میکروسوئیچ | بررسی عملکرد، روش نصب و انواع
میکروسوئیچ چیست؟
سادهترین قطعه برای مشخص کردن موقعیت اجسام متحرک میکروسوئیچ است. این قطعه به صورت مکانیکی، برگشت پذیر و بدون نیاز به تغذیه بوده و در مسیر حرکت تجهیزات نصب میشود. میکروسوئیچ دارای یک قسمت متحرک، تعدادی پلاتین، فنر و یک قاب برای محافظت از اجزای داخلی و ایجاد شرایط نصب است. قسمت متحرک میکروسوئیچ طوری در تأسیسات نصب میشود که مستقیما به قطعهی مورد کنترل برخورد کند. این برخورد باعث حرکت قسمت متحرک و تغییر وضعیت در پلاتینهای داخل میکروسوئیچ شده و یک یا چند فرمان الکتریکی را صادر میکند. در ادامه و بعد از عبور قطعه یا برطرف شدن تحریک مکانیکی، پلاتینها توسط نیروی فنرهای داخلی به حالت اول خود برمیگردند. در تصویر زیر مدل های متنوع میکروسوئیچ صنعتی با عملگر متفاوت را مشاهده می کنید.
انواع میکروسوئیچ
میکروسوئیچها را می توان از نظر جهت کاری، نوع عملگر، شرایط نصب، تعداد پلاتینها و غیره دستهبندی کرد. به عنوان مثال و طبق تصویر زیر برخی از عملگرها میتوانند در جهتهای مختلف و برخی تنها در یک جهت تحریک شوند. قابل ذکر است که عملگر از نظر نوع میتواند اهرمی ساده، دارای چرخ یا غلطک، فنری و غیره در اندازههای مختلف باشد. در بسیاری از شرایط میکروسوئیچ ها را بر اساس نوع عملگر مانند غلطکی یا اهرمی نام گذاری می کنند.
میکروسوئیچ صنعتی معمولا دارای یک پلاتین نرمال باز و یک نرمال بسته یا یک پلاتین چنج آور است. در تصویر زیر نحوهی عملکرد میکروسوئیچ به همراه نقشه پلاتین ها در هر لحظه را مشاهده می کنید. گزینه ی (a) تحریک شده در جهت چپ به راست، (b) برگشت به حالت خنثی، (c) تحریک شده در جهت راست به چپ، (d) در حالت خنثی، (e) تحریک شده از بالا و (f) برگشت به حالت خنثی است.
کاربرد میکروسوئیچ در صنعت
اکثر جابهجاییها در تأسیسات الکتریکی ناشی از کارکرد الکتروموتورها در یک یا دو جهت است. میکروسوئیچها در این تأسیسات نقش مهمی داشته و میتوانند باعث تغییر و یا توقف در حالتهای کاری شوند. به عنوان مثال از میکروسوئیچ میتوان برای صدور فرمانهای ذیل در مدار فرمان کنترل الکتروموتور یا چپ گرد و راست گرد استفاده کرد:
- تحریک میکروسوئیچ و قطع تغذیهی مدار و توقف با اینرسی خود
- تحریک میکروسوئیچ و تغییر جهت گردش با تایمر یا به صورت آنی
- تحریک میکروسوئیچ و شروع توقف نرم در درایوها
- تحریک میکروسوئیچ اول و شروع کاهش سرعت، برخورد با میکروسوئیچ دوم و توقف در درایو یا موتورهای چند سرعته
استفاده از میکروسوئیچها در صنعت بسیار متنوع بوده و به منظور مختلفی مانند کنترل دربها، صنایع بستهبندی و غیره نیز در تأسیسات نصب میشوند. به عنوان مثال در تصویر زیر در هر جهت جرثقیل از دو میکروسوئیچ استفاده شده است. عملکرد این قطعات به ترتیب عبارتند از:
- شماره 2 کاهش سرعت در جهت چپ
- شماره 1 توقف در انتهای مسیر
- شماره 3 کاهش سرعت در جهت راست
- شماره 4 توقف در انتهای میسر
با این کار هنگامی که جرثقیل نزدیک به انتهای مسیر در هر جهت میشود سرعت آن به نرمی کاهش پیدا کرده و در نهایت با برخورد میکروسوئیچ دیگر متوقف میشود. نمونهی این حالت در توقف آسانسورها بین طبقات مختلف نیز وجود دارد. مدار قدرت این سیستمها میتواند از درایو و یا الکتروموتورهای چند سرعته تشکیل شده باشد.
