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Casi todos los sistemas automatizados contienen un dispositivo como un interruptor de límite, que es responsable de apagarlos cuando la parte móvil alcanza un cierto punto. En los sistemas de control de iluminación, los interruptores de límite se utilizan como sensores. Cuando ocurren las circunstancias programadas, forman una señal.

Le informaremos todo sobre el propósito funcional y los tipos de dispositivos de desconexión de terminales. El artículo presentado por nosotros describe los diagramas de cableado probados en la práctica, se enumeran las reglas de conexión. Se dan las características del marcado, se da consejo sobre la elección.

¿Qué son los interruptores de límite?

Interruptores, interruptores de límite: dispositivos eléctricos diseñados para abrir y cerrar el circuito de trabajo. Están montados en mecanismos de movimiento para limitar su movimiento dentro de los límites dados. Las funciones que realizan estos dispositivos son idénticas al interruptor estándar.

El llenado de los interruptores de límite está encerrado en una carcasa robusta, generalmente de metal. Todos sus elementos están optimizados para una fácil sujeción y una fácil orientación en el espacio.

Los LED brillantes y de diferentes colores le permiten controlar la fuente de alimentación y la respuesta del sensor. Dos pares de contactos, la mayoría de las veces presentes en el interruptor, permiten monitorear el estado de su conexión.

Si, con un par cerrado, la transmisión de la señal no sigue su retorno, esto indica una falla del cable que conduce al interruptor. Después de que el sensor se dispara, es posible usar un par de contactos abiertos para pasar la señal.

Los sensores sensibles son la base de los sistemas de protección contra fugas. Al detectar el agua para la cual están destinados a ser detectados, los dispositivos no solo señalan el surgimiento de una emergencia en el modo de sonido y color, sino que también bloquean el funcionamiento de los sistemas a través de los cuales se transporta el agua.

Clasificación de la acción

Hay tres grupos principales de finales de carrera: mecánicos, sin contacto, magnéticos. La función principal de todos estos dispositivos es desconectar automáticamente el mecanismo de trabajo cuando alcanza la posición establecida por su parte móvil. Estos interruptores no solo sirven para abrir el circuito, sino también para conectarlo.

El funcionamiento del circuito en los sensores terminales se coordina de dos maneras: por acción directa sobre los contactos móviles y por control posicional de los mismos. En el primer caso, se les llama contacto, en el segundo, sin contacto. Un ejemplo de limitadores de contacto son los sensores responsables de cerrar las puertas de los automóviles.

La foto muestra el diseño del interruptor de límite del tipo de viaje. Sus componentes principales son: tapa (1), base (2), contactos (3), rodillo (4), palanca (5), tira de sellado (6), entrada (7)

Los sensores de este tipo no solo pueden activar y desactivar los mecanismos, sino también establecer la posición del objeto de control. Estos incluyen interruptores de flotador y sensores que determinan el nivel de combustible. La señal a su activación es el cambio en la resistencia correspondiente a un cierto nivel de líquido.

Menos sensores de contacto en presencia de partes mecánicas móviles, una vida útil relativamente corta debido a la ineficaz protección contra la humedad y el polvo. La ventaja es el diseño simple, la instalación y la operación. Protegido significativamente de influencias externas sin contacto. Más largo es su recurso.

Finales de carrera mecánicos

El control de finales de carrera de este tipo es rodillo o palanca. Se activan tan pronto como el mecanismo de control en forma de rueda, botón o palanca experimenta un efecto mecánico.

Cuando esto sucede, la posición de los contactos cambia, se pueden cerrar o abrir. El proceso va acompañado de una señal - control o aviso.

La mayoría de las veces, los interruptores de límite tienen dos contactos: abierto y cerrado. Hay dispositivos finales únicos, pero son raros. En cualquier caso, los contactos están en el caso de cada uno, y el diagrama de trabajo con sus números se muestra en el panel.

El diseño del rodillo VK se realiza presionando el accionador en el botón en forma de una pequeña barra. Dado que está conectado con contactos dinámicos, en el momento del contacto se abre el circuito de alimentación.

