การป้อนข้อมูลลงในคอนโทรลเลอร์โดยใช้ออปโตคัปเปลอร์

บทความนี้อธิบายถึงวิธีการใช้ optocoupler interchanges เพื่อป้อนข้อมูลที่ไม่ต่อเนื่องด้วยระดับ 220 V ในคอนโทรลเลอร์มีโครงร่างที่เป็นประโยชน์สำหรับการผลิตในห้องปฏิบัติการไฟฟ้า

ในกระบวนการทางเทคโนโลยีมักจำเป็นต้องควบคุมตำแหน่งของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของกลไกเครื่องจักร สำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้มีการพัฒนาขีด จำกัด สวิตช์ของการออกแบบและหลักการทำงานที่หลากหลายและนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จ

แน่นอนที่สุดในการออกแบบและหลักการทำงานคือสวิทช์สัมผัสแบบกลแบบธรรมดา: ผ่านระบบกลไกแบบกลไกและมักจะมีทั้งระบบของเกียร์ที่ขับเคลื่อนกล้องมีการปิดหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าซึ่งอาจหมายถึงตำแหน่งสุดท้ายหรือตำแหน่งเริ่มต้นของกลไก

นอกจากสวิทช์ จำกัด การสัมผัสหรือขณะที่มันถูกเรียกว่าสวิทช์ จำกัด สวิทช์ จำกัด แบบไม่สัมผัส ตัวแทนทั่วไปของตระกูลนี้คือสวิตช์ จำกัด ประเภท BVK มีการดัดแปลงมากมายดังนั้นตัวเลขจะถูกใส่หลังตัวอักษร BVK

งานของพวกเขาขึ้นอยู่กับหลักการของเครื่องกำเนิดการผ่อนคลายควบคุม เมื่อแผ่นโลหะเข้าสู่ช่องว่างของสวิทช์สุดท้ายการหยุดจะหยุดและการส่งสัญญาณออก โดยธรรมชาติแผ่นดังกล่าวข้างต้นตั้งอยู่บนส่วนหนึ่งของกลไกตำแหน่งที่จะต้องถูกควบคุม การปรากฏตัวของรถพ่วงดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 สวิตช์ความใกล้ชิด BVK

นอกจากนี้ยังมีการใช้เซ็นเซอร์ตามตัวกำเนิดการผ่อนคลายตัวเหนี่ยวนำตัวเก็บประจุออปติคัลออปติคัลอัลตราโซนิคและเซ็นเซอร์ชนิดอื่น ๆ แต่ถึงแม้จะมีเซ็นเซอร์หลายประเภทเช่นกันและหลักการทำงานสวิตช์ จำกัด การสัมผัสปกติไม่ยอมแพ้ตำแหน่งและเร็วเกินไปที่จะยกเลิก

บ่อยครั้งที่กลไกที่มีสวิตช์สัมผัสถูกรวมอยู่ในระบบอัตโนมัติที่ทำงานภายใต้การควบคุมของตัวควบคุม ในกรณีนี้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของกลไกควรถูกส่งไปยังคอนโทรลเลอร์ที่ควบคุมการทำงานของกลไกนี้

หนึ่งในกลไกเหล่านี้คือวาล์วน้ำที่พบบ่อยที่สุด โดยใช้ตัวอย่างของเธอเราจะพิจารณาวิธีการถ่ายโอนข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของเธอไปยังตัวควบคุม สิ่งนี้ทำได้ง่ายและเชื่อถือได้มากที่สุดโดยใช้การแยก optocoupler จะกล่าวถึงในบทความนี้

บ่อยครั้งที่เราแสดงทางทีวีว่าคนงานหันมู่เล่ขนาดใหญ่ที่วาล์วขนาดใหญ่เพื่อป้องกันการไหลของก๊าซหรือน้ำมัน ดังนั้นหลายคนไม่สงสัยเลยว่าวาล์วไม่ได้มีแค่เครื่องยนต์ยานยนต์พร้อมกับมอเตอร์ไฟฟ้า แต่ยังรวมอยู่ในระบบควบคุมอัตโนมัติต่างๆ

รูปที่ 2 แสดงวงจรควบคุมวาล์วแบบง่าย

รูปที่ 2 วงจรควบคุมวาล์วแบบง่าย

เพื่อลดปริมาตรของรูปหน้าสัมผัสพลังงานจริงที่ควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้าเองรวมถึงองค์ประกอบการป้องกันต่าง ๆ เช่นเบรกเกอร์วงจรและรีเลย์ความร้อนจะไม่แสดง ท้ายที่สุดอุปกรณ์ของสตาร์ตเตอร์แม่เหล็กแบบกลับด้านได้นั้นเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่ช่างไฟฟ้าทุกคน และกี่ครั้งที่ต้องแก้ไขความผิดปกติเพียงแค่กดปุ่มบน "teplushka" !!! แต่ถึงกระนั้นวัตถุประสงค์ขององค์ประกอบบางอย่างของวงจรจะต้องมีการอธิบาย