برای انتخاب و نصب یک میکروسوئیچ باید المانهای زیادی را در نظر گرفت. برخی از این موارد عبارتاند از:
- مشخصه های الکتریکی
- مشخصه های محیطی
- نوع عملگر
- محدودیت در نصب میکروسوئیچ ها
مشخصههای الکتریکی
میکروسوئیچ صنعتی بدون نیاز به منبع تغذیه بوده و پلاتینهای آن در مدار فرمان استفاده می شود. قبل از سیمبندی باید مشخصههای الکتریکی و غیر الکتریکی پلاتینها را با مدار فرمان مطابقت دهیم. طبق تصویر زیر مشخصههای مهم توسط سیمبل، کد و اعداد روی بدنهی میکروسوئیچ درج میشوند. در این مثال برای مشخص کردن میزان جریان و ولتاژ مجاز پلاتینها از استاندارد NEMA استفاده شده است. در این استاندارد عبارت A300 به معنی توانایی عبور جریان 10 آمپر در ولتاژ 300 ولت متناوب و عبارت Q300 به معنی توانایی عبور 2.5 آمپر در ولتاژ 300 ولت مستقیم میباشد. هر دو عبارت AC15 و DC13 توانایی قطع و وصل بارهای کوچک مغناطیسی بوده و مشخص میکنند که پلاتینهای میکروسوئیچ تنها باید در مدار فرمان استفاده شود.
در ادامه عبارت Ith معرف جریان حرارتی بوده و بیان میکند که در صورت استفاده از پلاتینها در قطع و وصل بارهای کاملا اهمی، میتوان جریان تا 10 آمپر از پلاتینها عبور داد. با توجه به علامت پلاتینهای داخل کادر، آنها دارای زمان قطع و وصل برابر هستند. تمام مشخصههای الکتریکی و غیر الکتریکی قید شده در این مثال به صورت کامل در کتاب تجهیزات سوئیچ و کنترل بررسی شدهاند. همانند دیگر پلاتینهای فرمان در میکروسوئیچها نیز از اعداد 3 و 4 برای نمایش پلاتینهای نرمال باز و از اعداد 1 و 2 برای نمایش پلاتینهای نرمال بسته استفاده میشود. علامت اتصال زمین نشان دهندهی این است که بدنهی میکروسوئیچ فلزی بوده و حتما باید به سیم زمین متصل شود.
مشخصههای محیطی
میکروسوئیچها بیشتر از قطعات دیگر در معرض آلودگیها و صدمات فیزیکی هستند. به همین منظور از کدهای خاصی برای نمایش میزان مقاومت آنها استفاده میشود. به عنوان مثال در تصویر فوق، عبارت IP67 به معنی حفاظت کامل در برابر نفوذ گرد و غبار و مایعات میباشد. قبل از تهیه و نصب میکروسوئیچ باید شرایط محیط، دستگاه و موارد مضر را به خوبی بررسی کرده و با مشخصههای قطعات مطابقت دهیم. در انتخاب صحیح علاوه بر خطر نفوذ اجسام خارجی باید خطرات دیگر مانند لرزش و برخورد اجسام سخت را هم در نظر گرفت.
نوع عملگر
نوع عملگر و روش کار آن در میکروسوئیچها بسیار متفاوت است. قبل از تهیه باید به نوع تحریک، اهمیت جهتها، عمر مکانیکی، محل برخورد با تجهیزات دیگر و غیره توجه شود. به عنوان مثال عملگرها میتوانند در مدلهای فنری، زبانهای، چرخدار و غیره ساخته شوند. علاوه بر نوع عملگر در برخی از این قطعات یک یا چند جهت کاری نیز وجود دارد. با انتخاب مدل مناسب میتوان ضمن کنترل برخورد جسم متحرک، جهت آن را نیز تشخیص داد.
علاوه بر موارد فوق، عمر مکانیکی میکروسوئیچها بسیار مهم بوده و در شرایط کاری سخت و یا محلهایی با سرویس و نگهداری دشوار بسیار اهمیت پیدا میکند. به صورت کلی هنگام انتخاب میکروسوئیچهایی که داخل تأسیسات یا محلهای کم رفت و آمد قرار دارند باید دقت بیشتری کرد. قابل ذکر است که هنگام نصب این قطعه باید عملگر به درستی با قسمت متحرک برخورد داشته و باعث تغییر وضعیت پلاتینها شود. تماس ناکافی باعث عدم عملکرد پلاتینها و تماس شدید باعث از بین رفتن میکروسوئیچ میشود. برای دستیابی به بهترین حالت میتوان میکروسوئیچ را جابهجا کرده و یا عملگر آن را تنظیم کرد.
