كتلة الاتصال الإضافية: التطبيقات ومعايير الاختيار والإرشادات العملية

يفقد خط التعبئة مشغل المحرك الخاص به في منتصف نوبة العمل. تم اختبار ملف الموصل وتم إعادة ضبط مرحل التحميل الزائد، لكن PLC لا يزال يظهر أن المحرك قيد التشغيل. يفتح الفني الخزانة ويجد أن الموصل مفتوح. لا يتم توصيل أي تعليقات إلى وحدة التحكم، ولا يوجد مصباح على الباب، ولا توجد طريقة لمعرفة الحالة الفعلية دون فتح اللوحة. المكون المفقود هو كتلة اتصال مساعدة.

كتلة الاتصال المساعدة (جهة الاتصال الإضافية باختصار) عبارة عن مفتاح يتم تشغيله ميكانيكيًا يتبع موضع الاتصال الرئيسي للموصل أو المرحل. إنه يوفر دائرة منفصلة منخفضة الطاقة للتغذية المرتدة والإمساك ومنطق التعشيق. يشرح هذا الدليل كيفية عمله، وترتيب الاتصال الذي يناسب أي دائرة، وأين تكون وحدة الترحيل هي الخيار الأفضل.

ما هي كتلة الاتصال Aux؟

كتلة الاتصال المساعدة عبارة عن مجموعة تبديل مستقلة مدفوعة بنفس الحركة الميكانيكية مثل جهات الاتصال الرئيسية. عندما يتم تنشيط الملف، يتحرك عضو الإنتاج ويتم فتح أو إغلاق نقاط اتصال الكتلة مع نقاط الاتصال الرئيسية. الدائرة المساعدة منفصلة كهربائيًا ولا تحمل أبدًا تيار الحمل الرئيسي.

ونظرًا لأن أداة التوصيل ميكانيكية، فإن ردود الفعل تعكس الموقع الحقيقي لنقاط الاتصال الرئيسية. إذا تم لحام الموصل بشكل مغلق، فإن جهة الاتصال الإضافية تظهر الحالة الفعلية. إذا كان الملف أقل من جهد الالتقاط، فسيظل الاتصال الإضافي في الموضع الصحيح. هذه الحقيقة الميكانيكية هي السبب وراء استخدام دوائر التحكم لجهات الاتصال المساعدة بدلاً من أجهزة ضبط الوقت أو الافتراضات البرمجية.

تستخدم جهات الاتصال الموجودة داخل الكتلة سبيكة فضية للحفاظ على استقرار مقاومة التلامس عند الفولتية المنخفضة والتيارات النموذجية لمدخلات PLC. يتم تصنيف الكتلة القياسية بين 6 أمبير و10 أمبير عند 230 فولت إلى 690 فولت تيار متردد، وهو أعلى مما تحتاجه معظم أحمال التحكم ولكنه أقل بكثير من تصنيف الاتصال الرئيسي للجهاز الذي يتم الإبلاغ عنه.

ترتيبات الاتصال المشتركة هي:

• 1NO: جهة اتصال واحدة مفتوحة عادةً للحصول على تعليقات الحالة الإيجابية
• 1NC: جهة اتصال واحدة مغلقة عادةً بسبب الخطأ وإشارة حالة التعطيل
• 1NO 1NC: معيار الأغراض العامة لمعظم لوحات التحكم
• 2NO 2NC: ردود الفعل بالإضافة إلى التعشيق في كتلة واحدة
• 3NO 3NC: مراقبة مكثفة لأنظمة التحكم متعددة القنوات

يتم تركيب الكتل على مقدمة أو جانب الموصل، أو كجزء من نظام ترحيل DIN-rail. التثبيت الجانبي يوفر الارتفاع؛ التثبيت الأمامي يجعل فحص الأسلاك أسهل.

لماذا تعد جهات الاتصال المساعدة ضرورية في لوحة التحكم؟

تمثل ثلاث وظائف توصيل تقريبًا كل جهة اتصال مساعدة في اللوحة الصناعية.

1. ردود الفعل على PLC أو DCS. يجب أن تؤكد وحدة التحكم أن موصل المحرك قد تم إغلاقه بالفعل، وليس فقط أن الملف قد تم التحكم فيه. تقوم جهة الاتصال الإضافية بإنشاء مسار ردود فعل معزول غلفانيًا يمكن لوحدة التحكم قراءته كمدخل رقمي.
2. عقد (الختم) الدائرة. في دائرة التشغيل والإيقاف القياسية، لا يوجد اتصال مساعد يحافظ على تشغيل الملف بعد تحرير زر التشغيل. وبدون ذلك، ينطفئ المحرك في اللحظة التي يترك فيها إصبع المشغل الزر.
3. المتشابكة. في المبدئ العكسي، يتم توصيل جهة اتصال NC لأحد الموصلات على التوالي مع ملف الآخر. وهذا يمنع الموصلين من الإغلاق في نفس الوقت، مما يؤدي إلى تقصير مراحل الإمداد معًا.