แผนภาพแสดงขดลวดของตัวเริ่มแม่เหล็ก K1, K2 เมื่อเปิด K1 วาล์วจะเปิดขึ้นและเมื่อเปิด K2 วาล์วจะปิดลงตามที่ระบุโดยจารึกใกล้กับขดลวด ขดลวดสตาร์ทเตอร์ที่แสดงในแผนภาพได้รับการจัดอันดับสำหรับ 220V

โดยทั่วไป - ผู้ติดต่อที่ปิด K2 และ K1 เป็นโซลูชันมาตรฐานสำหรับการเริ่มต้นการกลับรายการใด ๆ - การปิดกั้น: เมื่อผู้เริ่มต้นรายหนึ่งเปิดอยู่ผู้ติดต่ออีกคนจะไม่สามารถเปิดได้

การเปิดหรือปิดวาล์วเริ่มต้นด้วยการกดปุ่มที่เกี่ยวข้องที่แสดงในแผนภาพ หลังจากปล่อยปุ่มตัวเริ่มต้นจะถูกเก็บไว้ในสถานะเปิดโดยผู้ติดต่อของตัวเอง (บล็อก - ติดต่อ) โหมดการทำงานนี้เรียกว่าการป้อนกระดาษเอง ในแผนภาพเหล่านี้โดยปกติจะเปิดผู้ติดต่อ K1 และ K2

สูงกว่าผู้ติดต่อเหล่านี้ในแผนภาพเล็กน้อยเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีผู้ติดต่อภายในและคำจารึก“ กลไก SME” นี่คือกลไกการส่งสัญญาณตำแหน่ง (ICP) ในรูปแบบของเราวาล์วอยู่ในตำแหน่งตรงกลางดังนั้นหน้าสัมผัส S1 และ S2 จะถูกปิดซึ่งช่วยให้คุณสามารถเปิดสตาร์ทเตอร์ใดก็ได้ทั้งในการเปิดและปิด

กลไก SME เป็นกระปุกเกียร์ที่แปลงจังหวะการเลี้ยวแบบมัลติ - เทิร์นของร่างกายที่ใช้งานในกรณีนี้สกรูคู่ของวาล์วไปสู่การเคลื่อนที่เชิงมุมของเพลาด้วยลูกเบี้ยว มุมนี้อาจเป็น 90 ... 225 องศาทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่นของ SMEs อัตราทดเกียร์ของกระปุกสามารถเป็นไปตามคำขอของลูกค้าซึ่งช่วยให้คุณสามารถปรับตำแหน่งของกล้องได้อย่างแม่นยำที่สุด

กล้องที่อยู่บนเพลาสามารถหมุนได้ตามมุมที่ต้องการและแก้ไข ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะได้รับช่วงเวลาที่แตกต่างกันของการทำงานของไมโคร ในแบบแผนของเรานี่คือ S1 ... S4 การปรับเปลี่ยนบางอย่างของ SMEs นอกเหนือจากไมโครสวิตช์จะมีเซ็นเซอร์ตรวจจับที่ให้ผลลัพธ์ สัญญาณอะนาล็อก เกี่ยวกับมุมการหมุนของเพลา ตามกฎแล้วนี่เป็นสัญญาณปัจจุบันในช่วง 4 ... 20 mA แต่เราจะไม่พิจารณาสัญญาณนี้ที่นี่

ตอนนี้ขอกลับไปที่โครงการของเรา สมมติว่ามีการกดปุ่มเปิด ในกรณีนี้วาล์วจะเริ่มเปิดและจะเปิดจนกว่า microswitch S1 ทำงานในกลไก ICP (ยกเว้นแน่นอนว่าปุ่มหยุดกดก่อน) เขาจะยกเลิกการจ่ายกำลังของคอยล์สตาร์ท K1 และวาล์วจะหยุดการเปิด

หากกลไกอยู่ในตำแหน่งนี้จากนั้นกดปุ่มเปิด K1 สตาร์ทเตอร์จะไม่สามารถเปิดได้ สิ่งเดียวที่ทำให้มอเตอร์ไฟฟ้าเปิดในสถานการณ์นี้คือการกดปุ่มเพื่อปิดวาล์ว การปิดจะดำเนินต่อไปจนกว่าจะเปิดใช้งาน microswitch S2 (หรือจนกว่าคุณจะคลิก "หยุด")

