بلوکهای ترمینال ریلی فشاری DIN برای تابلوهای کنترل صنعتی: ولتاژ ۱۰۰۰ ولت و سیمکشی بدون ابزار
من بخش عمدهای از دو دهه را صرف سیمکشی پنلهای کنترل صنعتی کردهام، و اگر یک چیز یاد گرفته باشم، این است که هر دقیقهای که صرف مقابله با یک ترمینال پیچی سرسخت میشود، یک دقیقه تلف شده است. وقتی برای اولین بار با آن مواجه شدمبلوکهای ترمینال فشاری ریلی DINمن شک داشتم - چطور ممکن است یک مکانیزم فنر-گیره به اندازه یک اتصال پیچی با گشتاور مناسب قابل اعتماد باشد؟ دوازده سال و صدها پنل بعد، من یک تغییر عقیده دادهام و میخواهم دقیقاً توضیح دهم که چرا بلوک ترمینال فشاری با ولتاژ ۱۰۰۰ ولت اکنون مشخصات پیشفرض من برای هر پنل کنترلی است که ولتاژ سیستم از ۴۰۰ ولت بیشتر است.
در این مقاله، اصول اولیه فناوری بلوک ترمینال فشاری، اهمیت ولتاژ نامی ۱۰۰۰ ولت در محیطهای صنعتی، فرآیند سیمکشی بدون ابزار گام به گام، نحوه انتخاب بلوک مناسب برای طراحی پنل و استانداردهای مربوطه که این اجزا را کنترل میکنند، پوشش داده شده است. چه یک مهندس برق باشید که اجزای پنل را تعیین میکند و چه یک سازنده پنل که به دنبال بهبود توان عملیاتی است، فکر میکنم در اینجا مطالب مفیدی خواهید یافت.
ترمینال فشاری ریلی DIN چیست؟
الفبلوک ترمینال فشاری ریلی DIN یک وسیله اتصال الکتریکی است که روی یک ریل DIN استاندارد (معمولاً 35 میلیمتر × 7.5 میلیمتر یا 35 میلیمتر × 15 میلیمتر) نصب میشود و از یک مکانیزم فنری برای محکم کردن جایگذاری سیمها بدون نیاز به پیچگوشتی استفاده میکند. طراحی فشاری دارای یک دریچه کوچک در مجاورت گیره فنری است - سیم را لخت میکنید، آن را مستقیماً داخل دریچه قرار میدهید و فنر به طور خودکار هادی را میگیرد. برای آزاد کردن سیم، از یک ابزار آزادکننده کوچک یا یک پیچگوشتی برای فعال کردن مکانیزم آزادکننده در مجاورت دریچه استفاده میکنید.
تمایز کلیدی از روش سنتیبلوکهای ترمینال پیچی مکانیزم فنر-گیره است. در یک بلوک پیچ-گیره، سیم با سفت کردن پیچی که به هادی متصل است، محکم میشود. با گذشت زمان، لرزش و چرخه حرارتی میتواند باعث شل شدن اتصالات پیچ شود - یک حالت خرابی شناخته شده در محیطهای صنعتی. ترمینالهای فنر فشاری این مکانیزم خرابی را از بین میبرند زیرا فنر صرف نظر از شرایط حرارتی، فشار تماسی ثابتی اعمال میکند و هیچ پیچی برای شل شدن وجود ندارد.
شرکت نینگبو جی-گوانگ الکترونیکس، تولیدکنندهای که در سال ۲۰۱۰ تأسیس شد و متخصص در تولید بلوکهای ترمینال و کانکتورها است، طیف وسیعی از ... بلوکهای ترمینال فشاری ریلی DIN از جمله سری JGTD و انواع افزونه PCT-211 که من در چندین پروژه پنل کنترل مشخص کردهام. کارخانه آنها گواهینامه مدیریت کیفیت ISO 9001:2008 را دریافت کرده است و محصولات آنها دارای گواهینامههای SGS، ROHS، REACH، CE، CQC و UL هستند - که به من اطمینان میدهد وقتی این قطعات را برای پنلهای صادراتی که باید الزامات انطباق بینالمللی را برآورده کنند، مشخص میکنم.
