An промышленный компонент управления это устройство, используемое в промышленных панелях и машинах для переключение питания, изоляция оборудования, передача управляющих сигналов, ввод данных оператором или индикация состояния машины. Проще говоря, это строительные блоки, которые обеспечивают безопасную и предсказуемую работу панели управления. Общие примеры включают поворотные кулачковые переключатели, выключатели постоянного тока, нажимные кнопки, индикаторы на панели и клеммные блоки.
Эти детали не являются взаимозаменяемыми аксессуарами. Каждая из них выбирается для конкретной электрической нагрузки, условий эксплуатации и функций пользователя. Компонент, который кажется подходящим, может оказаться неправильным выбором, если его Категория использования, уровень изоляции, степень защиты IP или конструкция контактов не соответствует реальному применению.
Для инженеров, сборщиков панелей и команд технического обслуживания промышленные компоненты управления обычно служат трем основным целям:
Переключение - изменение направления тока или выбор режимов работы
Изоляция - обеспечение безопасной точки отсоединения для обслуживания или устранения неисправностей
Индикация и интерфейс - предоставление операторам команд и видимой обратной связи
В низковольтном промышленном оборудовании IEC 60947 семейство играет ключевую роль в классификации и оценке многих из этих устройств. Для более широкого обзора доступных типов устройств см. Обзор продукции Shieldhz.
Рисунок 1. Категории компонентов промышленного управления, сопоставленные по функциям, номинальным характеристикам и эталонным стандартам IEC.
Основные категории компонентов промышленного управления
Большинство промышленных компонентов управления, используемых в панелях, делятся на несколько основных категорий.
Коммутационные компоненты размыкание, замыкание или перенаправление цепей. Поворотные кулачковые переключатели - хороший пример, когда одним действием оператора необходимо переключить несколько контактов в определенной последовательности.
Изолирующие компоненты Отключают оборудование от источника питания, чтобы последующие работы выполнялись более безопасно. В системах как переменного, так и постоянного тока настоящие разъединители выбираются в зависимости от напряжения, тока, режима работы и необходимости проверки наличия разомкнутой цепи.
Компоненты интерфейса оператора включают в себя кнопки и индикаторы, установленные на лицевой стороне панели. Они позволяют оператору подавать такие команды, как пуск, остановка или сброс, а также отображать такие состояния, как включение питания, работа или неисправность.
Проводка и соединительные компоненты В комплект входят клеммные блоки, которые упорядочивают внутреннюю и полевую проводку, облегчая сборку, осмотр, обслуживание и расширение цепей.
На практике эти категории работают вместе. В одной панели управления может использоваться селекторный переключатель для управления режимами, изолятор для блокируемого отключения, кнопки и индикаторы для повседневной работы, а также клеммные колодки для структурированной заделки кабелей.
Коммутационные компоненты и поворотные кулачковые переключатели
Коммутационные устройства управляют протеканием тока в цепи. Некоторые из них просто включают или выключают цепь. Другие переключаются между источниками, реверсируют схему управления или выбирают определенный режим работы.
A поворотный кулачковый переключатель особенно полезен, когда одно движение вала должно создать повторяющуюся картину контакта между несколькими полюсами. Внутри устройства вращающиеся кулачковые диски воздействуют на подпружиненные контакты. Это механическое устройство определяет, какие клеммы подключены в каждом положении. Поскольку логика переключения встроена в конструкцию кулачка, последовательность действий фиксирована и повторяема.
Типичные области применения включают:
выбор направления движения вперед/назад/назад
переключение линии
выбор инструмента
многопозиционное управление
выбор режима
При выборе поворотного переключателя недостаточно только номинального тока. Одной из самых важных проверок является категория использования согласно IEC 60947-3, что указывает на тип нагрузки, на которую рассчитан выключатель.
К числу распространенных примеров относятся:
AC-20A - переключение при незначительной нагрузке
AC-21A - резистивные нагрузки
AC-22A - смешанные резистивные и индуктивные нагрузки
AC-23A - двигатель или высокоиндуктивные нагрузки
Для коммутации, связанной с двигателем, AC-23A часто особенно важен, поскольку отражает более жесткие условия индуктивности. Инженеры также должны проверить схема контактов, количество полюсов, угол переключения, количество положений и выносливость. Два выключателя могут иметь одинаковые номиналы, но вести себя совершенно по-разному, если их последовательность включения не совпадает.
Выключатель и изолятор - это не всегда одно и то же. Стандартный выключатель может управлять цепью во время нормальной работы, но изолятор предназначен для обеспечения признанной точки отсоединения для безопасного доступа к обслуживанию.
Настоящий изолятор, или разъединитель, предназначен для создания определенного разделения между контактами в выключенном положении. Это различие имеет значение, когда техническому персоналу необходимо убедиться в том, что нижележащее оборудование отключено перед обслуживанием.