جهت مطالعه ده ها مقاله ی تخصصی دیگر، بخش مقالات آموزش مدار فرمان را مشاهده کنید.
محدودیت در نصب میکروسوئیچها
طبق تصویر زیر برای استفاده از میکروسوئیچهای معمولی به یک کابل فرمان نیاز است. مشخصات این کابل متناسب با میکروسوئیچ، ولتاژ، تعداد پلاتینها، محل نصب، فاصله و غیره بوده و بین تابلو و این تجهیز قرار میگیرد. با توجه به وجود کابل فرمان، شرایط نصب و بهرهبرداری از میکروسوئیچها مقداری سخت میشود.
به عنوان مثال و با توجه به تصویر زیر و گزینهی (a) برای نصب کابل و جلوگیری از نفوذ اجسام خارجی به داخل میکروسوئیچ باید از تجهیزات خاصی مانند گلندها استفاده کرد. طبق گزینهی (b) هنگام نصب نباید کابل تحت فشار بوده و یا به شدت خم شود. علاوه بر این، جهت نصب میکروسوئیچ نیز مهم بوده و باید به صورت صحیح و طبق گزینهی (d) انجام شود. نصب غیر صحیح میتواند باعث هدایت مایعات و اجسام خارج به داخل میکروسوئیچ شود. به منظور رفع مشکلات فوق دو راه کلی وجود دارد. به عبارت ساده تر بجای استفاده از میکروسوئیچ های کابلی می توان از میکروسوئیچ های بدون سیم یا سنسور استفاده کرد. این موارد در مقالات بعدی به صورت کامل بررسی شده اند.
نقشه میکروسوئیچ
همانطور که شرح داده شد اغلب از میکروسوئیچ در محدود کردن حرکت ها و موقعیت تجهیزات استفاده می شود. به عنوان مثال در تصویر زیر نقشه مدار فرمان چپ گرد و راست گرد با میکروسوئیچ آورده شده است. در بالاترین سطح این مدار فرمان از یک بریکر مینیاتوری، پلاتین نرمال بسته بی متال و شستی قارچی استفاده شده است. همانطور که مشاهده می کنید این مدار به صورت لحظه ای بوده و تا زمانی کار می کند که یکی از شستی های استارت راست گرد یا استارت چپ گرد فشرده باشند.
جهت بالا بردن ایمنی هردو شستی استارت استفاده شده در مدار از نوع دوبل هستند. این شستی ها دارای یک پلاتین نرمال بسته بوده که در مسیر جهت مخالف قرار گرفته اند. خروجی این شستی ها به پلاتین نرمال بسته کنتاکتور جهت مخالف و در ادامه پلاتین نرمال بسته میکروسوئیچ ها و در نهایت به بوبین کنتاکتورها متصل شده است. با فشردن هر یک از شستی های استارت مانند شستی استارت راست گرد و عبور جریان برق از تمام پلاتین های نرمال بسته، بوبین کنتاکتور روشن خواهد شد. برداشتن دست اپراتور از روی شستی یا باز شدن میکروسوئیچ باعث خاموش شدن مدار خواهد شد. این روند در جهت چپ گرد نیز دقیقا یکسان است. اطلاعات بیشتر در خصوص مدارهای چپ گرد و راست گرد را می توانید در مقاله طراحی مدار چپ گرد و راست گرد مطالعه کنید.
با عرض سلام و خدا قوت خدمت شما
اگر امکانش هست در مورد تجهیزات ابزار دقیق یک دوره مجزا طراحی کنید
با تشکر
سلام. وقت بخیر. در مورد میکروسوئیچ ها، شستی ها، تایمرها، سنسورها، کنترل سطح مایعات و … یک کتاب با دوره ی تصویری ۱۰ ساعته تهیه شده که در چند روز آینده حضورتون اطلاع رسانی خواهد شد.
سلام و خسته نباشید بابت اطلاعات مفیدی که در اختیار عموم قرار میدین یه دنیا ممنون.
سلام. وقت بخیر. ممنون از نظر لطف شما.
سلام وقت بخیر
مشخصه فنی فرکانس کاری t/min در میکروسوئیچ به چه معنی است؟
سلام وقت بخیر. ممکنه به حداقل زمان عملکرد اشاره کنه. اگر تصویر از پلاک ارسال کنید بهتره