درک ولتاژ نامی ۱۰۰۰ ولت: چرا برای تابلوهای کنترل صنعتی اهمیت دارد؟
ولتاژ نامی یک بلوک ترمینال، حداکثر ولتاژی است که دستگاه میتواند تحت شرایط آزمایش تعریفشده با خیال راحت تحمل کند. در تابلوهای کنترل صنعتی، سطح ولتاژ بسته به کاربرد به طور قابل توجهی متفاوت است:
- ۲۴ ولت مستقیم / ۲۴ ولت متناوب: مدارهای سطح سیگنال، سیمکشی سنسورها، ماژولهای ورودی/خروجی PLC. یک بلوک ترمینال با ولتاژ ۶۰۰ ولت کاملاً کافی است.
- ۲۳۰ ولت / ۴۰۰ ولت متناوب: فیدرهای موتور استاندارد، توزیع برق درون پنل. این رایجترین ولتاژ عملیاتی برای پنلهای صنعتی است و یک بلوک با ولتاژ نامی ۶۰۰ ولت تا ۱۰۰۰ ولت مناسب است.
- ۴۸۰ ولت متناوب: درایوهای موتور پرقدرت، تقویتکنندههای سروو بزرگ. در این سطح ولتاژ، الزامات خزش و فاصله بین هادیها قابل توجه میشود و من همیشه حداقل ولتاژ نامی ۱۰۰۰ ولت را تعیین میکنم.
- ۶۹۰ ولت متناوب: استارترهای موتورهای صنعتی سنگین، اتصالات باس بار. اینجاست که ولتاژ نامی ۱۰۰۰ ولت ضروری میشود - هر ولتاژی کمتر از ۱۰۰۰ ولت، خطر تخلیه جزئی و خرابیهای ردیابی را در طول عمر عملیاتی پنل به همراه دارد.
ولتاژ نامی ۱۰۰۰ ولت حاشیه ایمنی تقریباً ۴۵٪ بالاتر از ولتاژ عملیاتی ۶۹۰ ولت را فراهم میکند که نشان دهنده حد بالای توزیع سه فاز صنعتی استاندارد است. این حاشیه دلخواه نیست - بلکه گذراهای ولتاژ، جریانهای هجومی اوج و اثر تجمعی تخلیه جزئی در محیطهای آلوده یا مرطوب را در نظر میگیرد. استاندارد IEC 61076-2-101:2012 برای کانکتورهای دایرهای M12 که در اندازهگیری و کنترل فرآیندهای صنعتی استفاده میشوند، الزامات رابط کانکتور را تعریف میکند که مکمل ولتاژ نامی خود بلوک ترمینال است - به طور خاص، فواصل خزشی، فواصل لقی و هماهنگی عایق که ولتاژ نامی هر رابط الکتریکی دارای کانکتور در پنل کنترل را تعیین میکنند.
یک نکته که من همیشه بررسی میکنم: ولتاژ نامی باید در ... ذکر شود. دمای محیط که در آن پنل کار خواهد کرد. بسیاری از تولیدکنندگان بلوک ترمینال، ولتاژ نامی را در دمای ۲۳ درجه سانتیگراد منتشر میکنند، اما در دمای محیط ۵۵ درجه سانتیگراد (که در محفظههای صنعتی آببندی شده رایج است)، ممکن است لازم باشد ولتاژ نامی ۱۰ تا ۲۰ درصد کاهش یابد. برگههای اطلاعاتی J-Guang معمولاً شامل یک منحنی کاهش ولتاژ هستند و من قبل از نهایی کردن انتخاب قطعه، حتماً این را با شرایط واقعی سایت بررسی میکنم.
