Beveik du dešimtmečius laidojau pramoninius valdymo skydus ir, ko gero, išmokau, kad kiekviena minutė, praleista kovojant su užsispyrusiu sraigtiniu gnybtu, yra iššvaistyta minutė. Kai pirmą kartą susidūriau su...DIN bėgelio įspaudžiami gnybtaiBuvau skeptiškai nusiteikęs – kaip spyruoklinis spaustukas gali būti toks pat patikimas, kaip tinkamai užveržta srieginė jungtis? Po dvylikos metų ir šimtų skydų aš atsivertžiau ir noriu jums paaiškinti, kodėl 1000 V įtampos įspaudžiama gnybtų kaladėlė dabar yra mano numatytoji specifikacija bet kuriam valdymo skydui, kurio sistemos įtampa viršija 400 V.

Šiame straipsnyje apžvelgiu pagrindinius įspaudžiamųjų gnybtų blokų technologijos principus, kodėl 1000 V įtampa yra svarbi pramoninėje aplinkoje, žingsnis po žingsnio apžvelgiu laidų prijungimo procesą be įrankių, kaip pasirinkti tinkamą bloką savo skydo konstrukcijai ir atitinkamus standartus, reglamentuojančius šiuos komponentus. Nesvarbu, ar esate elektros inžinierius, nustatantis skydo komponentus, ar skydų gamintojas, norintis pagerinti pralaidumą, manau, kad čia rasite kažką naudingo.

Kas yra DIN bėgelio įspaudžiamas gnybtų blokas?

ADIN bėgelio įspaudžiamas gnybtų blokas yra elektros jungiamasis įtaisas, montuojamas ant standartizuoto DIN bėgelio (paprastai 35 mm × 7,5 mm arba 35 mm × 15 mm) ir naudojantis spyruoklinį mechanizmą laidų įvedimui pritvirtinti nenaudojant atsuktuvo. Įspaudžiamoje konstrukcijoje yra mažas įdėjimo prievadas, esantis greta spyruoklinio spaustuko – nuimamas laido izoliacija, įkišamas tiesiai į prievadą, o spyruoklė automatiškai suima laidininką. Norėdami atlaisvinti laidą, naudokite nedidelį atleidimo įrankį arba atsuktuvą, kad suaktyvintumėte atleidimo mechanizmą, esantį greta įdėjimo prievado.

Pagrindinis skirtumas nuo tradiciniųvaržtinių spaustukų gnybtų blokai yra spyruoklinio spaustuko mechanizmas. Sraigtiniame spaustuve laidas pritvirtinamas priveržiant varžtą, kuris prispaudžia laidininką. Laikui bėgant, vibracija ir terminiai ciklai gali atlaisvinti varžtines jungtis – tai žinomas gedimo būdas pramoninėje aplinkoje. Įspaudžiami spyruokliniai gnybtai pašalina šį gedimo mechanizmą, nes spyruoklė veikia pastoviu kontaktiniu slėgiu, nepriklausomai nuo terminių sąlygų, ir nėra varžto, kurį reikėtų atlaisvinti.

„Ningbo J-Guang Electronics“, 2010 m. įkurta gamintoja, kuri specializuojasi gnybtų blokų ir jungčių gamyboje, gamina platų asortimentą DIN bėgelio įspaudžiami gnybtai įskaitant jų JGTD serijos ir PCT-211 įskiepių tipus, kuriuos nurodžiau keliuose valdymo skydų projektuose. Jų gamykla yra gavusi ISO 9001:2008 kokybės vadybos sertifikatą, o jų gaminiai yra patvirtinti SGS, ROHS, REACH, CE, CQC ir UL – tai suteikia man pasitikėjimo, kai nurodau šiuos komponentus eksportuojamiems skydams, kurie turi atitikti tarptautinius atitikties reikalavimus.

