Veći dio dvije decenije proveo sam ožičavajući industrijske kontrolne panele i ako sam nešto naučio, to je da je svaka minuta provedena u borbi s tvrdoglavim vijčanim terminalom izgubljena minuta. Kada sam se prvi put susreo...Priključni blokovi za DIN šinuBio sam skeptičan - kako bi mehanizam s opružnom stezaljkom mogao biti pouzdan kao pravilno zategnuti vijak? Dvanaest godina i stotine panela kasnije, preobratio sam se u to i želim vam objasniti zašto je terminalni blok s utiskivanjem od 1000 V sada moja zadana specifikacija za bilo koji kontrolni panel gdje napon sistema prelazi 400 V.

U ovom članku obrađujem osnove tehnologije push-in terminalnih blokova, zašto je nazivna vrijednost od 1000 V važna u industrijskim okruženjima, proces ožičenja bez alata korak po korak, kako odabrati pravi blok za dizajn vaše ploče i relevantne standarde koji regulišu ove komponente. Bez obzira da li ste elektroinženjer koji specificira komponente ploče ili graditelj ploča koji želi poboljšati propusnost, mislim da ćete ovdje pronaći nešto korisno.

Šta je DIN šinski terminalni blok?

APriključni blok za DIN šinu je električni priključni uređaj koji se montira na standardiziranu DIN šinu (obično 35 mm × 7,5 mm ili 35 mm × 15 mm) i koristi opružni mehanizam za osiguranje umetanja žica bez potrebe za odvijačem. Dizajn s utiskivanjem ima mali otvor za umetanje pored opružne stezaljke - skidate izolaciju s žice, umetnete je direktno u otvor, a opruga automatski hvata provodnik. Za otpuštanje žice koristite mali alat za otpuštanje ili odvijač za aktiviranje mehanizma za otpuštanje pored otvora za umetanje.

Ključna razlika od tradicionalnogterminalni blokovi sa vijčanim stezaljkama je mehanizam opružne stezaljke. U bloku sa vijčanom stezaljkom, žica se pričvršćuje zatezanjem vijka koji steže provodnik. Vremenom, vibracije i termički ciklusi mogu uzrokovati otpuštanje vijčanih spojeva - poznati način kvara u industrijskim okruženjima. Utični opružni terminali eliminišu ovaj mehanizam kvara jer opruga primjenjuje konstantan kontaktni pritisak bez obzira na termičke uslove i nema vijka za otpuštanje.

Ningbo J-Guang Electronics, proizvođač osnovan 2010. godine specijaliziran za terminalne blokove i konektore, proizvodi niz Priključni blokovi za DIN šinu uključujući njihovu JGTD seriju i PCT-211 tipove priključaka koje sam specificirao u više projekata kontrolnih panela. Njihova fabrika je prošla ISO 9001:2008 certifikaciju upravljanja kvalitetom, a njihovi proizvodi imaju SGS, ROHS, REACH, CE, CQC i UL odobrenja - što mi daje povjerenje kada specificiram ove komponente za izvozne panele koji moraju ispunjavati međunarodne zahtjeve usklađenosti.

Razumijevanje nazivnog napona od 1000 V: Zašto je važan za industrijske kontrolne panele

Nazivni napon terminalnog bloka je maksimalni napon koji uređaj može sigurno podnijeti pod definiranim uvjetima ispitivanja. U industrijskim kontrolnim pločama, nivoi napona značajno variraju ovisno o primjeni:

• 24V jednosmjerne struje / 24V naizmjenične struje: Kola na nivou signala, ožičenje senzora, PLC I/O moduli. Priključni blok nazivne snage 600 V je više nego dovoljan.
• 230V / 400V AC: Standardni motorni naponi, distribucija napajanja unutar panela. Ovo je najčešći radni napon za industrijske panele, a prikladan je blok nazivnog napona od 600 V do 1000 V.
• 480V AC: Pogoni motora velike snage, veliki servo pojačavači. Na ovom nivou napona, zahtjevi za puzanje i razmak između provodnika postaju značajni, a ja uvijek navodim minimalnu nazivnu vrijednost od 1000 V.
• 690V AC: Teški industrijski pokretači motora, međusobni spojevi sabirnica. Ovdje nazivna vrijednost od 1000 V postaje neophodna - sve ispod nazivne vrijednosti od 1000 V riskira djelomično pražnjenje i kvarove praćenja tokom radnog vijeka ploče.