La diferencia entre los interruptores de palanca es que sus contactos móviles están conectados con una pequeña palanca a través de una barra o a través de una barra. La acción tiene lugar cuando el actuador empuja esta palanca.

La foto muestra un microinterruptor de extremo mecánico KW4-3Z-3 con una placa de presión. Se diferencia del trazo estándar del elemento de trabajo. Aplicarlo en máquinas CNC, impresoras 3D.

Además de los dispositivos de límite estándar, hay microinterruptores. Funcionan según el mismo principio, pero su ajuste durante la instalación requiere una mayor precisión debido a la pequeña carrera. Para aumentar la carrera de trabajo, recurren a un método como la inclusión de un elemento intermedio en el esquema: una palanca con un rodillo.

Aplique este tipo de interruptores, tanto en producción como en casa. El diseño del ascensor utiliza una gran cantidad de KU.

Entre ellos se encuentra un interruptor en forma de sensor que limita la altura de elevación mínima y máxima, lo que indica una rotura del cable, da una señal para abrir la puerta y realiza muchas más acciones. En las puertas de muchos apartamentos hay microinterruptores que encienden la luz de la habitación cuando se abre.

En automóviles, tales sensores finales mecánicos incluyen esquemas de señalización e iluminación. Su característica es la presencia de una entrada con un potencial positivo conectado a ella. El cuerpo es un terminal negativo, presionado contra un elemento metálico en la carrocería del automóvil, libre de pintura.

Con la masa del coche, este elemento se conecta por cable. La condición principal es que el interruptor no debe estar en contacto con una superficie húmeda. Conecte los sensores finales al instalar la alarma del automóvil, utilizando el esquema. Sus salidas pueden instalarse tanto en las puertas como en la cabina en dispositivos de iluminación.

Para encender cuando se abre la puerta y cerrar cuando está cerrada, haga un corto a positivo. En presencia de la iluminación del techo de la cabina y las puertas, se utiliza un bloque de interruptor de límite que realiza varias funciones. Como resultado de la activación del bloqueo, los sensores importantes se bloquean al intentar abrir cerraduras.

Características de los finales de carrera sin contacto

Uno de los tipos de interruptores de límite es su modificación sin contacto (BVK). La comunicación del instrumento está configurada para activarse cuando un objeto específico ingresa a la zona de sensibilidad.

Estos interruptores de límite se ajustan a un material específico y un tamaño determinado. Tan pronto como un objeto con tales parámetros cae en el área sensible, la amplitud de oscilación del generador se transforma.

No hay partes móviles en el propio dispositivo, ya que no hay contacto mecánico entre el objeto de impacto y el elemento de interruptor configurado en él.

BVK consta de las siguientes partes:

  • elemento sensible
  • tecla de encendido
  • Componente que analiza la señal.

La distancia a la que el dispositivo comienza a actuar se establece en función de la modificación del sensor y los requisitos del proceso. La exclusión de los elementos en movimiento y de frotamiento aumenta significativamente la confiabilidad de estos dispositivos.

Los sensores sin contacto, o, como también se les llama, las aproximaciones tienen una amplia funcionalidad. Hay dos categorías: interruptores y sensores de posición.

La primera tarea de IOO es detectar la posición del objeto. Además, el sensor realiza el conteo, posicionamiento, separación, clasificación de objetos. Puede controlar la velocidad, el movimiento, calcular el ángulo de rotación, corregir el sesgo y realizar muchas otras acciones.

En el hogar, los interruptores sin contacto se utilizan principalmente en la organización del control de iluminación. Sin embargo, en el campo de la disposición de los sistemas de "Casa inteligente", tiene un ámbito de aplicación mucho más amplio y muchas más perspectivas.

Los dispositivos sensibles se utilizan en la industria, en la industria del transporte, como elemento de automatización, en el refino de petróleo. De acuerdo con el principio de detección de objetos que se aproximan, se distinguen inductivos, capacitivos, ópticos y ultrasónicos.

Sensores de proximidad inductivos

Están sintonizados tanto con materiales metálicos como con materiales amorfos. Entre los que reaccionan al metal hay opciones magnéticas, ferromagnéticas. Dentro del sensor hay un núcleo metálico o magnetizado.