سیم کشی بدون ابزار: فرآیند اتصال فشاری گام به گام
فرآیند سیمکشی یک بلوک ترمینال فشاری ساده است و پس از چند ده اتصال اول، اکثر سیمکشهای پنل آن را سریعتر از بستن با پیچ میدانند. در اینجا فرآیندی که من در هر ساخت پنل آموزش میدهم آمده است:
مرحله 1: اندازه صحیح سیم را انتخاب کنید
بلوکهای ترمینال فشاری برای گیجهای سیم خاصی درجهبندی میشوند. برای بلوکهای ترمینال فشاری ریلی DIN سری PCT-211 شرکت J-Guang، درجهبندی معمول شامل موارد زیر است:هادیهای جامد از 0.5 میلیمتر مربع تا 2.5 میلیمتر مربع و هادیهای رشتهای از 0.5 میلیمتر مربع تا 2.5 میلیمتر مربع با فرول. من همیشه محدوده دقیق سیم را از برگه اطلاعات سازنده بررسی میکنم زیرا برخی از بلوکهای فشاری، هادیهای رشته ریز (کلاس ۵ یا کلاس ۶) بدون فرول را نمیپذیرند - مکانیسم فنر میتواند رشتههای ریز را فشرده کرده و فشار تماس را به مرور زمان کاهش دهد.
مرحله 2: سیم را به طول صحیح لخت کنید
عمق درج - طول هادی لخت که باید درج شود - معمولاً روی محفظه بلوک ترمینال مشخص شده یا در برگه اطلاعات فنی ذکر شده است. برای اکثر بلوکهای ترمینال فشاری ریلی DIN، طول نوار ... ۸ میلیمتر تا ۱۲ میلیمترمن از یک سیم لخت کن قابل تنظیم استفاده میکنم که دقیقاً برای طول سیمکشی بلوک خاصی که سیمکشی میکنم، تنظیم شده است و در ابتدای هر شیفت، طول سیم لخت را برای هر دسته سیم جدید بررسی میکنم. طول سیم لخت خیلی کوتاه منجر به عمق ناکافی فرو بردن و اتصال با مقاومت بالا میشود؛ اگر خیلی بلند باشد، هادی در معرض دید از محفظه بیرون میزند و خطر برق گرفتگی ایجاد میکند.
مرحله ۳: سیم را وارد کنید - هیچ ابزاری لازم نیست
برای هادیهای توپر و هادیهای رشتهای که به درستی فرلبندی شدهاند، جاگذاری واقعاً بدون ابزار است. من سیم را با یک دست نگه میدارم، انتهای لخت شده را به طور مستقیم وارد دریچه جاگذاری میکنم و فشار میدهم تا زمانی که احساس کنم مقاومت فنر هنگام قرار گرفتن سیم در گیره آزاد میشود. مکانیزم فنر، سیم را با نیروی تماسی معمولاً ۸ تا ۱۵ نیوتن در هر تماس نگه میدارد - که برای محکم کردن سیم بدون آسیب رساندن به رشتههای هادی کافی است. از آنجا که هیچ پیچی برای چرخاندن و هیچ مشخصات گشتاوری برای تأیید وجود ندارد، کیفیت اتصال صرف نظر از اینکه چه کسی پنل را سیمکشی میکند، ثابت است.
مرحله ۴: اتصال را تأیید کنید
بعد از قرار دادن، هر سیم را با نیروی کششی ملایم امتحان میکنم - با نیرویی تقریباً ۵ تا ۱۰ نیوتن میکشم تا مطمئن شوم که فنر درگیر شده است. طبق تجربه من، یک اتصال فشاری مناسب تحت جابجایی عادی آزاد نمیشود. اگر سیمی با نیروی سبک بیرون کشیده شود، به این معنی است که گیج سیم در لبه محدوده مجاز بلوک قرار دارد یا طول نوار کافی نبوده است.
مرحله ۵: انتشار (در صورت لزوم)
برای آزاد کردن سیم از ترمینال فشاری، یک پیچگوشتی کوچک دوسو (معمولاً با عرض تیغه ۲.۰ تا ۲.۵ میلیمتر) را در دهانهی آزادکنندهی مجاور دهانهی اتصال قرار میدهم، آن را به سمت داخل فشار میدهم تا فنر آزادکننده فعال شود و همزمان سیم را بیرون میکشم. عمل آزاد کردن برای هر اتصال حدود ۲ ثانیه طول میکشد - که هنوز هم به طور قابل توجهی سریعتر از شل کردن ترمینال پیچی است، که نیاز به جابجایی و سفت کردن مجدد پیچگوشتی هنگام اتصال مجدد دارد.
