Jak funguje tlačítkový spínač?

Spínání řídicích obvodů je častější operací než spínání silových obvodů. Provoz jakéhokoli stroje nebo instalace začíná volbou provozního režimu, způsobu ovládání, připojením potřebných pohonů, pomocných zařízení (mazání, chlazení, podávání atd.), jakož i řídicích, poplachových a záznamových systémů. Pro všechny tyto operace se používají vypínače a vypínače různých provedení, umístěné na panelech, sloupcích a ovládacích panelech. Jedná se o jedno- a víceokruhová zařízení se dvěma nebo více pozicemi. Spínání ovládacích obvodů pro zapínání a vypínání zařízení stykačů relé se provádí pomocí ovládacích tlačítek.

Paketové spínače používané pro spínání řídicích obvodů jsou v podstatě stejná zařízení jako pro silové obvody, ale s menšími celkovými rozměry.

Konstrukce pouzdrových spínačů určených pro ovládací obvody umožňuje získat různá schémata zapojení (až 220 možností) s počtem spínaných obvodů až 24 (12 pouzder) a počtem pevných pozic od 2 do 8 (každých 45 , 60 nebo 90°). Navíc existují spínače se samočinným návratem do původní polohy, tj. bez fixace spínací polohy, což může být nutné pro řadu obvodů. Zvláštností těchto spínačů je uzamykací zařízení (s klíčem), které eliminuje nekontrolované spínání. Konstrukčně mají tyto spínače stejný typ plastových sekcí (podle počtu balení) s kontaktními jednotkami, namontovanými na společné hřídeli a společným uzamykacím mechanismem. Pohyblivé kontakty každé sekce jsou posouvány vačkami namontovanými na společné hřídeli.

Nejběžnějšími spínači ovládacích obvodů jsou přístroje řady PKU2 a PKUZ.

Jmenovitý (trvalý) proud spínačů řady PKU2 je 6 A (při 380 V AC a 220 V DC) a pro spínače řady PKUZ – 10 A (při 500 V AC a 220 V DC). Spínací schopnost těchto spínačů při zatížení je dána provozními napětími a indukčností obvodů (cosphi pro střídavý proud a časová konstanta pro stejnosměrný proud).

Designovým prvkem spínačů řady PKUZ je přítomnost několika verzí s vestavěným zámkem, odnímatelným klíčem – klikou a zařízením, které zamyká kliku vypínače visacím zámkem.

Univerzální spínače ovládacích obvodů řady UP5100, UP5300 a dalších podobných typů jsou také vyrobeny z kontaktních úseků, jejichž spínání je prováděno vačkami instalovanými na společné hřídeli. Všestrannosti těchto spínačů je dosaženo díky velkému počtu možností schématu zapojení (až 300) s počtem spínaných obvodů od 2 do 48 a pozicemi 2-10 (pevné a nepevné pod úhlem 45, 60, 90 a 180°). Jmenovitý proud těchto spínačů je 12 A při napětí 500 V AC nebo 440 V DC, tedy v základních elektrických parametrech tyto spínače předčí ostatní podobná zařízení.

Na Obr. 1 znázorňuje univerzální spínač typu UP5300 s 12 sekcemi. Univerzální spínače jsou otevřené, v pouzdře, vodotěsné a odolné proti výbuchu. Uvažované spínače (paketové, vačkové a univerzální) spínají řídicí obvody s relativně vysokými proudy (až 12 A), a proto se svými celkovými rozměry blíží zařízením pro spínání silových obvodů.

Obrázek 1. Univerzální spínač UP5300: a – provedení, b – poloha s levými sepnutými kontakty, c – poloha s pravými sepnutými kontakty.

Složitost moderních řídicích systémů předurčuje použití velkého množství různých spínačů umístěných na panelech a ovládacích panelech, takže určujícím faktorem při jejich výběru se stávají celkové rozměry zařízení. Široké použití automatizačních prvků v obvodech však vyžaduje použití spínačů, jejichž kontakty by zajistily spolehlivý průchod nízkých proudů (míle nebo mikroampéry) při nízkých hodnotách napětí (24, 12 V a nižších).

Výše uvedené spínače zpravidla nemají takové vlastnosti, protože jejich kontakty mají značné přechodové odpory. Tyto požadavky splňují zařízení tzv. slaboproudé radioelektroniky s bimetalickými nebo stříbrnými kontakty, které zajišťují spolehlivý průchod malých proudů při nízkém napětí.

Mezipolohu mezi dávkovými ovládacími spínači obecného průmyslového provedení a radioelektronickým zařízením zaujímají spínače řady PU, PE a páčkové spínače.

Tyto spínače jsou typicky určeny pro přírubovou montáž na panely ovládacího panelu (kroužek před panelem a matice za panelem). Mají dvě nebo tři polohy, které doplňují až čtyři okruhy s různými kombinacemi kontaktů.

Na Obr. Obrázek 2, a ukazuje konstrukci páčkového spínače a nejběžnější schémata jeho použití jako dvoupolohového spínače (obr. 2, b) nebo spínače (obr. 2, c).

