натписом „Оптоцоуплер интерцхангес“. Садржи два канала која омогућавају да се напон са крајњих склопки МСП механизма, а то је 220В, претвори у ниво сигнала регулатора, као и да изведе галванску изолацију из мреже напајања.

Дијаграм показује да су улази оптоелектронских спајања директно повезани са микропрекидачима С1 и С2 ИЦП механизма. Ако је вентил у средњем положају (делимично отворен), оба су микропрекидача затворена и напон од 220 В је присутан на оба улаза у спојеве оптопарника. У том случају ће излазни транзистори оба канала бити у отвореном стању.

Када је вентил потпуно отворен, микропрекидач С1 је отворен, на улазу изолационог канала оптоелектронике нема напона, тако да ће излазни транзистор једног канала бити затворен. Исто се може рећи и за рад микропрекидача С2.

Схематски дијаграм једног изолационог канала оптопарника приказан је на слици 4.

Слика 4. Схематски дијаграм једног оптопарног канала

Опис дијаграма кола

Улазни напон кроз отпорник Р1 и кондензатор Ц1 исправљају се диодама ВД1, ВД2 и пуне кондензатор Ц2. Када напон преко кондензатора Ц2 достигне пробој напона зенер диоде ВД3, кондензатор Ц3 се напуни и преко отпорника Р3 „запали“ ЛЕД опто-спојницу В1, што доводи до отварања оптоелекторског транзистора, а са њим и излазног транзистора ВТ1. Излазни транзистор повезан је с улазом контролера преко диоде за одвајање ВД4.

Неколико речи о намену и типу делова.

Кондензатор Ц1 ради као не-ватни отпорник. Његов капацитет ограничава улазну струју. Отпорник Р1 је дизајниран да ограничи пролазну струју у тренутку затварања микропрекидача С1, С2.

Отпорник Р2 штити кондензатор Ц2 од повећаног напона у случају прекида у кругу Зенер диоде ВД3.

Као зенер диода ВД3 користи се КЦ515 са стабилизацијским напоном од 15 В. На овом нивоу је напон наелектрисања кондензатора Ц4 ограничен, а самим тим и струја кроз ЛЕД оптопарника В1.

Као оптоелектор В1 коришћен је АОТ128. Отпорник 100 кОхм Р5 остаје затворен фототрансистор оптоелектор у недостатку ЛЕД осветљења.

Ако уместо домаћег оптопарника АОТ128 користимо његов увезени аналогни 4Н35 (мада је то још увек питање, који од њих је аналогни?), Онда треба ставити отпорник Р5 са номиналном вредношћу од 1МΩ. Иначе, буржоаски оптоелектор једноставно неће радити: 100 КОхм ће фототрансистор затворити толико чврсто да га више неће бити могуће отворити.

Излазни степен на транзистору КТ315 дизајниран је за рад са струјом од 20 мА. Ако вам је потребна већа излазна струја, можете користити снажнији транзистор, попут КТ972 или КТ815.

Схема је прилично једноставна, поуздана у раду и није каротична у покретању. Можете чак рећи да јој није потребно прилагођавање.

Најлакши начин за проверу рада плоче је применом мрежног напона 220В директно из утичнице. Спојите ЛЕД кроз отпорник од око један кило-охм на излаз и примените напон од 12 В. У овом случају ЛЕД лампица треба да засветли. Ако искључите напон 220В, онда се ЛЕД мора угасити.

Сл. 5. Изглед готове плоче са оптоелектроничком изолацијом

Слика 5 приказује изглед готове плоче која садржи четири канала опто-спојке. Улазни и излазни сигнали повезани су помоћу терминалних блокова инсталираних на плочи. Накнада произведено технологијом ласерског пеглања, јер је урађено ради његове производње.Током неколико година рада практички није било кварова.

Борис Аладисхкин