مقایسهی گیرهی فشاری در مقابل گیرهی پیچی: چه زمانی باید هر کدام را انتخاب کرد؟
من از هر دو فناوری به طور گسترده استفاده کردهام، و انتخاب بین فشاری و گیره پیچی همیشه ساده نیست. در اینجا مقایسه عملی من بر اساس تجربه میدانی آمده است:
- سرعت سیم کشی: سیمکشی فشاری به وضوح برنده است. در مطالعات زمان کنترلشدهای که من انجام دادهام، سیمکشی فشاری به طور متوسط 30 تا 40 درصد سریعتر در هر اتصال است، به خصوص پس از آموزش سیمکش. این مزیت برای هادیهای جامد و سیمهای رشتهای آهنی - که دقیقاً همان انواع سیم رایج در سیمکشی تابلوهای کنترل صنعتی هستند - بیشتر مشهود است.
- قابلیت اطمینان اتصال: گیرههای فنری فشاری در برابر لرزش مقاوم هستند و فشار تماسی ثابتی را در طول چرخههای حرارتی حفظ میکنند. اتصالات گیره پیچی اگر به درستی گشتاورگذاری نشوند، میتوانند به مرور زمان شل شوند. از آنجا که نمیتوانم تضمین کنم که هر پنل ساخته شده توسط پیمانکار شخص ثالث دارای تأیید گشتاور مناسب باشد، برای پنلهایی که لرزش یا چرخه حرارتی مداوم را تجربه میکنند - که بیشتر کاربردهای صنعتی است - فشاری را ترجیح میدهم.
- سازگاری نوع سیم: ترمینالهای گیره پیچی طیف وسیعتری از انواع سیم، از جمله هادیهای رشتهای ریز بدون فرول را میپذیرند. بلوکهای فشاری در بسیاری از موارد به فرول روی سیمهای رشتهای نیاز دارند. برای پنلهایی که از هادیهای انعطافپذیر کلاس ۵ یا کلاس ۶ بدون فرول استفاده میکنند، گیره پیچی ممکن است انتخاب عملیتری باشد.
- اصلاح فیلد: گیره پیچی اینجا برنده میشود - در شرایط میدانی که ممکن است یک پنل توسط تکنسینهایی با ابزارهای محدود اصلاح شود، یک پیچگوشتی تقریباً همیشه در دسترس است در حالی که ممکن است ابزار رهاسازی فشاری در دسترس نباشد. من گیره پیچی را برای اتصالات سیمکشی شده در میدان در پنلهایی که پیشبینی میکنم تغییرات مکرری در آنها رخ دهد، مشخص میکنم.
- هزینه: بلوکهای ترمینال فشاری معمولاً 10 تا 30 درصد بیشتر از نسخههای مشابه پیچی هزینه دارند. برای یک پنل با 200 اتصال، این ممکن است 200 تا 500 دلار به هزینه مواد اضافه کند - که با توجه به سرعت سیمکشی و مزایای قابلیت اطمینان، هزینه معقولی است.
استانداردهای حاکم بر بلوکهای ترمینال ریلی DIN: IEC 61076-2-101 و UL 486A-486B
وقتی که من بلوکهای ترمینال را برای پنلهای کنترل صنعتی که به صورت بینالمللی ارسال میشوند، مشخص میکنم، همیشه پوشش استانداردهای مربوطه را بررسی میکنم. دو استاندارد به طور خاص برای بلوکهای ترمینال فشاری ریلی DIN مرتبط هستند:
استاندارد IEC 61076-2-101:2012 الزامات محصول برای کانکتورهای دایرهای M12 که در اندازهگیری و کنترل فرآیندهای صنعتی استفاده میشوند را تعریف میکند. اگرچه این استاندارد به طور خاص برای کانکتورهای حسگر و محرک اعمال میشود، الزامات خزش و فاصله، اصول هماهنگی عایقبندی و روشهای آزمایش آن به طور گسترده در صنعت کانکتورهای صنعتی گستردهتر مورد استفاده قرار میگیرد. این استاندارد کانکتورهای ثابت و آزاد را با مکانیسمهای قفل پیچی، با قطرهای تماس 0.6 میلیمتر، 0.76 میلیمتر، 0.8 میلیمتر و 1.0 میلیمتر در پیکربندیهای مختلف کدگذاری مشخص میکند که از جفت شدن متقابل بین انواع کانکتورهای ناسازگار جلوگیری میکند.