ทั้งการเปิดและปิดของวาล์วสามารถหยุดได้ตลอดเวลาโดยกดปุ่มหยุด

ดังกล่าวข้างต้นวาล์วไม่ทำงานด้วยตัวเอง“ พวกเขากดปุ่มและซ้าย” แต่สามารถเข้าสู่ระบบอัตโนมัติ ในกรณีนี้จำเป็นต้องแจ้งชุดควบคุม (คอนโทรลเลอร์) ของตำแหน่งวาล์วอย่างใดอย่างหนึ่ง: เปิดปิดในตำแหน่งกลาง

วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือการใช้ผู้ติดต่อเพิ่มเติมซึ่งมีอยู่ใน SMEs โดยบังเอิญ ในแผนภาพเหล่านี้คือรายชื่อผู้ติดต่อ S3 และ S4 ที่เหลือฟรี เฉพาะในกรณีนี้มีความไม่สะดวกและค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม ก่อนอื่นนี่คือต้องมีการเดินสายเพิ่มเติมและเดินสายเพิ่มเติม และนี่คือค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม

ความไม่สะดวกเพิ่มเติมมาถึงความจริงที่ว่าคุณต้องกำหนดค่ากล้องเพิ่มเติม กล้องเหล่านี้เรียกว่าข้อมูล ในรูปแบบของเราคือ S3 และ S4 เกี่ยวกับพลังงาน (ในแผนภาพเป็น S1 และ S2) พวกเขาจะต้องกำหนดค่าอย่างแม่นยำมากตัวอย่างเช่น data Trailer บอกคอนโทรลเลอร์ว่าวาล์วปิดแล้วและคอนโทรลเลอร์เพียงแค่ปิดวาล์ว และเธอยังไม่ถึงครึ่ง!

ดังนั้นรูปที่ 3 แสดงวิธีรับข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของวาล์วโดยใช้หน้าสัมผัสพลังงาน เพื่อจุดประสงค์นี้สามารถใช้จุดแยก optocoupler

รูปที่ 3

เมื่อเปรียบเทียบกับรูปที่ 2 องค์ประกอบใหม่ได้ปรากฏในแผนภาพ ก่อนอื่นเลย หน้าสัมผัสรีเลย์ ด้วยชื่อ“ รีเลย์เปิด”,“ ปิดรีเลย์”,“ รีเลย์หยุด”สังเกตได้ง่ายว่าสองตัวแรกเชื่อมต่อขนานกับปุ่มที่เกี่ยวข้องบนแผงควบคุมมือและหน้าสัมผัสที่ปิดตามปกติคือ“ รีเลย์หยุด” ตามลำดับด้วยปุ่มหยุด ดังนั้นทุกเวลาวาล์วสามารถควบคุมได้ด้วยการกดปุ่มด้วยมือหรือจากชุดควบคุม (คอนโทรลเลอร์) โดยใช้รีเลย์ระดับกลาง เพื่อลดความซับซ้อนของวงจรขดลวดของรีเลย์กลางจะไม่แสดง

นอกจากนี้สี่เหลี่ยมที่ปรากฏบนไดอะแกรมที่มีคำจารึก "Optocoupler interchanges" มันมีสองช่องทางที่อนุญาตให้แรงดันไฟฟ้าจากสวิทช์ จำกัด ของกลไก SME และนี่คือ 220V จะถูกแปลงเป็นระดับสัญญาณของตัวควบคุมเช่นเดียวกับการดำเนินการแยกไฟฟ้าจากเครือข่ายพลังงาน

แผนภาพแสดงให้เห็นว่าอินพุตของจุดแยก optocoupler เชื่อมต่อโดยตรงกับไมโคร S1 และ S2 ของกลไก ICP หากวาล์วอยู่ในตำแหน่งตรงกลาง (เปิดบางส่วน) ไมโครสวิตช์ทั้งสองจะปิดและแรงดันไฟฟ้าที่ 220 โวลต์จะมีอยู่ที่อินพุตทั้งสองของจุดแยก optocoupler ในกรณีนี้เอาท์พุททรานซิสเตอร์ของทั้งสองช่องจะอยู่ในสถานะเปิด

เมื่อวาล์วเปิดเต็มที่ไมโคร S1 จะเปิดขึ้นไม่มีแรงดันที่อินพุตของช่องแยก optocoupler ดังนั้นทรานซิสเตอร์เอาต์พุตของหนึ่งช่องจะถูกปิด เช่นเดียวกันอาจกล่าวได้เกี่ยวกับการทำงานของ microswitch S2