IEC 60947-3 охватывает низковольтные выключатели, разъединители, выключатели-разъединители и связанные с ними устройства. При выборе инженеры обычно рассматривают:
номинальное напряжение изоляции
номинальное рабочее напряжение
текущий рейтинг
категория использования
возможность создания и разрушения
пригодность для работы в условиях изоляции
Почему изоляция постоянного тока требует особого внимания
Изоляция постоянного тока заслуживает особого внимания, потому что постоянный ток не проходит через естественный токовый ноль так, как это делает переменный ток. В системах переменного тока повторяющиеся пересечения нуля помогают дуге погаснуть. В системах постоянного тока, как только образуется дуга, устройство должно прервать ее с помощью разделения контактов и внутренней конструкции для контроля дуги.
Именно поэтому специальные разъединители постоянного тока используются там, где требуется размыкание постоянного тока, особенно в солнечных фотоэлектрических системах. Разделительные выключатели постоянного тока предназначены для этой работы, где напряжение, ток и расположение полюсов должны соответствовать реальной конструкции системы.
Рисунок 2. Внутренняя структура разъединителя постоянного тока, иллюстрирующая геометрию контактов с двойным разрывом для более безопасного отключения высоковольтных фотоэлектрических элементов.
Для выбора изолятора постоянного тока просмотрите, по крайней мере:
максимальное напряжение постоянного тока
количество полюсов и последовательная конфигурация
рабочий ток
монтаж на панели или в корпусе
Рейтинг IP там, где воздействие окружающей среды имеет значение
соответствие стандартам и опубликованные рейтинги
Практический вывод прост: если требуется безопасное отключение обслуживания, выбирайте устройство, специально предназначенное и рассчитанное на изоляцию, а не полагайте, что любой выключатель справится с этой задачей.
Кнопки и индикаторные лампы
Кнопки и индикаторы образуют наиболее заметный человеко-машинный слой панели. Обычно они устройства цепей управления, Не заменяют переключение основного питания.
Кнопки передают команды. Индикаторы сообщают о состоянии.
Типичные функции кнопок включают:
запустить
остановить
сброс
толчок
аварийная остановка
благодарность
Типичные функции индикатора включают:
доступная мощность
работа машины
наличие неисправности
режим ожидания
запрос на техническое обслуживание
IEC 60947-5-1 является основным стандартом для многих устройств для цепей управления и коммутационных элементов, таких как кнопки, селекторные переключатели и пилотные устройства. Эти изделия обычно выбираются в соответствии с управляющее напряжение, расположение контактов, монтажный размер и защита окружающей среды.
Общие соображения, касающиеся дизайна, включают:
кратковременное или постоянное действие
нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты
размер выреза в панели
пластиковая или металлическая конструкция привода
уплотнение лицевой стороны панели
напряжение и цвет индикаторной лампы
Цветовая логика также имеет значение. IEC 60073 широко используется в качестве эталона для кодирования приводов и индикаторов. В целом:
Красный Указывает на остановку, аварийное действие или неисправность
Зеленый указывает на нормальный или безопасный режим работы
Желтый указывает на осторожность или ненормальное состояние
Голубой указывает на обязательное действие
Белый или черный может использоваться для выполнения общих функций
Последовательное использование этих цветов помогает уменьшить путаницу между операторами. Примеры стандартных командных устройств панели можно найти в разделе Кнопки и индикаторные лампы Shieldhz диапазон.
Клеммные колодки и распределение проводов
Клеммные блоки - это структурированные точки подключения, которые организуют проводники внутри панели. Они служат для прокладки полевых проводов, внутреннего распределения, маркировки, тестового доступа и обслуживания.
Хотя им уделяется меньше внимания, чем переключателям или индикаторам, клеммные блоки имеют решающее значение для общего качества панели. Некачественная заделка проводников может привести к периодическим неисправностям, перегреву, аварийным отключениям или трудоемкому поиску неисправностей.
Два распространенных типа клеммные блоки с винтовыми зажимами и клеммные блоки с пружинными зажимами.
В конструкциях винтовых зажимов используется винтовой механизм для сжатия проводника относительно токовой шины или прижимной пластины. Они остаются распространенными, поскольку хорошо знакомы, универсальны и широко понятны. Их эффективность зависит от правильной подготовки проводника и надлежащей практики затяжки.
В конструкциях пружинных зажимов используется пружинный механизм для поддержания контактного усилия на проводнике. Их часто выбирают в тех случаях, когда важна устойчивость к вибрациям или постоянство монтажа. Но даже в этом случае они должны быть правильно подобраны в соответствии с размером и типом проводника.
Типичные причины проблем с подключением терминалов включают:
плохая практика затяжки
неправильный размер провода
низкая длина зачистки
загрязнение или коррозия
вибрация
термоциклирование
Как правило, клеммные блоки следует выбирать как часть архитектуры панели, а не добавлять их в конце процесса проектирования. Напряжение, ток, стиль монтажа, маркировка и дополнительные опции - все это влияет на долговременную работоспособность.
