Večji del dveh desetletij sem posvetil ožičenju industrijskih krmilnih plošč in če sem se česa naučil, je to, da je vsaka minuta, porabljena za boj s trdovratnim vijačnim priključkom, zapravljena minuta. Ko sem se prvič srečalVtični priključni bloki za DIN-letevBil sem skeptičen – kako je lahko vzmetni mehanizem tako zanesljiv kot pravilno privita vijačna povezava? Dvanajst let in stotine panelov pozneje sem se preobrazil in rad bi vam natančno razložil, zakaj je vtični priključni blok z nazivno močjo 1000 V zdaj moja privzeta specifikacija za vsako nadzorno ploščo, kjer sistemska napetost presega 400 V.

V tem članku bom obravnaval osnove tehnologije vstavljivih priključnih blokov, zakaj je nazivna napetost 1000 V pomembna v industrijskih okoljih, postopek ožičenja brez orodja korak za korakom, kako izbrati pravi blok za zasnovo vaše plošče in ustrezne standarde, ki urejajo te komponente. Ne glede na to, ali ste elektroinženir, ki določa komponente plošče, ali izdelovalec plošč, ki želi izboljšati prepustnost, mislim, da boste tukaj našli nekaj koristnega.

Kaj je vtični priključni blok za DIN-letev?

AVtični priključni blok za DIN-letev je električna priključna naprava, ki se namesti na standardizirano DIN-letev (običajno 35 mm × 7,5 mm ali 35 mm × 15 mm) in uporablja vzmetni mehanizem za pritrditev vstavitve žic brez potrebe po izvijaču. Vtična zasnova ima majhno vstavno odprtino poleg vzmetne sponke – žico odstranite, jo vstavite neposredno v odprtino in vzmet samodejno prime prevodnik. Za sprostitev žice uporabite majhno orodje za sprostitev ali izvijač, da aktivirate sprostitveni mehanizem poleg vstavitvene odprtine.

Ključna razlika od tradicionalnegavijačne sponke je mehanizem vzmetne sponke. V vijačni sponki je žica pritrjena z zategovanjem vijaka, ki vpne prevodnik. Sčasoma lahko vibracije in toplotni cikli povzročijo zrahljanje vijačnih povezav – znan način odpovedi v industrijskih okoljih. Vstavljive vzmetne sponke odpravljajo ta mehanizem odpovedi, ker vzmet izvaja stalen kontaktni pritisk ne glede na toplotne pogoje in ni vijaka, ki bi ga bilo treba zrahljati.

Ningbo J-Guang Electronics, proizvajalec, ustanovljen leta 2010, specializiran za priključne bloke in konektorje, proizvaja vrsto Vtični priključni bloki za DIN-letev vključno z njihovo serijo JGTD in vtičnimi tipi PCT-211, ki sem jih določil v več projektih nadzornih plošč. Njihova tovarna je prejela certifikat za upravljanje kakovosti ISO 9001:2008, njihovi izdelki pa imajo odobritve SGS, ROHS, REACH, CE, CQC in UL – kar mi daje zaupanje, ko določam te komponente za izvozne plošče, ki morajo izpolnjevati mednarodne zahteve glede skladnosti.

Razumevanje nazivne napetosti 1000 V: Zakaj je pomembna za industrijske nadzorne plošče

Nazivna napetost priključnega bloka je najvišja napetost, ki jo naprava lahko varno prenese v določenih preskusnih pogojih. V industrijskih krmilnih ploščah se napetostne ravni znatno razlikujejo glede na uporabo:

• 24 V enosmernega toka / 24 V izmeničnega toka: Vezja signalnih nivojev, ožičenje senzorjev, vhodno/izhodni moduli PLC. Priključni blok z nazivno napetostjo 600 V je več kot zadosten.
• 230 V / 400 V izmenične napetosti: Standardni motorni napajalniki, porazdelitev moči znotraj razdelilnega panela. To je najpogostejša delovna napetost za industrijske razdelilne panele in primeren je blok z nazivno napetostjo od 600 V do 1000 V.
• 480 V izmeničnega toka: Pogoni motorjev z veliko močjo, veliki servo ojačevalniki. Pri tej napetostni ravni postanejo zahteve glede plazilne poti in razdalje med vodniki pomembne, zato vedno določim minimalno nazivno napetost 1000 V.
• 690 V AC: Zaganjalniki motorjev za težke industrijske motorje, medsebojne povezave vodil. Tukaj postane nazivna napetost 1000 V bistvenega pomena – vse pod nazivno napetostjo 1000 V tvega delno praznjenje in okvare sledenja v času delovanja plošče.