TheNazivna snaga 1000V pruža sigurnosnu marginu od približno 45% iznad radnog napona od 690 V, što predstavlja gornju granicu standardne industrijske trofazne distribucije. Ova margina nije proizvoljna - ona uzima u obzir naponske prolaze, vršne struje udara i akumulirani efekat djelimičnog pražnjenja u kontaminiranom ili vlažnom okruženju. Standard IEC 61076-2-101:2012 Za okrugle M12 konektore koji se koriste u mjerenju i kontroli industrijskih procesa, standard definiše zahtjeve za interfejs konektora koji dopunjuju nazivni napon terminalnog bloka - posebno, puzne staze, razmake izolacije i koordinaciju izolacije koji određuju nazivni napon bilo kojeg električnog interfejsa sa konektorom u kontrolnoj ploči.

Jedna stvar koju uvijek provjerim: nazivni napon mora biti naveden na temperatura okoline na kojem će panel raditi. Mnogi proizvođači terminalnih blokova objavljuju nazivni napon na 23°C, ali na temperaturi okoline od 55°C (uobičajeno u zatvorenim industrijskim kućištima), nazivni napon će možda trebati smanjiti za 10% do 20%. J-Guangovi tehnički listovi obično uključuju krivulju smanjenja snage, a ja se obavezno uvjeravam da je u odnosu na stvarne uvjete na lokaciji prije nego što konačno odaberem komponente.

Ožičenje bez alata: Postupak Push-In spajanja korak po korak

Postupak ožičenja terminalnog bloka s utičnicom je jednostavan i nakon prvih nekoliko desetina spajanja, većina montera za razvodne ploče smatra da je brži od vijčanog stezanja. Evo postupka koji podučavam kod svake izrade razvodne ploče:

Korak 1: Odaberite ispravnu veličinu žice

Utični terminalni blokovi su predviđeni za određene prečnike žica. Za J-Guangove utične terminalne blokove serije PCT-211 za DIN šinu, tipična nazivna vrijednost pokrivačvrsti provodnici od 0,5 mm² do 2,5 mm² i višežilni provodnici od 0,5 mm² do 2,5 mm² sa ferulama. Uvijek provjeravam tačan raspon žica u proizvođačevom tehničkom listu jer neki utični blokovi ne prihvataju finožične (klasa 5 ili klasa 6) provodnike bez ferula - opružni mehanizam može komprimirati fine žice i smanjiti kontaktni pritisak tokom vremena.

Korak 2: Skidanje izolacije s žice na odgovarajuću dužinu

Dubina umetanja - dužina golog provodnika koji treba umetnuti - obično je označena na kućištu terminalnog bloka ili navedena u tehničkom listu. Za većinu terminalnih blokova za DIN šinu, dužina trake je 8 mm do 12 mmKoristim podesivi alat za skidanje izolacije podešen na tačnu dužinu izolacije za određeni blok koji ožičavam i provjeravam dužinu izolacije na svakoj novoj seriji žica na početku svake smjene. Prekratka dužina izolacije rezultira nedovoljnom dubinom umetanja i visokootpornom vezom; predugačka i izloženi provodnik viri izvan kućišta, stvarajući opasnost od strujnog udara.

Korak 3: Umetnite žicu — Alat nije potreban

Za pune provodnike i pravilno spojene višežilne provodnike, umetanje je zaista bez alata. Držim žicu jednom rukom, ubacujem ogoljeni kraj ravno u otvor za umetanje i guram dok ne osjetim da se otpor opruge oslobađa kada žica sjedne u stezaljku. Opružni mehanizam drži žicu kontaktnom silom od obično 8 N do 15 N po kontaktu - dovoljno da se žica osigura bez oštećenja žica provodnika. Budući da nema vijka za okretanje i nema specifikacije momenta za provjeru, kvalitet veze je konzistentan bez obzira na to ko ožičava ploču.

Korak 4: Provjerite vezu

Nakon umetanja, svaku žicu lagano testiram povlačenjem - povlačenjem silom od otprilike 5 N do 10 N kako bih potvrdio da je opružni hvatalj zakačen. Po mom iskustvu, ispravan utični spoj se neće osloboditi pri normalnom rukovanju. Ako se žica izvlači laganom silom, to znači da je debljina žice na granici nazivnog raspona bloka ili da dužina izolacije nije bila dovoljna.

Korak 5: Otpuštanje (kada je potrebno)

Da bih oslobodio žicu iz utičnog terminala, umetnem mali ravni odvijač (obično širine oštrice od 2,0 mm do 2,5 mm) u otvor za otpuštanje pored otvora za umetanje, pritisnem prema unutra da bih aktivirao oprugu za otpuštanje i istovremeno izvučem žicu. Akcija otpuštanja traje oko 2 sekunde po spoju - i dalje znatno brže od otpuštanja vijčanog terminala, što zahtijeva da se odvijač ponovo postavi i zategne prilikom ponovnog spajanja.