Стандарты МЭК, применяемые повсеместно
Выбор компонентов для промышленного управления должен основываться на соответствующих стандартах, особенно при сравнении продуктов с различными функциями или стилями номиналов.
Сайт IEC 60947 семейства является основной основой для низковольтных распределительных устройств и устройств управления. К часто упоминаемым частям относятся:
IEC 60947-1 - общие правила
IEC 60947-3 - выключатели, разъединители и выключатели-разъединители
IEC 60947-4-1 - контакторы и пускатели двигателей
IEC 60947-5-1 - устройства и коммутационные элементы цепей управления
IEC 60947-5-5 - устройства аварийного отключения с механической фиксацией
Эти стандарты определяют, как оцениваются и тестируются устройства, включая такие показатели, как номинальное напряжение изоляции, номинальное рабочее напряжение, номинальный рабочий ток, импульсное выдерживаемое напряжение, категория использования и выносливость.
Для получения ссылок на официальные стандарты используйте Веб-магазин IEC.
Одна из распространенных ошибок при составлении спецификации - ориентация только на номинальный ток при игнорировании категории использования. Устройство, подходящее для переключения при незначительной нагрузке, может оказаться непригодным для работы в двигателе, даже если номинальное значение ампера кажется приемлемым.
Практическая схема выбора
Выбор подходящего компонента для промышленного управления становится проще, если подходить к нему шаг за шагом.
Рисунок 3. Пятиступенчатая схема выбора, связывающая электрическую нагрузку, окружающую среду, функции и требования к соответствию.
Начните с основ электротехники: определите, есть ли в цепи переменный или постоянный ток, Определите рабочее напряжение и ток, а также проверьте, будет ли устройство работать в силовая цепь или цепь управления.
Затем сопоставьте компонент с реальной нагрузкой. Категория использования должна соответствовать реальному типу нагрузки, а не только номинальным цифрам, напечатанным на первой странице технического паспорта.
Затем изучите условия окружающей среды. Пыль, влага, воздействие моющих средств, установка вне помещений, вибрация и температура - все это влияет на выбор корпуса, степень защиты IP и выбор материала.
После этого подтвердите нужную функцию. Приложение может понадобиться:
простое включение/выключение
сертифицированная изоляция
многопозиционный выбор
кратковременный командный вход
визуальная индикация состояния
заделка структурированной проводки
Наконец, проверьте соответствие требованиям и документацию. Перед окончательным выпуском следует проверить технические паспорта, маркировку, электрические схемы и техническую литературу. Если детали неясны, запросите руководство через Контактная страница Shieldhz.
Где используются эти компоненты
Промышленные компоненты управления применяются в самых разных отраслях, поскольку в разных видах оборудования встречаются одни и те же функциональные потребности.
Типичные области применения включают:
панели управления двигателями с селекторными переключателями режимов или реверсивных функций
солнечные фотоэлектрические системы, использующие изоляторы постоянного тока для изоляции оборудования или линий
Станции машинистов с помощью кнопок и индикаторов
пункты управления на открытом воздухе, требующие закрытых разъединителей и устойчивых к атмосферным воздействиям устройств
общепромышленные панели с клеммными блоками для структурированной полевой проводки
Рисунок 4. Карта применения, связывающая распространенные промышленные среды с соответствующими типами и номиналами компонентов управления.
Конкретный стиль изделия меняется в зависимости от условий окружающей среды и электрической нагрузки, но процесс принятия решения остается в основном тем же: определите схему, определите функцию, примените соответствующий стандарт и проверьте, соответствует ли номинал устройства реальным условиям эксплуатации.
Часто задаваемые вопросы
Что такое промышленный компонент управления?
Промышленный компонент управления - это устройство, используемое в промышленных панелях или машинах для переключения, изоляции, индикации или соединения электрических цепей контролируемым и повторяющимся способом.
В чем разница между выключателем и изолятором?
Выключатель управляет цепью во время работы, в то время как изолятор предназначен для обеспечения признанной безопасной точки разъединения для технического обслуживания, проверки или обслуживания.
Почему разъединители постоянного тока отличаются от разъединителей переменного тока?
Дугу постоянного тока сложнее погасить, поскольку постоянный ток не проходит через ноль. В результате изоляторы постоянного тока в большей степени зависят от расстояния между контактами и конструкции дугогасящего устройства.
Используются ли кнопки для переключения питания?
Обычно нет. Большинство кнопок - это устройства цепей управления, которые посылают команды на реле, контакторы, входы ПЛК или аналогичные элементы управления, а не напрямую переключают основное питание.
Почему категория использования имеет значение?
Категория использования указывает на тип электрической нагрузки, которую может выдержать устройство. Выключатель, подходящий для незначительной нагрузки, может не подойти для коммутации двигателей или индуктивных устройств.
Что вызывает проблемы с подключением клеммных колодок?
Среди распространенных причин - плохая затяжка, неправильный размер проводника, вибрация, термоциклирование, загрязнение и неправильная длина зачистки.
