การวิเคราะห์การประยุกต์ใช้หน้าสัมผัสแบบเปิดและปิดแบบปกติในระบบควบคุมอุตสาหกรรม

ในระบบควบคุมไฟฟ้าสมัยใหม่ หน้าสัมผัสแบบปกติเปิด (NO) และแบบปิดตามปกติ (NC) ถือเป็นชุดควบคุมพื้นฐานและวิกฤตที่สุด มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในคอนแทคเตอร์ AC, รีเลย์ระดับกลาง, รีเลย์เวลา, ตัวป้องกันการสูญเสียเฟส- และระบบควบคุม PLC ซึ่งสร้างโครงสร้างการดำเนินการหลักของวงจรไฟฟ้าร่วมกับหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่และหน้าสัมผัสแบบอยู่กับที่ต่างๆ ความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับตรรกะการทำงานของหน้าสัมผัสแบบปกติเปิดและแบบปิดตามปกติเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความปลอดภัยของระบบ ความน่าเชื่อถือ และการออกแบบตรรกะการควบคุม

 

 

ในระบบไฟฟ้าและมาตรฐานอุตสาหกรรม การกำหนดสถานะของหน้าสัมผัสทั้งหมดจะขึ้นอยู่กับสถานะธรรมชาติ (ไม่ได้รับพลังงาน ไม่มีแรงภายนอกกระทำ)

 

ผู้ติดต่อที่เปิดในสภาวะธรรมชาติเรียกว่าเปิดตามปกติ (NO) ผู้ติดต่อที่ถูกปิดในสภาวะธรรมชาติเรียกว่าปิดตามปกติ (NC)

เมื่อขดลวดรีเลย์ถูกเปิดใช้งาน ระบบแม่เหล็กไฟฟ้าภายในจะเปิดใช้งาน โดยกลับสถานะหน้าสัมผัส: หน้าสัมผัสแบบปกติจะปิด และหน้าสัมผัสแบบปิดตามปกติจะเปิดขึ้น

 

โครงสร้างการสลับหน้าสัมผัสที่ควบคุมโดยคอยล์-นี้เป็นรูปแบบทั่วไปของการทำงานที่ประสานกันระหว่างหน้าสัมผัสการเคลื่อนย้ายของรีเลย์และหน้าสัมผัสไฟฟ้าแบบอยู่กับที่

 

 

โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างรีเลย์หรือคอนแทคเตอร์จะประกอบด้วยหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนที่และแบบอยู่กับที่ หน้าสัมผัสแบบเคลื่อนที่มักใช้โครงสร้างหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนที่เงินหรือหน้าสัมผัสแบบโลหะผสมเงิน ในขณะที่หน้าสัมผัสแบบอยู่กับที่อาจใช้รูปแบบหน้าสัมผัสแบบอยู่กับที่หรือแบบหมุดย้ำแบบอยู่กับที่

 

หลักการทำงานของหน้าสัมผัสแบบเปิดตามปกติคือเมื่อขดลวดถูกกระตุ้น แรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะขับเคลื่อนหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่ไปยังหน้าสัมผัสที่อยู่นิ่ง เพื่อให้ได้ค่าการนำไฟฟ้า ในทางกลับกัน หน้าสัมผัสแบบปิดตามปกติยังคงเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในสถานะไม่-ได้รับพลังงานเนื่องจากสปริงหรือพรีโหลดทางกล เมื่อขดลวดถูกกระตุ้น หน้าสัมผัสจะถูกดึงออก

 

ความแตกต่างทางโครงสร้างนี้จะกำหนดบทบาทที่แตกต่างกันของหน้าสัมผัสทั้งสองประเภทในการป้องกันวงจรและตรรกะการควบคุม

 

 

ในการใช้งานจริงทางอุตสาหกรรม หน้าสัมผัสแบบปกติเปิดและแบบปิดตามปกติไม่สามารถใช้แทนกันได้ แต่มีบทบาทการทำงานของระบบที่แตกต่างกัน

 

โดยทั่วไปแล้ว หน้าสัมผัสแบบเปิดมักจะใช้สำหรับตรรกะ เช่น การสตาร์ท การดำเนินการ และเอาต์พุตสัญญาณ เช่น คำสั่งสตาร์ทอุปกรณ์และการตอบรับการเปิดใช้งานรีเลย์ เมื่อตรงตามเงื่อนไขการควบคุม หน้าสัมผัสจะปิด และวงจรจะทำงาน

 

หน้าสัมผัสแบบปิดตามปกติมักใช้สำหรับการป้องกันความปลอดภัย การประสาน และการตรวจจับข้อผิดพลาด ตัวอย่างเช่น ในสถานการณ์ต่างๆ เช่น การป้องกันการสูญเสียเฟสและการป้องกันมอเตอร์โอเวอร์โหลด เมื่อวงจรควบคุมสูญเสียพลังงานหรือทำงานผิดปกติ หน้าสัมผัสแบบปิดตามปกติจะกลับสู่สถานะการนำไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ ดังนั้นจึงทริกเกอร์สัญญาณเตือนหรือตรรกะการปิดเครื่อง การใช้งานเหล่านี้กำหนดข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือที่สูงมากสำหรับหน้าสัมผัสเคลื่อนที่ทางไฟฟ้า