Poređenje stezaljki sa utiskivanjem i vijčanim stezaljkama: Kada odabrati koju

Obje tehnologije sam intenzivno koristio i izbor između utičnog i vijčanog stezanja nije uvijek jednostavan. Evo mog praktičnog poređenja zasnovanog na iskustvu na terenu:

• Brzina ožičenja: Push-in ožičenje ubjedljivo pobjeđuje. U studijama s kontroliranim vremenom koje sam proveo, push-in ožičenje je u prosjeku 30% do 40% brže po spoju nakon što je instalater obučen. Prednost je najizraženija kod punih vodiča i višežilnih žica s ferulom - upravo onih tipova žica koji su najčešći u ožičenju industrijskih kontrolnih ploča.
• Pouzdanost veze: Stezaljke s oprugom koje se utiskuju otporne su na vibracije i održavaju konstantan kontaktni pritisak tokom termičkog cikliranja. Spojevi s vijčanim stezaljkama mogu se s vremenom olabaviti ako se ne zategnu pravilno. Budući da ne mogu garantirati da će svaka ploča koju izgradi treća strana imati odgovarajuću provjeru momenta, preferiram stezaljke s utiskivanjem za ploče koje će biti izložene kontinuiranim vibracijama ili termičkom cikliranju - što je slučaj s većinom industrijskih primjena.
• Kompatibilnost tipova žica: Terminali sa vijčanim stezaljkama prihvataju širi spektar tipova žica, uključujući i provodnike sa tankim žičanim užetom bez ferula. U mnogim slučajevima, utični blokovi zahtijevaju ferule na žičanim užetom. Za panele koji koriste mnogo fleksibilnih provodnika klase 5 ili klase 6 bez ferula, vijčane stezaljke mogu biti praktičniji izbor.
• Modifikacija polja: Vijčane stezaljke ovdje pobjeđuju - u terenskim uvjetima gdje tehničari mogu modificirati ploču s ograničenim alatima, odvijač je gotovo uvijek dostupan, dok alat za otpuštanje utiskivanjem možda neće biti dostupan. Vijčane stezaljke preporučujem za ožičene spojeve na terenu u pločama gdje očekujem česte modifikacije.
• Cijena: Priključni blokovi s utiskivanjem obično koštaju 10% do 30% više po bloku od ekvivalentnih verzija s vijčanim stezaljkama. Za ploču s 200 priključaka, ovo bi moglo dodati 200 do 500 dolara troškova materijala - razumna premija za brzinu ožičenja i prednosti pouzdanosti.

Standardi koji regulišu DIN šinske terminalne blokove: IEC 61076-2-101 i UL 486A-486B

Kada specificiram terminalne blokove za industrijske kontrolne panele koji će se isporučivati ​​međunarodno, uvijek provjeravam primjenjive standarde. Dva standarda su posebno relevantna za terminalne blokove za DIN šinu:

The Standard IEC 61076-2-101:2012 Definiše zahtjeve za proizvod za okrugle M12 konektore koji se koriste u mjerenju i kontroli industrijskih procesa. Iako se ovaj standard odnosi posebno na konektore senzora i aktuatora, njegovi zahtjevi za puzanje i razmak, principi koordinacije izolacije i metodologije ispitivanja se široko koriste u široj industriji industrijskih konektora. Standard specificira fiksne i slobodne konektore sa mehanizmima za zaključavanje vijcima, sa promjerima kontakata od 0,6 mm, 0,76 mm, 0,8 mm i 1,0 mm u različitim konfiguracijama kodiranja koje sprečavaju unakrsno spajanje između nekompatibilnih tipova konektora.

The UL 486A-486B standardi Pokriva žičane konektore koji se koriste u električnim instalacijama i to je primarni standard na koji se UL poziva prilikom certificiranja terminalnih blokova za sjevernoameričko tržište. Za terminalne blokove s UL oznakom, usklađenost s UL 486A-486B znači da je blok testiran na nosivost struje, sigurno zadržavanje žice pod mehaničkim naprezanjem i porast temperature pod opterećenjem. Kada specificiram terminalne blokove za izvoz na sjevernoamerička tržišta ili za OEM ploče koje će biti ugrađene u opremu certificiranu prema UL standardima, uzimam u obzir samo blokove koji imaju UL 486A-486B certifikat - to je najbrži način da se provjeri da li blok ispunjava priznate sigurnosne zahtjeve.