1000 V įtampos supratimas: kodėl tai svarbu pramoniniams valdymo skydams

Gnybtų bloko vardinė įtampa yra maksimali įtampa, kurią įrenginys gali saugiai atlaikyti nustatytomis bandymo sąlygomis. Pramoniniuose valdymo skyduose įtampos lygiai labai skiriasi priklausomai nuo taikymo:

• 24 V nuolatinė srovė / 24 V kintamoji srovė: Signalo lygio grandinės, jutiklių laidai, PLC įvesties/išvesties moduliai. 600 V įtampos gnybtų bloko visiškai pakanka.
• 230 V / 400 V kintamoji srovė: Standartiniai variklių tiektuvai, maitinimo paskirstymas skydo viduje. Tai yra labiausiai paplitusi pramoninių skydų darbinė įtampa, todėl tinka 600 V–1000 V vardinis blokas.
• 480 V kintamoji srovė: Didelės galios varikliai, dideli servo stiprintuvai. Esant tokiam įtampos lygiui, svarbūs šliaužimo ir tarpo tarp laidininkų reikalavimai, todėl visada nurodau minimalią 1000 V įtampą.
• 690 V kintamoji srovė: Sunkūs pramoniniai variklių paleidikliai, šynų jungtys. Čia esminė 1000 V įtampa – bet kokia įtampa, mažesnė nei 1000 V, rizikuoja daliniu išlydžiu ir gedimais per visą skydo eksploatavimo laiką.

The1000 V įtampa suteikia maždaug 45 % saugos ribą virš 690 V darbinės įtampos, kuri atitinka viršutinę standartinio pramoninio trifazio paskirstymo ribą. Ši riba nėra savavališka – ji atsižvelgia į įtampos pereinamuosius svyravimus, didžiausias įjungimo sroves ir bendrą dalinio išlydžio poveikį užterštoje arba drėgnoje aplinkoje. IEC 61076-2-101:2012 standartas Pramoninių procesų matavimo ir valdymo sistemose naudojamų M12 apvalių jungčių jungčių reikalavimai apibrėžia jungties sąsajos reikalavimus, kurie papildo paties gnybtų bloko įtampos vardinę vertę, konkrečiai, šliaužimo atstumus, tarpus ir izoliacijos koordinaciją, kurie lemia bet kurios jungtimi jungiamos elektrinės sąsajos valdymo skydelyje įtampos vardinę vertę.

Vienas dalykas, kurį visada patikrinu: įtampos vertė turi būti nurodyta ant aplinkos temperatūra kurioje skydas veiks. Daugelis gnybtų blokų gamintojų skelbia įtampos vertes esant 23 °C temperatūrai, tačiau esant 55 °C aplinkos temperatūrai (dažnai pasitaiko sandariuose pramoniniuose korpusuose), įtampos vertę gali tekti sumažinti 10–20 %. „J-Guang“ duomenų lapuose paprastai pateikiama įtampos mažinimo kreivė, ir aš būtinai ją patikrinu pagal realias vietos sąlygas prieš galutinai pasirinkdamas komponentus.

Laidų sujungimas be įrankių: žingsnis po žingsnio įspaudžiamojo jungimo procesas

Įspaudžiamo gnybto bloko laidų prijungimo procesas yra paprastas, ir po pirmųjų kelių dešimčių jungčių dauguma skydų montuotojų mano, kad tai greičiau nei varžtinis spaudimas. Štai procesas, kurio mokau kiekvieno skydo surinkimo metu:

1 veiksmas: pasirinkite tinkamą laido dydį

Įspaudžiamieji gnybtai yra skirti konkretiems laidų skersmenims. „J-Guang“ PCT-211 serijos DIN bėgelio įspaudžiamųjų gnybtų tipiniai vardiniai duomenys apimavientisi laidininkai nuo 0,5 mm² iki 2,5 mm² ir daugiagysliai laidininkai nuo 0,5 mm² iki 2,5 mm² su antgaliais. Visada tikslų laidų diapazoną patikrinu gamintojo duomenų lape, nes kai kurie įspaudžiami blokeliai nepriima smulkiagrūdžių (5 arba 6 klasės) laidininkų be antgalių – spyruoklinis mechanizmas gali suspausti smulkiagrūdžius laidininkus ir laikui bėgant sumažinti kontaktinį slėgį.

2 veiksmas: nuimkite vielą iki reikiamo ilgio

Įkišimo gylis – įkišamo pliko laidininko ilgis – paprastai pažymėtas ant gnybtų bloko korpuso arba nurodytas duomenų lape. Daugelio ant DIN bėgelio įspaudžiamų gnybtų blokų juostelės ilgis yra 8–12 mmNaudoju reguliuojamą laidų nuėmimo įrankį, nustatytą tiksliam konkretaus bloko, kurį jungiu, nuėmimo ilgiui, ir kiekvienos pamainos pradžioje patikrinu kiekvienos naujos laidų partijos nuėmimo ilgį. Per trumpas nuėmimo ilgis lemia nepakankamą įkišimo gylį ir didelės varžos jungtį; per ilgas ir atviras laidininkas išsikiša už korpuso ribų, sukeldamas elektros smūgio pavojų.