El interruptor se puede alimentar con una gran variación en los valores de voltaje: de 10 V a corriente continua, alternando de 264 V. La señal de salida se produce a 0, 2 A en el caso de corriente continua y 0, 5 A a alternancia

Si describimos la construcción de tal sensor con más detalle, consiste en un transductor que comprende una bobina de cobre ubicada en una copa de ferrita. Sus funciones incluyen la redirección del vector de líneas electromagnéticas a la parte frontal del interruptor.

El oscilador en el circuito puede ser con una resistencia negativa fija, o cualquier otro tipo. Las líneas del campo magnético están orientadas perpendicularmente a la dirección de la corriente que fluye a través de las vueltas del núcleo magnetizado.

El campo de fuerza alterna es causado por la tensión alterna en las entradas del núcleo. El siguiente nodo importante es el acondicionador de señal, que crea la histéresis y el rango de la señal de control. Incluye un detector controlado por gatillo.

El diagrama muestra un interruptor de movimiento inductivo en acción. Su elemento principal es una bobina de inductancia operada desde un generador.

La clave para el funcionamiento del interruptor de límite de inducción son los cambios que ocurren cuando se acerca o se quita un objeto. Tan pronto como el umbral de voltaje supera el valor permitido, el sensor se activa al conectar un disparador que abre la llave.

Interruptores de límite sin contacto capacitivos

Una vez que aparece el objeto, se inicia el circuito del vibrador del dispositivo capacitivo, se establecen los parámetros de tiempo. Cuando el sujeto se acerca al sensor, la capacitancia de este último aumenta y la frecuencia producida por el multivibrador disminuye.

Tan pronto como se supere el umbral de frecuencia, el dispositivo se apagará. De acuerdo con este principio, muchos modelos de sensores de movimiento, que apagan y encienden las bombillas cuando se detecta un objeto en la zona de sensibilidad, actúan.

El diagrama de bloques de un sensor capacitivo es similar a un dispositivo inductivo: en ambos modelos hay un generador y un detector.

El principio de funcionamiento de un remolque de tipo capacitor se basa en un cambio en la capacitancia de un elemento receptor: un capacitor. En dichos sensores, la operación de conmutación comienza cuando los objetos dieléctricos y metálicos ingresan a su campo.

Además del generador que genera el campo eléctrico, se incluyen en su diseño partes básicas como un demodulador. Actúa como un transductor de la amplitud de las oscilaciones de alta frecuencia con un cambio de voltaje simultáneo. El siguiente componente importante es el disparador responsable de un cierto nivel de señal, conmutación y dependencia de histéresis.

Para aumentar la señal de entrada al valor establecido, el amplificador se enciende en el circuito del interruptor capacitivo. El indicador LED es responsable de controlar la configuración y el funcionamiento del dispositivo.

Un elemento como un compuesto protege el interruptor de la humedad y las partículas sólidas. El cuerpo de plástico o latón protege todo lo que hay dentro de él contra daños mecánicos. El kit también incluye sujetadores.

El elemento de conmutación en este dispositivo está ubicado en un condensador y es una placa que interactúa con un vibrador. La función del elemento de umbral realiza un comparador conectado al vibrador. Este último, a su vez, está conectado a un convertidor de frecuencia y voltaje.

Los finales de carrera capacitivos responden a materiales sólidos, en polvo, líquidos, tanto conductores como no conductores

La diferencia entre los modelos capacitivos e inductivos radica en el hecho de que son los primeros en reaccionar a los cambios de humedad y densidad del aire. Estos últimos son insensibles a tales efectos.

Dispositivo de interruptores ultrasónicos.

El diseño de los finales de carrera ultrasónicos proporciona la presencia de emisores de sonido de cuarzo, que forman ondas de pulso con una longitud de 100 a 500 kNts, y un receptor, cuyos ajustes corresponden a una determinada frecuencia.

Cuando la amplitud de las ondas de sonido cambia como resultado de las maniobras de un objeto en movimiento, el microinterruptor BVK captura nuevos valores y controla las señales de salida basándose en esto.