 

 

ในคอนแทคเตอร์ AC และรีเลย์ระดับกลาง โดยทั่วไปชุดหน้าสัมผัสจะประกอบด้วยคู่ของหน้าสัมผัสแบบเปิดตามปกติและคู่ของหน้าสัมผัสแบบปิดตามปกติ โดยมีการสลับสถานะได้ผ่านขดลวดเดียวกัน โครงสร้างนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรควบคุมมอเตอร์ วงจรควบคุมซีเควนซ์ และวงจรควบคุมลูกโซ่

 

วัสดุหน้าสัมผัสใช้เคล็ดลับหน้าสัมผัสเป็นหลัก (สำหรับรีเลย์/สวิตช์) โลหะผสมเงินและเงินถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหน้าสัมผัสเงินสำหรับสวิตช์/รีเลย์และโครงสร้างหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าแบบเรียบ เนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าและความต้านทานส่วนโค้ง

 

 

ที่ระดับการเดินสายฮาร์ดแวร์ PLC หน้าสัมผัสแบบเปิดและปิดตามปกติยังคงเป็นไปตามหลักการ "สภาวะธรรมชาติ"

อย่างไรก็ตาม ในการเขียนโปรแกรม PLC หน้าสัมผัสที่เปิดตามปกติและปิดตามปกติมักแสดงด้วยสัญลักษณ์ลอจิกมากกว่า

ในโปรแกรม PLC "หน้าสัมผัสที่เปิดตามปกติ" บ่งชี้ว่าตรรกะเป็นจริงเมื่อสัญญาณอินพุตที่เกี่ยวข้องเป็นจริง

"หน้าสัมผัสปิดปกติ" บ่งชี้ว่าตรรกะเป็นจริงเมื่อสัญญาณอินพุตที่เกี่ยวข้องเป็นเท็จ

 

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าแนวคิดของการเปิดตามปกติและปิดตามปกติในการเขียนโปรแกรม PLC ไม่ได้เทียบเท่าโดยตรงกับสถานะการสัมผัสทางกายภาพ แต่เป็นการแมปสถานะตรรกะของสัญญาณอินพุต การทำแผนที่นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อต้องจัดการกับส่วนประกอบภายนอก เช่น การเคลื่อนย้ายหน้าสัมผัส และหน้าสัมผัสแบบอยู่กับที่สำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์

 

 

ในระบบควบคุมอัตโนมัติ การใช้หน้าสัมผัสแบบปิดตามปกติอย่างเหมาะสมถือเป็นหลักการออกแบบความปลอดภัยที่สำคัญ วงจรป้องกันที่สร้างขึ้นโดยมีหน้าสัมผัสแบบปิดตามปกติสามารถกระตุ้นการดำเนินการด้านความปลอดภัยได้โดยอัตโนมัติในกรณีที่สายไฟขาด ไฟฟ้าดับ หรืออุปกรณ์ทำงานผิดปกติ เพื่อป้องกันการสูญเสียการควบคุมของระบบ

 

ดังนั้น ในสถานการณ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง- วิศวกรมักจะจัดลำดับความสำคัญของตรรกะปิดตามปกติรวมกับโครงสร้างหน้าสัมผัสที่อยู่กับที่ที่มีความเสถียรสูง เพื่อเพิ่มระดับความปลอดภัยโดยธรรมชาติของระบบ

 

 

ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม อุปกรณ์ไฟฟ้าความถี่ที่สูงขึ้น และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ความต้องการสำหรับวัสดุและโครงสร้างหน้าสัมผัสจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ประสิทธิภาพสูง-การย้ายที่อยู่ติดต่อและหน้าสัมผัสแบบอยู่กับที่จำเป็นต้องมีความสมดุลระหว่างการนำไฟฟ้า ความต้านทานการสึกหรอ และความต้านทานส่วนโค้ง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมหน้าสัมผัสโลหะผสมเงินและโลหะผสมเงินจึงครองตำแหน่งที่โดดเด่นมายาวนาน

 

ในรีเลย์ เซอร์กิตเบรกเกอร์ และโมดูลควบคุม หน้าสัมผัสแบบเปิดและปิดตามปกติจะยังคงทำหน้าที่เป็นหน่วยควบคุมพื้นฐานที่สุดและไม่สามารถถูกแทนที่ได้ โดยให้บริการในด้านการควบคุมทางอุตสาหกรรม ระบบไฟฟ้า และระบบอัตโนมัติ

 

 

หน้าสัมผัสแบบเปิดและแบบปิดตามปกติไม่ได้เป็นเพียง "เปิด" และ "ปิด" เท่านั้น แต่ยังเป็นตัวพาพื้นฐานของตรรกะ ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือในระบบควบคุมอุตสาหกรรมอีกด้วย ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับสถานะการทำงาน สถานการณ์การใช้งาน และความสัมพันธ์กับโครงสร้างวัสดุสัมผัสเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับ-การออกแบบระบบไฟฟ้าและการบูรณาการระบบคุณภาพสูง