3 veiksmas: įkiškite laidą – įrankio nereikia

Kietųjų laidininkų ir tinkamai įgilintų daugiagyslių laidininkų įdėjimas iš tiesų vyksta be įrankių. Laikau laidą viena ranka, nuluptą galą įkišu tiesiai į įdėjimo angą ir spaudžiu, kol pajusiu spyruoklės pasipriešinimo atsipalaidavimą, kai viela įstumiama į spaustuką. Spyruoklinis mechanizmas laiko laidą paprastai 8–15 N jėga vienam kontaktui – to pakanka, kad laidas būtų pritvirtintas nepažeidžiant laidininko gijų. Kadangi nereikia sukti varžto ir patikrinti sukimo momento specifikacijų, jungties kokybė yra pastovi, nepriklausomai nuo to, kas prijungia skydą.

4 veiksmas: patikrinkite ryšį

Įkišęs kiekvieną laidą švelniai traukiu – maždaug 5–10 N jėga, kad įsitikinčiau, jog spyruoklinė jungtis įjungta. Mano patirtis rodo, kad tinkama įspaudžiamoji jungtis įprastai neatsipalaiduoja. Jei laidas išsitraukia nedidele jėga, tai reiškia, kad laido storis yra ties bloko vardiniu diapazono kraštu arba juostelės ilgis buvo nepakankamas.

5 veiksmas: atleidimas (kai reikia)

Norėdamas atlaisvinti laidą nuo įspaudžiamo gnybto, įkišu mažą plokščią atsuktuvą (paprastai 2,0–2,5 mm pločio) į atleidimo angą, esančią greta įdėjimo angos, įkišu mažą plokščią atsuktuvą (paprastai 2,0–2,5 mm pločio), stumteliu į vidų, kad suaktyvinčiau spyruoklinį atleidimą, ir tuo pačiu metu ištraukiu laidą. Atlaisvinimas trunka apie 2 sekundes vienai jungčiai – vis tiek gerokai greičiau nei atlaisvinant varžtinį gnybtą, nes tada reikia pakeisti atsuktuvo padėtį ir vėl jį priveržti, kai reikia vėl prijungti.

Įspaudžiamųjų ir sraigtinių spaustuvų palyginimas: kada pasirinkti kiekvieną iš jų

Esu plačiai naudojęsis abiem technologijomis, ir pasirinkimas tarp įspaudžiamo ir sraigtinio spaustuko ne visada yra paprastas. Pateikiu savo praktinį palyginimą, pagrįstą patirtimi:

• Laidų greitis: Įkišamas laidų tipas akivaizdžiai laimi. Atlikus kontroliuojamo laiko tyrimus, nustatyta, kad įkišamas laidas, apmokytas laidų montuotojo, vidutiniškai sujungiamas 30–40 % greičiau. Privalumas ryškiausias naudojant vientisus laidininkus ir daugiagyslius laidininkus su movais – būtent tokių laidų tipai dažniausiai naudojami pramoninių valdymo skydų laiduose.
• Ryšio patikimumas: Įspaudžiami spyruokliniai spaustukai yra atsparūs vibracijai ir išlaiko pastovų kontaktinį slėgį per terminius ciklus. Sraigtinių spaustuvų jungtys laikui bėgant gali atsilaisvinti, jei jos netinkamai priveržiamos. Kadangi negaliu garantuoti, kad kiekviena trečiosios šalies rangovo pagaminta plokštė bus tinkamai patikrinta sukimo momentu, spyruoklinius spaustukus renku plokštėms, kurios nuolat vibruos arba bus veikiamos terminių ciklų – tai būdinga daugumai pramoninių pritaikymų.
• Laidų tipų suderinamumas: Sraigtiniai gnybtai tinka platesniam laidų tipų asortimentui, įskaitant smulkiagrūdžius laidininkus be antgalio. Įspaudžiamiems blokams daugeliu atvejų reikia antgalių ant daugiagyslių laidų. Skydams, kuriuose naudojama daug 5 arba 6 klasės lanksčių laidininkų be antgalių, sraigtiniai spaustukai gali būti praktiškesnis pasirinkimas.
• Lauko modifikavimas: Čia laimi varžtinis spaustukas – lauko sąlygomis, kai technikai gali modifikuoti skydą naudodami ribotus įrankius, atsuktuvas beveik visada yra po ranka, o įspaudžiamo atlaisvinimo įrankio gali ir nebūti. Aš nurodau varžtinį spaustuką lauko laidų jungtims skyduose, kuriuose, mano manymu, bus dažnai atliekami pakeitimai.
• Kaina: Įspaudžiamų gnybtų blokai paprastai kainuoja 10–30 % brangiau nei atitinkami varžtinių spaustukų blokai. Skydui su 200 jungčių tai gali padidinti medžiagų kainą 200–500 USD – tai pagrįstas priedas, atsižvelgiant į laidų sujungimo greitį ir patikimumo pranašumus.