Můstkový kontakt, vyrobený ve formě vodivého válečku 1, sepne jeden ze dvou párů pevných kontaktů 2. Kontakty páčkového spínače se spínají působením na páku 3 a zrychlení činnosti (okamžité působení) je zajištěno válcová pružina 4. Jmenovitý proud páčkových spínačů je 1 a 2 A při napětí 220 B, jejich hmotnost nepřesahuje 30g.

Spínače řady PU a PE jsou zařízení s otočným mechanismem vedoucím do dvou nebo tří poloh. Zajímavé jsou spínače s odnímatelnou klíčovou rukojetí, protože jejich použití vylučuje možnost nekontrolovaného ovládání. Jmenovitý proud spínačů je 5 A při 220 V AC a 1 A při 110 V DC. Takové spínače zpravidla blokují přívod napětí do řídicího obvodu, zamykají vstupní zařízení, mění režimy a způsoby ovládání atd. V tomto případě je možné spínač uzamknout jak ve vypnuté, tak i v jiné poloze.

Automatické a programové řídicí systémy pro stroje vyžadují velmi složité spínání, které vyžaduje vícepolohové a víceokruhové spínače (s počtem obvodů a pozic do 20, někdy i více). Jako zařízení se používají spínače pro automatickou radioelektroniku a přístroje na výrobu přístrojů. Strukturálně jsou taková zařízení vyrobena ve formě dvou, čtyř nebo více pevných sekcí namontovaných na deskách a pohyblivých kontaktů namontovaných na společné hřídeli a upevněných speciálním držákem pružinové koule ve stanovených polohách.

Na Obr. Obrázek 3 ukazuje nejběžnější posuvné spínače řady PP, jednopanelové provedení pro 35 okruhů. Otevřené spínače jsou určeny pro vestavěnou instalaci za ovládací panel. Podobné kartáčové spínače, ale provedení s uzavřeným panelem, mají od 1 do 4 sekcí a počet kontaktů v každé sekci od 4 do 24. Víceokruhové kartáčové spínače zajišťují spolehlivé spínání střídavých obvodů s napětím do 380 V a stejnosměrných obvodů s napětím do 220 V se zatěžovacím proudem do 1 A.

Víceokruhový posuvný spínač řady PP

Rádiové elektronické biskvitové spínače (řady PGK a PGG) byly někdy používány v obvodech automatizace strojů. Tyto spínače mají od 2 do 11 poloh s počtem sekcí (sušenky) od 1 do 4. V dnešní době se však místo nich hojně používají pokročilejší a pohodlnější tlačítkové a tlačítkové spínače. Takovými spínači jsou číselník tlačítek (nebo kláves) namontovaný na společném rámu a vybavený uzamykacím mechanismem, který může být pro každé tlačítko nezávislý nebo se vzájemně blokovat.

Každé tlačítko spíná své kontakty (od 2 do 8 v různých kombinacích) a může být samovratné do původní polohy nebo se střídavým zapnutím a vypnutím pevných poloh. Některé verze spínačů jsou vybaveny speciálním tlačítkem pro návrat (reset) spínacích tlačítek do původní polohy. V tomto případě je možné zapnout několik tlačítek současně.

Zvláštností těchto spínačů je dvoupolohová poloha (zapnuto, vypnuto) každého tlačítka (nebo klíče). Požadovaný režim nebo ovládací program se nastavují takovými přepínači volbou poloh zapnutí a vypnutí příslušných tlačítek (kláves). Poloha tlačítek současně funguje jako ukazatel. V tomto případě se také používají světelné indikátory (lampy nebo LED) namontované v krytu spínacího bloku.

Uzavřená konstrukce v kombinaci s použitím vysoce kvalitních materiálů (bimetaly, slitiny stříbra atd.) pro kontakty umožňuje získat nízké přechodové odpory, což je velmi důležité při použití těchto zařízení v nízkonapěťových a slaboproudých obvody automatizace a elektroniky.

Ovládací tlačítka jsou zařízení, jejichž pohyblivé kontakty se pohybují a aktivují se při stisknutí tlačítka. Sada tlačítek namontovaných na společném panelu (nebo v bloku) je tlačítková stanice. Všechna ovládací tlačítka používaná v automatizačních obvodech se odlišují počtem a typem kontaktů (1 až 4 normálně otevřené a zavřené), tvarem tlačníku (válcový, obdélníkový a hřibovitý), nápisy a barvami tlačných prvků, i způsob ochrany před okolím (otevřená, uzavřená, utěsněná, nevýbušná atd.).

Ovládací tlačítko: a – dvouřetězové tlačítko typ KU2, b – dvouřetězové tlačítko hřibovitého tvaru typu KUA1, c – dvoublokové tlačítko se signálkou, d – tlačítko malé velikosti s pružinovými kontakty typu K20

Bez ohledu na konstrukci a celkové rozměry tlačítek mají všechna pevné kontakty 1 a pohyblivé kontakty 6, pohybující se pomocí tlačníku 3. Externí obvod je k tlačítku připojen pomocí šroubových svorek 7. Tělo 2 tlačítka je upevněno na ovládací panel s maticemi 4 a 5.

Ovládací tlačítka pro všeobecné průmyslové použití řady KU a KE mají různá provedení. Na základě těchto tlačítek jsou vyrobeny tlačítkové stanice obsahující 1 až 12 tlačítek různých provedení, sestavených na společném panelu nebo v jednom pouzdře s příslušnou ochranou.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře