Wyłącznik krańcowy – jak wybrać? Jaki czujnik krańcowy najlepszy?
Spis treści:
Co to jest wyłącznik krańcowy i czujnik krańcowy?
Warto wiedzieć, że generalnie oba te urządzenia są wyłącznikami, a określenie czujnik krańcowy jest nieco mylące. W tym przypadku bowiem do funkcji wyłącznika niejako „dołączona” została opcja czujnika – jedyną zmianą może być fakt, że łącznik tego typu sygnalizuje zbliżanie się do przeszkody lub osiągnięcie zadanego położenia. A klasyczna krańcówka, czyli wyłącznik krańcowy? Oczywiście też taką przeszkodę wykryje, bo właśnie do tego służy, ale nie przekaże żadnej informacji, a jedynie włączy lub wyłączy obwód elektryczny.
Takich dodatkowych funkcji jest więcej, natomiast w ogólnym zarysie rolą wszystkich wyłączników i czujników krańcowych jest wykrywanie zadanego położenia ruchomego elementu i w reakcji na jego osiągnięcie – załączanie lub odłączanie zasilania. Wszystkie dodatkowe funkcje sygnalizacji, zliczania itp. są jedynie rozbudowaniem działania podstawowego.
Podział wyłączników krańcowych
Równolegle funkcjonuje kilka różnych podziałów, ponieważ i kryteriów, które można zastosować, jest wiele. O niektórych ważnych jeszcze będzie mowa, natomiast warto już na początku wyróżnić kilka typów krańcówek, które wyszczególnia się ze względu na to, w jaki sposób wykrywane są w nich przeszkody.
- Krańcówki elektromechaniczne – to one są najczęściej stosowane i ich będzie w głównej mierze dotyczyła dalsza część opracowania. Mają najprostszą budowę i w standardowych warunkach działają niezawodnie. Wbrew temu, co można pomyśleć, wcale nie są niedokładne, choć to oczywiście zależy od konkretnego modelu. Elementem wykrywającym przeszkodę jest ruchoma dźwignia mechaniczna, połączona z elektrycznym łącznikiem w obudowie.
- Czujnik krańcowy magnetyczny. W jego przypadku zamiast ruchomej dźwigni stosowana jest para magnesów. Kiedy zbliżą się do siebie, dochodzi do indukcji prądu, co jest interpretowane jako zbliżenie się do przeszkody. Tego typu czujniki są ekstremalnie precyzyjne, ale siłą rzeczy będą także podatne na zaburzenia pól elektromagnetycznych, stąd w wielu miejscach nie osiągnął wymaganej niezawodności.
- Czujnik krańcowy optyczny. Tutaj zamiast dźwigni lub magnesów stosowany jest układ optyczny. Budowa i działanie takiej krańcówki są bardziej skomplikowane, natomiast podstawową wadą jest fakt, że taki układ musi działać w środowisku czystym – zapylenie nadajnika lub odbiornika spowoduje najczęściej zadziałanie mechanizmu zabezpieczającego i uruchomienie łącznika. Ten typ krańcówek stosuje się – podobnie jak mechaniczne z dźwignią poruszającą się w każdej płaszczyźnie – w robotyce, gdzie wymagana jest maksymalna precyzja i bezbłędne działanie oraz często pracuje się z delikatnymi podzespołami.
Podstawowe cechy charakterystyczne krańcówki
- Sygnalizacja i informacja. Zadaniem najprostszego łącznika krańcowego jest tylko sterowanie stanem obwodu. W tej prostej formie nie ma potrzeby ani sygnalizacji dotarcia do przeszkody, ani zliczania przeszkód. Rozbudowane krańcówki mogą jednak zliczać cykle pracy lub w dodatkowy sposób informować o osiągnięciu położenia lub napotkaniu nieprzewidzianej przeszkody. Dziś w wielu zastosowaniach przynajmniej sygnalizacja jest uznawana za funkcję podstawową, aczkolwiek to zależy ściśle od zadania łącznika. Krańcówka może też oczywiście poinformować o braku przeszkody w spodziewanym miejscu.
- Ograniczenie zakresu ruchu. Zwyczajnym punktem zatrzymania dla wyłącznika krańcowego jest celowo ustawiona przeszkoda na trasie ruchu. W niektórych typach można jednak dodatkowo zawęzić zakres przesuwu i zdefiniować odległość lub czas (przy znanej prędkości przesuwu nie jest to problemem), po których wyłączenie nastąpi niezależnie od obecności lub braku przeszkody.