DIN bėgio gnybtų blokus reglamentuojantys standartai: IEC 61076-2-101 ir UL 486A-486B

Kai nurodau pramoninių valdymo skydų gnybtų blokus, kurie bus siunčiami tarptautiniu mastu, visada patikrinu taikomus standartus. DIN bėgelio įspaudžiamiems gnybtų blokams ypač aktualūs du standartai:

The IEC 61076-2-101:2012 standartas Apibrėžia pramoninių procesų matavimo ir valdymo M12 apvalių jungčių, naudojamų gaminiams, reikalavimus. Nors šis standartas taikomas konkrečiai jutiklių ir pavarų jungtims, jo šliaužimo ir tarpo reikalavimai, izoliacijos koordinavimo principai ir bandymo metodikos yra plačiai naudojamos platesnėje pramoninių jungčių pramonėje. Standarte nurodomos fiksuotos ir laisvos jungtys su varžtiniais fiksavimo mechanizmais, kurių kontaktų skersmenys yra 0,6 mm, 0,76 mm, 0,8 mm ir 1,0 mm, naudojant įvairias kodavimo konfigūracijas, kurios neleidžia sujungti nesuderinamų jungčių tipų.

The UL 486A-486B standartai apima laidų jungtis, naudojamas elektros instaliacijose, ir tai yra pagrindinis standartas, kuriuo UL remiasi sertifikuodamas gnybtų blokus Šiaurės Amerikos rinkai. Gnybtų blokams su UL ženklu atitiktis UL 486A-486B reiškia, kad blokas buvo patikrintas dėl srovės pralaidumo, saugaus laido laikymo esant mechaniniam įtempimui ir temperatūros kilimo esant apkrovai. Kai projektuoju gnybtų blokus eksportui į Šiaurės Amerikos rinkas arba originalios įrangos gamintojų (OEM) skydams, kurie bus integruoti į įrangą, sertifikuotą pagal UL standartus, atsižvelgiu tik į blokus, turinčius UL 486A-486B sertifikatą – tai greičiausias būdas patikrinti, ar blokas atitinka pripažintus saugos reikalavimus.

Tinkamo DIN bėgelio įspaudžiamo gnybto bloko pasirinkimas jūsų skydui

Remdamasis savo patirtimi projektuojant ir naudojant DIN bėgelio įspaudžiamus gnybtų blokus šimtuose pramoninių valdymo skydų, pateikiu atrankos kontrolinį sąrašą, kurį atlieku kiekvienam projektui:

• Įtampos įvertinimas: Mažiausiai 1000 V kintamoji įtampa bet kokiam skydui, veikiančiam virš 400 V kintamosios įtampos; 600 V kintamoji įtampa yra priimtina signalo lygio ir mažos galios skydams.
• Dabartinis įvertinimas: Atitikkite maksimalią apsaugoto laidininko nuolatinę srovę – standartiniams DIN bėgelio gnybtų blokams paprastai tai yra 10 A, 16 A, 24 A arba 32 A. Jei aplinkos temperatūra korpuso viduje viršija 45 °C, srovės stipris sumažinkite 15 %.
• Vielos dydžių diapazonas: Įsitikinkite, kad blokas tinka jūsų skydelyje naudojamiems laidų skersmenims. Viengyslių, daugiagyslių su mova ir plonagyslių laidų tinkamumą reikia patikrinti atskirai.
• Lygių skaičius: Vieno lygio blokai yra paprasčiausi; dviejų lygių blokai taupo vietą ant DIN bėgelio, bet juos sudėtingiau prijungti ir šalinti gedimus. Daugumai standartinių skydų aš renkuosi vieno lygio blokus, o erdvės ribotoms skydams – dviejų lygių.
• Ryšio tipas: Įspaudžiamas jungtis naujoms konstrukcijoms (greičiausias laidų pajungimas); varžtinis spaustukas arba kištukas modifikuotoms panelėms.
• Reikalingi sertifikatai: CE ES rinkoms, UL 486A-486B Šiaurės Amerikai, ROHS ir REACH aplinkosaugos reikalavimams.
• Priedai: DIN bėgelio galiniai ribotuvai, pertvarų plokštės tarp įtampos grupių, trumpikliai magistralėms, žymėjimo etiketės grandinėms identifikuoti.