El principio de funcionamiento de los sensores ultrasónicos se basa en el cambio en el tiempo durante el cual la onda de sonido se mueve desde el sensor al objeto monitoreado. La distancia de detección de tales dispositivos es bastante grande, hasta 10 m. Su gran ventaja es que pueden detectar un sujeto de cualquier forma y color, un sonido reflectante.

El funcionamiento de este sensor ultrasónico se basa en un principio simple: tan pronto como una de sus patas recibe una señal, la otra recibe un pulso de una longitud igual a la distancia al objeto.

Dichos sensores se utilizan para detectar objetos con una superficie plana que ocupa una posición perpendicular con respecto a la línea media de detección.

Las inexactitudes en su trabajo pueden provocar:

  1. Corrientes de aire de alta potencia repentinas que amplifican o debilitan la onda.
  2. Un cambio brusco de temperatura. Con una gran cantidad de calor emitido por el objeto, la velocidad de las ondas propagadas cambia.
  3. La desviación de la vertical del ángulo entre el plano horizontal del objeto y el eje del sensor. Si este error supera los 10, el sensor no funciona.
  4. La forma angular del objeto. En este caso, su identificación es muy difícil.

Las oscilaciones se propagan en un medio sólido, gaseoso, líquido, y la velocidad depende de los parámetros relevantes. Los sensores ultrasónicos no tienen partes móviles, por lo que no existe una relación entre el número de ciclos y la vida útil del dispositivo. Se caracterizan por una mayor resistencia a los impactos de todo tipo desde el exterior.

Dispositivos ópticos de proximidad.

BKV de este tipo controla los objetos, bloqueando la radiación y reflejándola. Cuando un objeto entra en el espacio entre el interruptor y la fuente de luz, el sensor interrumpe el flujo luminoso. El elemento responsable de esta acción puede ser un relé o un semiconductor. El radio de respuesta se extiende hasta 150 m.

Esta es una foto de un sensor final de tipo óptico. Determina las posiciones de los puntos extremos de movimiento de partes móviles en impresoras 3D, máquinas CNC

Los sensores de proximidad funcionan en un amplio rango de temperaturas, desde -60 hasta + 150⁰С. Soportan una presión de unos 500 atm, pueden funcionar en un entorno hostil e incluso en condiciones de mayor explosividad.

Variedades de fin magnetico

Este tipo de interruptores, que de otro modo se llaman interruptores de flotador o interruptores de láminas, reemplazan gradualmente los modelos mecánicos. Sus contactos cambian de posición cuando están a cierta distancia del imán. En este caso, se envía una señal al circuito de control.

En el interruptor de láminas hay uno o dos contactos hechos de un material especial: un ferromagnet. El interruptor de límite magnético es pequeño en tamaño. Colóquelo en el caso de plástico o vidrio, y en un circuito eléctrico se monta en su espacio.

Los contactos en este interruptor son abiertos, cerrados, conmutables. En los dispositivos del primer tipo, el contacto se cierra cuando se activa. Normalmente los contactos cerrados se abren en circunstancias similares, y los intercambiables se comportan de acuerdo con la situación.

La elección del modelo depende de las circunstancias específicas. Reed interruptores se utilizan en la construcción de puertas correderas. Con su ayuda, la estructura se detiene cuando alcanza su posición extrema durante la apertura o el cierre.

Algunos modelos de flotadores se utilizan como parte de la alarma antirrobo en la entrada de la casa. Cuando la puerta está cerrada, el circuito está cerrado debido al campo magnético en el interruptor. La apertura de la puerta provoca el movimiento del imán y la apertura del contacto, lo que hace que se active la alarma.

Al instalar los imanes ten en cuenta su polaridad. Si se instalan incorrectamente, no realizarán las funciones asignadas.

El hecho de que no haya contacto mecánico en esta estructura es su dignidad que mejora la longevidad. Se distinguen por la estructura más simple basada en la interacción de contactos controlados magnéticamente con un imán convencional.

Reglas de conexión y especificaciones

Aunque los finales de carrera son bastante simples, se utilizan en equipos con circuitos eléctricos complejos. Следовательно, их подключение должно осуществляться специалистами и строго по принципиальным схемам, основываясь на особенностях техники.