استانداردهای UL 486A-486B کانکتورهای سیمی مورد استفاده در تاسیسات الکتریکی را پوشش میدهد و این استاندارد اصلی است که UL هنگام صدور گواهینامه بلوکهای ترمینال برای بازار آمریکای شمالی به آن اشاره میکند. برای بلوکهای ترمینالی که دارای علامت UL هستند، انطباق با UL 486A-486B به این معنی است که بلوک از نظر ظرفیت حمل جریان، حفظ ایمن سیم تحت فشار مکانیکی و افزایش دما تحت بار آزمایش شده است. وقتی بلوکهای ترمینال را برای صادرات به بازارهای آمریکای شمالی یا برای پنلهای OEM که در تجهیزات دارای گواهینامه استانداردهای UL گنجانده میشوند، مشخص میکنم، فقط بلوکهایی را در نظر میگیرم که دارای گواهینامه UL 486A-486B هستند - این سریعترین راه برای تأیید مطابقت بلوک با الزامات ایمنی شناخته شده است.
انتخاب ترمینال فشاری ریلی DIN مناسب برای پنل شما
بر اساس تجربه من در تعیین و استفاده از ترمینالهای ریلی فشاری DIN در صدها پنل کنترل صنعتی، در اینجا چک لیست انتخابی که برای هر پروژه بررسی میکنم، آمده است:
- ولتاژ نامی: حداقل ۱۰۰۰ ولت AC برای هر پنلی که بالای ۴۰۰ ولت AC کار میکند؛ ۶۰۰ ولت AC برای پنلهای سطح سیگنال و توان پایین قابل قبول است.
- رتبه فعلی: با حداکثر جریان مداوم هادی محافظتشده مطابقت داشته باشید - معمولاً 10A، 16A، 24A یا 32A برای بلوکهای ترمینال ریلی استاندارد DIN. اگر دمای محیط داخل محفظه از 45 درجه سانتیگراد بیشتر شود، 15٪ از جریان را کاهش دهید.
- محدوده اندازه سیم: تأیید کنید که بلوک، سیمهای مورد استفاده در پنل شما را میپذیرد. پذیرش سیمهای یکدست، رشتهای با فرول و رشتههای ریز باید جداگانه تأیید شود.
- تعداد سطوح: بلوکهای تکطبقه سادهترین هستند؛ بلوکهای دوطبقه در فضای ریل DIN صرفهجویی میکنند اما سیمکشی و عیبیابی آنها پیچیدهتر است. من برای اکثر پنلهای استاندارد، بلوکهای تکطبقه و برای پنلهای با فضای محدود، بلوکهای دوطبقه را ترجیح میدهم.
- نوع اتصال: برای ساخت و ساز جدید، قابل نصب به صورت فشاری (سریعترین سیمکشی)؛ برای پنلهای اصلاحشده در محل، میتوان از گیره پیچی یا قابل اتصال استفاده کرد.
- گواهینامههای مورد نیاز: CE برای بازارهای اتحادیه اروپا، UL 486A-486B برای آمریکای شمالی، ROHS و REACH برای انطباق با محیط زیست.
- لوازم جانبی: پایانههای انتهایی ریل DIN، صفحات جداکننده بین گروههای ولتاژ، میلههای اتصال برای اتصالات باس، برچسبهای علامتگذاری برای شناسایی مدار.