แผนผังไดอะแกรมของหนึ่งช่องแยก optocoupler แสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4 แผนผังไดอะแกรมของหนึ่งช่อง optocoupler

คำอธิบายของแผนภาพวงจร

แรงดันไฟฟ้าอินพุตผ่านตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C1 ถูกแก้ไขโดยไดโอด VD1, VD2 และชาร์จประจุตัวเก็บประจุ C2 เมื่อแรงดันไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุ C2 ถึงแรงดันพังของซีเนอร์ไดโอด VD3 ตัวเก็บประจุ C3 จะถูกชาร์จและผ่านตัวต้านทาน R3“ ไฟ” optocoupler LED V1 ซึ่งจะนำไปสู่การเปิดตัวทรานซิสเตอร์ optocoupler และด้วยทรานซิสเตอร์เอาท์พุท VT1 ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตเชื่อมต่อกับอินพุตคอนโทรลเลอร์ผ่านไดโอด decoupling VD4

คำสองสามคำเกี่ยวกับวัตถุประสงค์และประเภทของชิ้นส่วน

ตัวเก็บประจุ C1 ทำงานเป็นตัวต้านทานที่ไม่ใช่วัตต์ ความจุของมัน จำกัด กระแสเข้า ตัวต้านทาน R1 ถูกออกแบบมาเพื่อ จำกัด กระแสการไหลเข้าในขณะที่ปิดไมโคร S1, S2

ตัวต้านทาน R2 ปกป้องตัวเก็บประจุ C2 จากแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในกรณีที่มีการเปิดในวงจรไดโอดซีเนอร์ VD3

ในฐานะที่เป็นไดโอดซีเนอร์ VD3, KC515 ที่มีแรงดันไฟฟ้าคงตัวที่ 15V ในระดับนี้แรงดันไฟฟ้าประจุของตัวเก็บประจุ C4 มี จำกัด และดังนั้นกระแสผ่าน LED ของ optocoupler V1

ใช้ AOT128 เป็น optocoupler V1 ตัวต้านทาน R5 100 kOhm ปิดอยู่ optocoupler phototransistor ในกรณีที่ไม่มีไฟ LED

ถ้าแทนที่จะใช้ออปโตคัปเปลอร์ AOT128 ในประเทศเราจะใช้อะนาล็อก 4N35 ที่นำเข้า (แม้ว่านี่จะยังคงเป็นคำถามคำถามใดที่เป็นอะนาล็อก?) จากนั้นตัวต้านทาน R5 ควรจะใส่ค่า 1M nom ไม่เช่นนั้นออปโตคัปเปลอร์กลางก็จะไม่ทำงาน: 100 KOhm จะปิดโฟโต้ทรานซิสเตอร์เพื่อให้มันไม่สามารถเปิดได้อีกต่อไป

ขั้นตอนการส่งออกของทรานซิสเตอร์ KT315 ได้รับการออกแบบให้ทำงานด้วยกระแส 20 mA หากคุณต้องการกระแสเอาท์พุทที่มากขึ้นคุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ที่ทรงพลังกว่าเช่น KT972 หรือ KT815

โครงการค่อนข้างง่ายน่าเชื่อถือในการดำเนินงานและไม่แน่นอนในการว่าจ้าง คุณสามารถพูดได้ว่ามันไม่จำเป็นต้องปรับ

ง่ายที่สุดในการตรวจสอบการทำงานของบอร์ดโดยใช้แรงดันไฟฟ้าเครือข่าย 220V โดยตรงจากเต้าเสียบเข้ากับอินพุต เชื่อมต่อไฟ LED ผ่านตัวต้านทานประมาณหนึ่งกิโลโอห์มและใช้แหล่งจ่ายไฟ 12V ในกรณีนี้ LED ควรสว่างขึ้น หากคุณปิดแรงดันไฟฟ้า 220V แล้ว LED จะต้องดับ

มะเดื่อ 5. การปรากฏตัวของคณะกรรมการเสร็จสิ้นกับการแยก optoelectronic

รูปที่ 5 แสดงลักษณะของคณะกรรมการเสร็จที่มีสี่ช่องทาง opto-coupler สัญญาณอินพุทและเอาท์พุทเชื่อมต่อกันโดยใช้เทอร์มินัลบล็อคติดตั้งอยู่บนบอร์ด การชำระเงิน ทำโดยเทคโนโลยีการรีดด้วยเลเซอร์เพราะมันทำเพื่อการผลิตเป็นเวลาหลายปีของการทำงานไม่มีความล้มเหลวในทางปฏิบัติ

Boris Aladyshkin