TheNazivna napetost 1000 V zagotavlja varnostno rezervo približno 45 % nad delovno napetostjo 690 V, ki predstavlja zgornjo mejo standardne industrijske trifazne distribucije. Ta rezerva ni poljubna – upošteva napetostne prehodne spremembe, konice vklopnih tokov in akumulirani učinek delnega praznjenja v onesnaženem ali vlažnem okolju. Standard IEC 61076-2-101:2012 Standard za okrogle konektorje M12, ki se uporabljajo pri merjenju in krmiljenju industrijskih procesov, določa zahteve za vmesnik konektorja, ki dopolnjujejo nazivno napetost priključnega bloka – natančneje, lezilne razdalje, varnostne razdalje in koordinacijo izolacije, ki določajo nazivno napetost katerega koli električnega vmesnika s konektorjem v nadzorni plošči.

Vedno preverim eno stvar: nazivna napetost mora biti navedena na temperatura okolice pri kateri bo plošča delovala. Mnogi proizvajalci priključnih blokov objavljajo nazivne napetosti pri 23 °C, pri temperaturi okolice 55 °C (običajno v zaprtih industrijskih ohišjih) pa bo morda treba nazivno napetost zmanjšati za 10 % do 20 %. Podatkovni listi J-Guang običajno vključujejo krivuljo zmanjšanja, ki jo pred dokončno izbiro komponent preverim glede na dejanske pogoje na lokaciji.

Ožičenje brez orodja: Postopek vtičnice korak za korakom

Postopek ožičenja vtičnega priključnega bloka je preprost in po prvih nekaj ducatih povezavah večina inštalaterjev za omarice ugotovi, da je hitrejši od vijačnih spojev. Tukaj je postopek, ki ga učim pri vsaki izdelavi omarice:

1. korak: Izberite pravilno velikost žice

Vtični priključni bloki so ocenjeni za določene premere žic. Za vtične priključne bloke za DIN letev serije PCT-211 podjetja J-Guang tipična nazivna vrednost zajematrdni vodniki od 0,5 mm² do 2,5 mm² in večžilni vodniki od 0,5 mm² do 2,5 mm² s tulci. Natančen obseg žic vedno preverim v proizvajalčevem podatkovnem listu, ker nekateri vtični bloki ne sprejemajo tankožilnih vodnikov (razreda 5 ali razreda 6) brez tulcev – vzmetni mehanizem lahko stisne tanke žice in sčasoma zmanjša kontaktni tlak.

2. korak: Odstranite izolacijo z žice na pravilno dolžino

Globina vstavitve – dolžina golega vodnika, ki ga je treba vstaviti – je običajno označena na ohišju priključne letve ali navedena v podatkovnem listu. Pri večini vstavljivih priključnih letev za DIN-letev je dolžina traku 8 mm do 12 mmUporabljam nastavljive klešče za odstranjevanje izolacije, ki so nastavljene na natančno dolžino izolacije za določen blok, ki ga ožičam, in dolžino izolacije preverim pri vsaki novi seriji žic na začetku vsake izmene. Prekratka dolžina izolacije povzroči nezadostno globino vstavitve in visoko upornost povezave; predolga pa izpostavljeni vodnik štrli iz ohišja, kar povzroča nevarnost električnega udara.

3. korak: Vstavite žico – orodje ni potrebno

Pri enožilnih vodnikih in pravilno vstavljenih večžilnih vodnikih je vstavljanje resnično brez orodja. Žico držim z eno roko, vstavim ogoljeni konec naravnost v vstavno odprtino in pritiskam, dokler ne začutim, da se vzmetni upor sprosti, ko se žica zaskoči v sponko. Vzmetni mehanizem drži žico s kontaktno silo, ki je običajno od 8 N do 15 N na kontakt – kar je dovolj, da pritrdi žico, ne da bi pri tem poškodovala žile vodnika. Ker ni treba privijati vijaka in preverjati specifikacije navora, je kakovost povezave enaka ne glede na to, kdo ožiči ploščo.