Dažniausios diegimo klaidos ir kaip jų išvengti

Bėgant metams, nuolat mačiau tas pačias klaidas skyduose, kuriuose naudojami ant DIN bėgelio montuojami įspaudžiami gnybtų blokai. Štai tas, į kurias atkreipiu dėmesį kiekviename priešgamybiniame susitikime su skydų surinkimo komanda:

• Naudojant netinkamą laido tipą: Plonagrūdžiai 5 arba 6 klasės laidininkai, įstatyti be antgalių, gali sukurti didelės varžos jungtis arba laikui bėgant atsilaisvinti. Užtikrinu, kad laidų specifikacijoje būtų aiškiai nurodyti daugiagyslio laido antgalių reikalavimai, ir patikrinu, ar antgaliai yra, atliekant patikrą gamybos metu.
• Neteisingas juostelės ilgis: Per trumpas laidininkas – jungtis nepatikima; per ilgas ir atviras laidininkas kelia pavojų saugai. Nustatau laidų nuėmiklius pagal tikslias naudojamo gnybtų bloko specifikacijas ir patikrinu nustatymus kiekvienos pamainos pradžioje.
• Įtampos lygių maišymas be pertvarinių plokščių: Naudojant daugiapakopius gnybtų blokus su skirtingomis įtampomis greta, pertvara tarp įtampos grupių yra būtina norint išlaikyti įtampos vardinę vertę. Aš visada nurodau pertvaras kiekvienos įtampos grupės riboje.
• Kelių laidų įdėjimas į vieną prievadą: Dauguma įspaudžiamų gnybtų blokų yra skirti vienam laidui kiekviename prievade. Įjungus du laidus bendrai jungčiai, jungtis tampa nepatikima ir pažeidžiamas UL486A-486B sertifikatas. Bendroms jungtims naudoju trumpiklį arba atskirą sujungimo tašką.
• Pamiršus įjungti atleidimo mechanizmą: Bandant ištraukti laidą neatleidus spyruoklinio spaustuko, rizikuojama pažeisti bloką. Užtikrinu, kad kiekvienas laidininkas suprastų ir laikytųsi dviejų sekundžių atleidimo procedūros.

Išvada

DIN bėgelio įspaudžiami gnybtų blokai, skirti 1000 V įtampai, yra tinkamas pasirinkimas daugumai pramoninių valdymo skydų, veikiančių esant 400 V ir didesnei kintamajai įtampai, nes jie pasižymi aukšta įtampa, atspariu vibracijai spyruoklinių spaustukų patikimumu ir laidų sujungimo greičiu be įrankių, kurio tiesiog nėra alternatyvose su srieginiu spaustuku. 1000 V įtampa suteikia reikšmingą saugos ribą, kai pramoninė darbinė įtampa viršija 690 V, o spyruoklinių spaustukų technologija pašalina varžtų atsipalaidavimo gedimo režimą, kuris būdingas varžtiniams spaustukams nuolatinio pramoninio naudojimo metu.

Kai naujam skydui renkuosi įspaudžiamus gnybtus, patikrinu, ar jie atitinka IEC 61076-2-101 jungčių standarto reikalavimus dėl šliaužimo ir tarpo, ir reikalauju, kad bet kuris skydas, skirtas Šiaurės Amerikos rinkoms, būtų sertifikuotas pagal UL 486A-486B. Laidų suderinamumo reikalavimai, ypač reikalavimas dėl daugiagyslių laidininkų antgalių, yra dažniausiai nepastebima specifikacijos detalė, todėl visada juos aiškiai nurodau projekto laidų standarte. Tinkamai specifikacijoje ir montuojant, įspaudžiami gnybtai užtikrina greitesnį skydo surinkimą ir patikimesnes ilgalaikes jungtis nei alternatyvos su varžtiniais spaustukais, todėl juos pasirinkau kaip numatytąjį naujų pramoninių valdymo skydų projektams.

Susisiekite su mumis - J-GUANG