Рассмотрим пример подключения простого механического переключателя в 3D принтере. Это нужно для того, чтобы задать крайние координаты для его каретки. У подключаемого концевика в наличии 3 контакта - COM, NO, NC. При разомкнутом состоянии датчика первый и последний контакт пребывают под напряжением +5V. Второй контакт (NO) заземлен.

На схеме контакты COM (1) и NО (2) находятся в замкнутом состоянии, а COM и NC (3) разомкнуты. При достижении кареткой принтера крайней позиции контакты COM и NC соединяются и происходит ее отскок на 2 мм

Подключают датчик с помощью двух проводов - красного и черного цвета. Когда прибор срабатывает, должен раздаться типичный щелчок. Индикаторный выключатель подключают по той же схеме, но есть у него и третий провод - зеленый.

О его срабатывании сигнализирует загоревшийся светодиод и щелчок. У его разъемов на плате есть обозначения: для красного провода V (+5 В), для черного - G (земля), для зеленого - S (сигнал).

Такими же буквами обозначены разъемы и у оптического выключателя. Он более точно будет контролировать работу каретки, но может давать сбои при запыленности и солнечном свете. Срабатывание оптической пары сопровождается включением светоизлучающего диода и происходит совершенно бесшумно.

Los fabricantes de muebles utilizan ampliamente los interruptores de remolques, instalándolos en armarios. La conexión se realiza de acuerdo con las instrucciones adjuntas a cada modelo. El diagrama indica el lugar de fijación de la construcción de plástico con una llave. Para la puerta central, debe instalarse de manera que no interfiera con el movimiento correcto de la otra puerta de la sección a lo largo de las guías.

Los diagramas muestran cómo conectar los interruptores de límite para puertas correderas en armarios (opción b) y para puertas batientes (opción a)

En el caso de la instalación de un interruptor de límite para una puerta batiente, se fija con tornillos dentro del gabinete. En estado cerrado, la puerta presiona el botón, abre el circuito y la iluminación no funciona. Al aire libre, la puerta suelta el botón y se encienden las luces.

Marcado de finales de carrera

Cada uno de estos dispositivos de conmutación está etiquetado en consecuencia. Al descifrarlo, puede obtener toda la información sobre un modelo particular del interruptor de límite. Si tiene un registro VU222M, entonces significa que tiene un interruptor de fin VU222. Elemento móvil - palanca mejorada.

Este diagrama de bloques muestra el símbolo de un interruptor de límite diseñado para operar en circuitos de control que funcionan con corriente alterna y continua con una tensión máxima de 660 V

En detalle descifraremos, por ejemplo, el marcado del interruptor VP 15M4221-54U2. Está equipado con un elemento de acción móvil de la serie 15. Tiene un contacto normalmente abierto y otro normalmente cerrado, equipado con un rodillo y un empujador.

El nivel de protección es IP54 en el lado del variador, "Y" indica la versión climática y el número 2 indica la categoría de ubicación. El producto corresponde a TU U 31.2-25019584-005-2004.

Principales fabricantes del segmento.

Muchas empresas hacen estos sensores. Entre ellos se encuentran líderes reconocidos. Entre ellos, la empresa alemana Sick, como el principal fabricante de estos productos de alta calidad. Autonics suministra interruptores de límite inductivos y capacitivos al mercado.

Los sensores sin contacto de alta calidad son producidos por la compañía rusa TEKO. Se distinguen por su hermeticidad (IP 68). Estos interruptores de límite funcionan en los entornos más peligrosos, incluidos los explosivos; existen varios métodos de instalación disponibles.

Los interruptores finales del fabricante ucraniano Promfaktor son populares. Produce interruptores y conmutadores finales VP, PP, WU. La garantía, sujeta al cumplimiento de todas las normas operativas, es de 3 años.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Video # 1. Popular sobre el interruptor de límite:

Video # 2. Instalación de HF en una máquina CNC casera:

El propósito de los interruptores de límite puede ser muy diferente. Se utilizan tanto en sistemas industriales complejos como en la vida cotidiana para aumentar nuestra comodidad. Lo principal es que su conexión al circuito eléctrico debe realizarse solo después de una completa eliminación de la tensión.

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