- Budowa dźwigni. Krańcówki elektromechaniczne różnią się między sobą przede wszystkim konstrukcją dźwigni. Może działać ona w różnej płaszczyźnie (w niektórych modelach również więcej niż w jednej), a poza tym może to byś krótka dźwignia z rolką, rolka na dźwigni regulowanej długości, albo pręt regulowany bez rolki. Jeśli dźwignia ustawiona jest w osi, to mówi się o dźwigni zderzakowej. Niektóre dźwignie wyposażone są w sprężynę powodująca samoczynny powrót do pozycji wyjściowej. Tutaj dobiera się odpowiedni typ po prostu analizując parametry ruchu i dostosowując działanie wyłącznika do oczekiwanego efektu.
- Typ styków. Styki migowe działają błyskawicznie, natomiast styki typu zwłocznego odłączają (lub załączają) obwód z prędkością zależną od prędkości działania wyłącznika – odbywa się to dzięki odłączeniu najpierw tylko jednego styku, podczas gdy w krańcówkach migowych oba styki rozłączane są jednocześnie.
- Częstotliwość działania. Określa maksymalną ilość cykli, z jaką może pracować wyłącznik, przy czym często podawane są dwie różne wartości: częstotliwość mechaniczna i elektryczna. Pierwsza (z reguły większa) odkreśla, jak często może dochodzić do uruchomienia mechanizmu dźwigni, a druga – zwykle mniejsza – określa tempo przywracania pierwotnego stanu łącznika.
- Szybkość działania. Jest to parametr, który opisuje tempo uruchamiania wyłącznika i jest oczywiście związany z częstotliwością działania, ale nie w sposób bezpośredni. Ogólnie rzecz biorąc, szybsze wyłączniki krańcowe są bardziej precyzyjne i pozwalają na szybsze reagowanie na wykryte przeszkody.
- Warunki pracy. Jak wszystkie urządzenia elektryczne, również krańcówki są opisywane przez szereg parametrów środowiskowych, które uznaje się za bezpieczne. Opisuje się je więc odpornością na wstrząsy, odpornością na wibracje, odpornością na wilgoć i pył, a także określa dopuszczalną temperaturę pracy. Co ważne, w przypadku tego ostatniego czynnika można mieć niemal całkowitą pewność, że po przekroczeniu dopuszczalnego zakresu wyłącznik nie przestanie działać, a ryzyko polega przede wszystkim na możliwości utraty precyzji działania. Zawodna krańcówka jednak do niczego się nie przydaje, dlatego do tych warunków warto podejść na poważnie.
- Trwałość. Określa po prostu maksymalną liczbę cykli pracy, po której dojdzie do zużycia przynajmniej jednego podzespołu i może dochodzić do awarii lub nieprawidłowego działania krańcówki.
- Przeznaczenie. Większość krańcówek ma zwyczajną, wygodną do zdjęcia obudowę, która jednak zapewnia tylko podstawową ochronę. W szczególnych warunkach należy jednak poszukać wyłączników krańcowych o zmienionej charakterystyce. Najpopularniejszym przykładem są te o klasie ochrony IP 67, ale większość dobrych producentów ma też w ofercie krańcówki olejoodporne. Szczególnym rodzajem jest też czujnik krańcowy drzwi, nazywany często wyłącznikiem bezpieczeństwa, ponieważ zabezpieczają one drzwi osłaniające np. szafy sterownicze czy szafki elektryczne.
- Napięcie. Każdy wyłącznik – co oczywiste – przeznaczony jest do pracy z prądem o konkretnych parametrach, a zetem należy odróżnić np. wyłącznik krańcowy 12 V i wyłącznik krańcowy 230 V. Zasada ich działania będzie taka sama, a budowa różni się tylko w takim stopniu, w jakim wymaga tego funkcja. Podobnie dobiera się natężenia – jest to jednak cecha charakterystyczna obwodu, a nie samego wyłącznika.
Podsumowanie
Wybór krańcówki jest możliwy zawsze dopiero po określeniu konkretnych wymagań. Często stosuje się wyłączniki kosztujące parę złotych, ale są one przeznaczone raczej do zastosowań amatorskich. Dobre przekaźniki krańcowe bezpieczeństwa mogą kosztować nawet prawie 3000 złotych – są to jednak bardzo specyficzne urządzenia, które przydają się jedynie profesjonalistom. Klasyczne wyłączniki jednak też osiągają cenę kilkuset złotych, ale znacznie częściej potrzebne są parę razy tańsze – wszystko jednak zależy od wymogów konkretnego obwodu i urządzenia.
Komentarze (0)