اشتباهات رایج در نصب و نحوه جلوگیری از آنها
در طول سالها، من بارها و بارها اشتباهات مشابهی را در پنلهایی که از بلوکهای ترمینال فشاری ریلی DIN استفاده میکنند، دیدهام. در اینجا مواردی را که در هر جلسه توجیهی پیش از تولید با تیم ساخت پنل به آنها میپردازم، آوردهام:
- استفاده از نوع سیم نامناسب: هادیهای ریز رشتهای کلاس ۵ یا کلاس ۶ که بدون فرول نصب میشوند، میتوانند اتصالات با مقاومت بالا ایجاد کنند یا به مرور زمان شل شوند. من اطمینان حاصل میکنم که مشخصات سیمکشی به وضوح الزامات فرول برای سیمهای رشتهای را بیان میکند و در طول بازرسی حین فرآیند، وجود فرولها را تأیید میکنم.
- طول نوار نادرست: اگر خیلی کوتاه باشد، اتصال غیرقابل اعتماد است؛ اگر خیلی بلند باشد و هادی در معرض دید باشد، خطر ایمنی ایجاد میکند. من سیم لخت کنها را دقیقاً مطابق با مشخصات بلوک ترمینال مورد استفاده تنظیم میکنم و تنظیمات را در شروع هر شیفت بررسی میکنم.
- ترکیب سطوح ولتاژ بدون صفحات جداکننده: هنگام استفاده از بلوکهای ترمینال چند طبقه با ولتاژهای مختلف در کنار هم، صفحه جداکننده بین گروههای ولتاژ برای حفظ ولتاژ نامی ضروری است. من همیشه صفحات جداکننده را در مرز هر گروه ولتاژ مشخص میکنم.
- قرار دادن بیش از حد چندین سیم در یک پورت: بیشتر ترمینالهای فشاری برای یک سیم در هر پورت طراحی شدهاند. قرار دادن دو سیم برای اشتراکگذاری یک اتصال، اتصالی غیرقابل اعتماد ایجاد میکند و گواهینامه UL486A-486B را نقض میکند. برای اتصالات مشترک، من از یک جامپر بار یا یک نقطه اتصال جداگانه استفاده میکنم.
- فراموش کردن فعال کردن مکانیزم رهاسازی: تلاش برای بیرون کشیدن سیم بدون آزاد کردن گیره فنری، خطر آسیب دیدن بلوک سیم را به همراه دارد. من اطمینان میدهم که هر سیمکار، روش آزاد کردن دو ثانیهای را درک کرده و رعایت میکند.
نتیجهگیری
ترمینالهای فشاری ریلی DIN با ولتاژ ۱۰۰۰ ولت، انتخاب مناسبی برای اکثر پنلهای کنترل صنعتی هستند که با ولتاژ ۴۰۰ ولت AC و بالاتر کار میکنند، زیرا ترکیبی از ولتاژ بالا، قابلیت اطمینان گیره فنری مقاوم در برابر لرزش و سرعت سیمکشی بدون ابزار را ارائه میدهند که به سادگی در جایگزینهای گیره پیچی موجود نیست. ولتاژ ۱۰۰۰ ولت، حاشیه ایمنی قابل توجهی بالاتر از ولتاژهای عملیاتی صنعتی ۶۹۰ ولت فراهم میکند و فناوری گیره فنری، حالت خرابی شل شدن پیچ را که در ترمینالهای گیره پیچی تحت عملیات صنعتی مداوم رایج است، از بین میبرد.
وقتی برای یک پنل جدید، ترمینالهای فشاری را انتخاب میکنم، انطباق با استاندارد IEC 61076-2-101 کانکتور را برای الزامات خزش و فاصله بررسی میکنم و بر صدور گواهینامه UL 486A-486B برای هر پنلی که به بازارهای آمریکای شمالی میرود، اصرار دارم. الزامات سازگاری سیم - به ویژه الزام فرول برای هادیهای رشتهای - از رایجترین جزئیات مشخصات هستند که نادیده گرفته میشوند، بنابراین من همیشه به صراحت در استاندارد سیمکشی پروژه به آنها میپردازم. با مشخصات و نصب مناسب، ترمینالهای فشاری زمان ساخت پنل سریعتر و اتصالات بلندمدت قابل اعتمادتری نسبت به جایگزینهای پیچی ارائه میدهند، به همین دلیل است که من آنها را به عنوان انتخاب پیشفرض خود برای پروژههای جدید پنل کنترل صنعتی انتخاب کردهام.