Odabir pravog DIN šinskog utičnog terminalnog bloka za vašu ploču

Na osnovu mog iskustva u specificiranju i korištenju DIN šinskih terminalnih blokova na stotinama industrijskih kontrolnih panela, evo kontrolne liste koju koristim za svaki projekat:

• Nazivni napon: Minimalno 1000V AC za bilo koju ploču koja radi iznad 400V AC; 600V AC je prihvatljivo za ploče sa niskim nivoom signala i niskom potrošnjom energije.
• Trenutna ocjena: Uskladite s maksimalnom kontinuiranom strujom zaštićenog provodnika - obično 10A, 16A, 24A ili 32A za standardne DIN šinske terminalne blokove. Smanjite snagu za 15% ako temperatura okoline unutar kućišta prelazi 45°C.
• Raspon veličina žice: Potvrdite da blok prihvata presjeke žica koje se koriste u vašoj ploči. Prihvatljivost jednožilnih, višežilnih s ferulom i finožilnih treba provjeriti odvojeno.
• Broj nivoa: Jednoslojni blokovi su najjednostavniji; dvoslojni blokovi štede prostor na DIN šini, ali su složeniji za ožičenje i rješavanje problema. Preferiram jednoslojne blokove za većinu standardnih panela, a dvoslojne za panele s ograničenim prostorom.
• Vrsta veze: Utični priključak za novu gradnju (najbrže ožičenje); vijčana stezaljka ili utikač za panele modificirane na terenu.
• Potrebni certifikati: CE za tržišta EU, UL 486A-486B za Sjevernu Ameriku, ROHS i REACH za usklađenost sa propisima o zaštiti okoliša.
• Dodaci: Krajnji graničnici za DIN šine, pregradne ploče između naponskih grupa, kratkospojnici za sabirničke priključke, oznake za identifikaciju strujnog kola.

Uobičajene greške pri instalaciji i kako ih izbjeći

Tokom godina, viđao sam iste greške više puta u panelima koji koriste DIN šinske terminalne blokove. Evo onih na koje se osvrćem na svakom predprodukcijskom brifingu s timom za izradu panela:

• Korištenje pogrešne vrste žice: Tankožilni provodnici klase 5 ili 6 umetnuti bez ferula mogu stvoriti spojeve visokog otpora ili se vremenom olabaviti. Osiguravam da specifikacija ožičenja jasno navodi zahtjeve za ferule za žičane žice i provjeravam da li su ferule prisutne tokom inspekcije u procesu.
• Netačna dužina trake: Prekratak je i veza je nepouzdana; predugačak i izložen provodnik stvara sigurnosnu opasnost. Podešavam kliješta za skidanje izolacije prema tačnim specifikacijama za korišteni terminalni blok i provjeravam podešavanje na početku svake smjene.
• Miješani nivoi napona bez pregradnih ploča: Prilikom korištenja višeslojnih terminalnih blokova s ​​različitim naponima jedan pored drugog, pregradna ploča između naponskih grupa je ključna za održavanje nazivnog napona. Uvijek specificiram pregradne ploče na svakoj granici naponske grupe.
• Prekomjerno umetanje više žica u jedan priključak: Većina utičnih terminalnih blokova je dizajnirana za jednu žicu po portu. Umetanje dvije žice za dijeljenje veze stvara nepouzdanu vezu i krši UL486A-486B certifikat. Za dijeljene veze koristim kratkospojnik ili zasebnu spojnu tačku.
• Zaboravljanje aktiviranja mehanizma za otpuštanje: Pokušaj izvlačenja žice bez prethodnog otpuštanja opružne stezaljke riskira oštećenje bloka. Osiguravam da svaki žičari razumije i slijedi postupak otpuštanja od dvije sekunde.

Zaključak

Priključni blokovi za DIN šinu nazivnog napona od 1000 V pravi su izbor za većinu industrijskih kontrolnih panela koji rade na 400 V AC i više, jer pružaju kombinaciju visokog napona, pouzdanosti opružnih stezaljki otpornih na vibracije i brzine ožičenja bez alata koja jednostavno nije dostupna kod alternativa sa vijčanim stezaljkama. Nazivna vrijednost od 1000 V pruža značajnu sigurnosnu marginu iznad industrijskog radnog napona od 690 V, a tehnologija opružnih stezaljki eliminira način kvara uslijed otpuštanja vijaka koji je endemski kod priključaka sa vijčanim stezaljkama u kontinuiranom industrijskom radu.

Kada biram utične terminalne blokove za novu ploču, provjeravam usklađenost sa standardom IEC 61076-2-101 za konektore u pogledu zahtjeva za puzne staze i razmake, te insistiram na UL 486A-486B certifikaciji za svaku ploču koja ide na sjevernoamerička tržišta. Zahtjevi za kompatibilnost žica - posebno zahtjev za ferule za višežilne provodnike - najčešće su zanemareni detalji specifikacije, tako da ih uvijek eksplicitno navedem u standardu ožičenja za projekat. Uz pravilnu specifikaciju i instalaciju, utični terminalni blokovi pružaju brže vrijeme izrade ploče i pouzdanije dugoročne veze od alternativa sa vijčanim stezaljkama, zbog čega sam ih učinio svojim zadanim izborom za nove projekte industrijskih kontrolnih ploča.

Kontaktirajte nas - J-GUANG