الاستخدام الشائع الرابع هو الإشارة عن بعد: يقوم جهاز اتصال إضافي بتشغيل مصباح أو مذيع على باب الخزانة حتى يتمكن المشغلون من قراءة حالة التبديل دون فتح اللوحة. يمكن لنفس جهة الاتصال تغذية عداد أو إنذار أو نظام جمع البيانات.

المواصفات الرئيسية التي يجب التحقق منها قبل الشراء

يسرد الجدول أدناه القيم التي تحدد ما إذا كانت الكتلة مناسبة لدائرة معينة.

يبدأ الاختيار بفئة الاستخدام. تحدد المواصفة القياسية IEC 60947-5-1 AC-15 لتبديل الأحمال الكهرومغناطيسية مثل الموصل وملفات الترحيل. يمكن للكتلة المسمى AC-15 بجهد 10 أمبير و230 فولت تيار متردد التحكم في معظم ملفات التحكم في اللوحة القياسية. بالنسبة لدوائر التحكم في التيار المستمر، استخدم تصنيف التيار المستمر المنشور، لأن قوس التيار المستمر لا ينطفئ ذاتيًا عند كل تيار صفر ويتطلب فجوة اتصال أكبر.

الرسم البياني أدناه يضع التصنيف 10 أ في منظوره الصحيح مقابل التيارات التي تقوم دائرة التحكم بتبديلها فعليًا.

يقارن الرسم البياني أحمال دائرة التحكم النموذجية مع تيار التحويل المقدر لكتلة الاتصال المساعدة القياسية. يسحب المصباح التجريبي حوالي نصف أمبير، ويسحب ملف موصل صغير ما بين أمبير واحد إلى اثنين. يمكن أن يصل الملف الكبير إلى أربعة أمبير، في حين أن صمام الملف اللولبي الذي يعمل مباشرة من جهة الاتصال يقع عند ثمانية أمبير، ولا يزال أقل من تصنيف العشرة أمبير. يضيف المصنعون هامشًا لأن التيارات المتدفقة يمكن أن تكون أضعاف قيمة الحالة المستقرة. تتمثل القاعدة العملية في إبقاء الحمل المستمر أقل من 80 بالمائة من تصنيف الاتصال. إذا كان التطبيق قريبًا من هذا الحد، فقم بتبديل الحمل من خلال مرحل الواجهة واستخدم جهة الاتصال الإضافية فقط لملف المرحل.

تبديل الحياة والتحمل

التحمل هو المواصفات التي غالبًا ما ينساها القائمون على التركيب. يوضح الرسم البياني أدناه كيف يعتمد التحمل الكهربائي على التيار الذي تم تحويله فعليًا.

يوضح المنحنى عدد العمليات التي يمكن لجهة اتصال مساعدة نموذجية من سبائك الفضة إكمالها عند تيارات تحويل مختلفة. عند أمبير واحد، تدير جهة الاتصال ما يقرب من مليوني عملية. عند تصنيف العشرة أمبير الكامل، يكون نفس الاتصال جيدًا لحوالي 150.000 عملية. السبب هو القوس: كل عملية مفتوحة ترسم قوسًا صغيرًا يؤدي إلى تآكل سطح التلامس، ويؤدي التيار الأعلى إلى إنشاء قوس أكبر يتآكل بشكل أسرع. عادة ما يبلغ التحمل الميكانيكي، الذي يتم قياسه بدون تيار، حوالي عشرة ملايين عملية، وبالتالي فإن الحمل الكهربائي دائمًا ما يقرر الحياة الحقيقية. ويستهلك الصمام الذي يدور كل عشر ثوانٍ حوالي 8600 عملية يوميًا، وبالتالي فإن عمر مليوني عملية يستمر 230 يومًا فقط. إذا تجاوز عدد دورات جهازك هذا الحساب، فاجعل استراتيجية التبديل جزءًا من مراجعة التصميم.

عندما يتجاوز حمل التحكم الحد العملي لجهة الاتصال المساعدة، فإن الحل القياسي هو مرحل طاقة مخصص بمعدل اتصال أعلى. تقوم الكتلة الإضافية بعد ذلك بتغذية ملف الترحيل فقط، ويحمل جهة الاتصال الرئيسية للمرحل الحمولة الثقيلة.

مرحل الطاقة CYF3 PCB لتطبيقات التحميل العالي والعزلة العالية يوفر هذا المرحل المدمج تصنيف اتصال يصل إلى 17 أمبير و5000 فولت، مما يجعله اختيارًا مناسبًا عندما لا تتمكن جهة الاتصال المساعدة من التعامل مع حمل التحكم مباشرة. مثالية للدوائر المثبتة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. عرض المنتج →

تخفيض الجهد وهوامش الأمان

يتم تصنيف جهة الاتصال المساعدة بواسطة التيار عند جهد معين، ويتغير هذا التيار مع جهد النظام. يوضح الرسم البياني أدناه نمط تخفيض شائع لكتلة فئة 690 فولت.

يُظهر الرسم البياني نفس كتلة الاتصال المساعدة التي تم تخفيضها عبر ثلاثة جهود للنظام. عند 250 فولت تيار متردد، تم تصنيفه للتبديل 10 أمبير؛ عند 400 فولت تيار متردد، ينخفض ​​التصنيف إلى 6 أمبير؛ وعند 690 فولت تيار متردد، ينخفض ​​إلى 3 أمبير. والسبب هو أن الجهد عبر فجوة الفتح يدفع القوس: الجهد العالي ينتج قوسًا أطول وأكثر نشاطًا مما يؤدي إلى تآكل نقاط الاتصال بشكل أسرع ويمكنه سد فجوة الفصل. تحقق دائمًا من جدول التصنيف المطبوع على الكتلة أو في ورقة البيانات بدلاً من الاعتماد على أعلى رقم في وصف الكتالوج. بالنسبة لخط 480 فولت، تحقق من الكتلة عند جهد النظام الفعلي بدلاً من نقطة الاختبار 230 فولت. بالنسبة لأنظمة التحكم بجهد 24 فولت تيار مستمر، قم بتطبيق نفس منطق تخفيض القدرة واستخدم تصنيف التيار المستمر المنشور، والذي عادة ما يكون أقل من قيمة التيار المتردد.

جهات اتصال Aux في تطبيقات العالم الحقيقي

تظهر الدوائر أدناه مرارًا وتكرارًا في تقارير مكالمات الصيانة.

• ردود فعل التشغيل المباشرة عبر الإنترنت: جهة اتصال واحدة غير متصلة بمدخل PLC وجهة اتصال NC واحدة في مسار إشارة الرحلة.
• عكس التعشيق المبدئي: يتم توصيل جهة اتصال NC الخاصة بأحد الموصلات بدائرة الملف الخاصة بالموصل الآخر بحيث لا يمكن إغلاق كلاهما معًا.
• انتقال ستار-دلتا: يفتح الموصل النجمي أولاً، ويطلق مساعد NC للوحدة النجمية الملف النجمي، ويؤكد NO aux لوحدة الدلتا موضع الدلتا.
• مصباح الحالة المثبت على الباب: تعمل جهة الاتصال NO على تشغيل المصباح حتى يتمكن المشغل من رؤية حالة التبديل دون فتح الخزانة.

بالنسبة لخزانة التحكم المزدحمة بأجهزة DIN-rail، فإن توصيل كل نقطة تغذية مرتدة إلى طرف منفصل يزيد من وقت التجميع وخطر التوصيلات الفضفاضة. غالبًا ما تكون وحدة الترحيل الرفيعة المزودة بمقبس متكامل وأطراف لولبية ومؤشر LED هي الحل الأنظف لـ PLC والطبقة المتداخلة من اللوحة.

M41F وحدة ترحيل DIN-Rail رفيعة مع دائرة حماية وحدة ترحيل مثبتة على سكة تحتوي على 1 إلى 32 قناة، كل واحدة منها تتحول إلى ما يصل إلى 6 أمبير. تعمل الحماية المدمجة والتصميم المدمج على تبسيط الأسلاك في لوحات التحكم المزدحمة مع عزل مخرجات PLC. عرض المنتج →

كتلة الاتصال المساعدة أو وحدة ترحيل الواجهة؟

يقوم كلا المكونين بتبديل إشارات التحكم، لكنهما غير قابلين للتبديل. تنتمي الكتلة الإضافية إلى الموصل وتعطي ردود فعل مباشرة ومقترنة ميكانيكيًا. تنتمي وحدة ترحيل الواجهة إلى سكة DIN وتوفر تحويل الإشارة والعزل الكهربائي ومؤشر LED المرئي لخزانة PLC. تحتاج معظم الأجهزة إلى كليهما: وحدة المساعدة الموجودة على جهاز الطاقة، ووحدة التتابع في خزانة التحكم.

استخدم كتلة مساعدة عندما يجب أن تعكس الإشارة موضع الاتصال الرئيسي الحقيقي، عندما تكون الدائرة جزءًا من مسار التعشيق، أو عندما لا تتوفر مساحة للسكك الحديدية. استخدم وحدة الترحيل عندما تكون اللوحة مبنية حول أطراف DIN-rail، أو عندما يقلل مؤشر LED من عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها، أو عندما يجب أن يظل ناقل التحكم معزولًا عن دائرة الطاقة. الشركة وحدات التحكم الصناعية تم تصميمها لهذه الطبقة، مع كتل طرفية ومؤشر حالة LED جاهز لأسلاك الخزانة.

يقارن مخطط الرادار كتلة الاتصال المساعدة المثبتة على موصل مع وحدة ترحيل الواجهة المثبتة على سكة DIN عبر ستة معايير اختيار. تحقق كتلة aux درجات أعلى في تصنيف الاتصال للتبديل المباشر للملف، ولا تأخذ مساحة للسكك الحديدية، وهي الحل الأقل تكلفة لكل وظيفة. تحقق وحدة الترحيل درجات أعلى في راحة الأسلاك، نظرًا لأن أطراف المقبس والمسمار تصل كمنتج واحد، وفي مؤشر حالة LED. يوفر كلاهما عزلًا كلفانيًا كاملاً بين الدائرة المبدلة والدائرة المدفوعة. الاستنتاج العملي هو أن مشغل المحرك يجب أن يحافظ على الكتلة المساعدة الخاصة به من أجل التغذية الراجعة المباشرة والتشابك، بينما يجب على خزانة PLC استخدام وحدات التتابع لتوزيع الإشارة. عند استخدامها معًا، فإنها توفر الدائرة الأكثر موثوقية وأسرع مسار لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

وحدة التتابع الصناعية MCYF3 16A للتبديل المركزي عالي الطاقة استنادًا إلى منصة 14F، تقوم وحدة DIN-rail هذه بتحويل ما يصل إلى 16 أمبير لكل قناة وتدعم ما يصل إلى 32 قناة، مما يتيح التحكم المركزي الفعال في الأحمال المتعددة عالية الطاقة في أنظمة التشغيل الآلي. عرض المنتج →

أخطاء الاختيار الشائعة التي يجب تجنبها

عادة ما تأتي الإخفاقات التي ستراها في الميدان من مجموعة صغيرة من الأخطاء المتكررة.

• اختيار عدم وجود جهات اتصال فقط ثم إضافة مرحل خارجي لاحقًا لإنشاء مسار NC واحد، مما يؤدي إلى تعقيد الأسلاك وإضافة نقطة فشل.
• تجاهل فئة AC-15 واستخدام الرقم 10 A كما لو كان مطبقًا عند كل جهد.
• تحويل الملف اللولبي للتيار المستمر مباشرة باستخدام جهة الاتصال الإضافية دون التحقق من تصنيف التيار المستمر؛ تستمر أقواس التيار المستمر لفترة أطول وتقلل من القدرة على التحمل بشكل كبير.
• يتم تركيب الكتلة بشكل غير محكم بحيث تتآكل أداة التوصيل الميكانيكية وتصبح التغذية المرتدة متقطعة.
• شراء كتل غير مميزة بدون علامة IEC أو UL، حيث لا يمكن التحقق من مادة الاتصال والقدرة على التحمل.

مخاطر الشراء حقيقية: قد لا تحتوي الكتلة الأرخص على مدة تحمل محددة ولا توجد فئة استخدام. في دائرة التحكم، يكون الاتصال الإضافي غير الموثوق به أسوأ من لا شيء على الإطلاق، لأنه يُبلغ عن حالة خاطئة بدلاً من حالة واضحة.

الاستنتاج

تعتبر كتلة الاتصال المساعدة مكونًا صغيرًا له دور كبير. إنه يخبر وحدة التحكم بالحقيقة حول جهاز التبديل، ويبني منطق الإمساك والتعشيق، ويبقي إشارات التحكم خارج مسار الطاقة. يتم تحديد اختيار واحد من خلال أربعة اختبارات: فئة الجهد، وتصنيف التيار AC-15، وترتيب الاتصال، والتحمل عند التيار المحول الحقيقي. بالنسبة للوحات التحكم DIN-rail، قم بدمج الكتل المساعدة على الموصلات مع وحدات الترحيل في الخزانة، وتحقق من وضع العلامات على كل كتلة قبل التثبيت. إذا كان تصميمك يحتاج إلى تقييم مؤكد أو تخطيط طرفي محدد، فقم بمقارنة التصنيف الحالي للكتل المتاحة و طلب عرض أسعار مباشرة من الشركة المصنعة.