4. korak: Preverite povezavo

Po vstavitvi vsako žico nežno preizkusim z vlečenjem – s silo približno 5 N do 10 N, da preverim, ali je vzmetni oprijem zaskočen. Po mojih izkušnjah se pravilna vtična povezava pri normalnem ravnanju ne sprosti. Če se žica izvleče z rahlo silo, to pomeni, da je premer žice na meji nazivnega območja bloka ali pa dolžina izolacije ni bila zadostna.

5. korak: Sprostitev (če je potrebno)

Za sprostitev žice iz vtičnega priključka vstavim majhen ploščat izvijač (običajno širine rezila od 2,0 mm do 2,5 mm) v odprtino za sprostitev poleg odprtine za vstavljanje, potisnem navznoter, da aktiviram vzmetno sprostitev, in hkrati izvlečem žico. Sprostitev traja približno 2 sekundi na priklop – še vedno bistveno hitreje kot odvijanje vijačnega priključka, pri čemer je treba izvijač pri ponovnem priklopu premakniti in ponovno priviti.

Primerjava vstavnih in vijačnih sponk: kdaj izbrati katero od njih

Obe tehnologiji sem že veliko uporabljal in izbira med vstavljivimi in vijačnimi sponkami ni vedno enostavna. Tukaj je moja praktična primerjava, ki temelji na izkušnjah na terenu:

• Hitrost ožičenja: Vtični vodniki (push-in) so nedvomno zmagali. V študijah s kontroliranim časom, ki sem jih izvedel, je vtični ožičenje v povprečju od 30 % do 40 % hitrejše na povezavo, ko je inštalater usposobljen. Prednost je najbolj izrazita pri trdnih vodnikih in večžilnih žicah s cevnimi vtičnicami – prav tistih vrstah žic, ki so najpogostejše v ožičenju industrijskih nadzornih plošč.
• Zanesljivost povezave: Vtične vzmetne objemke so odporne na vibracije in vzdržujejo konstanten kontaktni tlak med toplotnim cikliranjem. Vijačne objemke se lahko sčasoma zrahljajo, če niso pravilno zategnjene. Ker ne morem zagotoviti, da bo vsaka plošča, ki jo izdela zunanji izvajalec, imela ustrezno preverjanje navora, dajem prednost vtičnim objemkam za plošče, ki bodo izpostavljene stalnim vibracijam ali toplotnim ciklom – kar je značilno za večino industrijskih aplikacij.
• Združljivost vrst žic: Vijačne sponke sprejemajo širši nabor vrst žic, vključno z neveznimi tankožičnimi vodniki. Vtični bloki v mnogih primerih zahtevajo vezne tulci na večžilni žici. Za plošče, ki uporabljajo veliko fleksibilnih vodnikov razreda 5 ali 6 brez veznih tulcev, so vijačne sponke morda bolj praktična izbira.
• Sprememba polja: Vijačna sponka tukaj zmaga – na terenu, kjer lahko tehniki z omejenim orodjem spreminjajo ploščo, je izvijač skoraj vedno na voljo, medtem ko orodje za sprostitev z vtičem morda ne bo. Vijačno sponko uporabljam za ožičene povezave na terenu v ploščah, kjer pričakujem pogoste spremembe.
• Stroški: Vtični priključni bloki običajno stanejo od 10 % do 30 % več na blok kot enakovredne različice z vijačnimi sponkami. Za ploščo z 200 priključki to lahko poveča stroške materiala za 200 do 500 USD – kar je razumen dodatek za hitrost ožičenja in zanesljivost.

Standardi, ki urejajo priključne bloke za DIN-letev: IEC 61076-2-101 in UL 486A-486B

Ko določam priključne bloke za industrijske krmilne plošče, ki bodo dostavljene v tujino, vedno preverim veljavne standarde. Za vtične priključne bloke za DIN-letev sta še posebej pomembna dva standarda:

The Standard IEC 61076-2-101:2012 Določa zahteve za okrogle konektorje M12, ki se uporabljajo pri merjenju in krmiljenju industrijskih procesov. Čeprav se ta standard nanaša posebej na konektorje senzorjev in aktuatorjev, se njegove zahteve glede lezenja in izolacijske razdalje, načela koordinacije izolacije in metodologije preskušanja pogosto uporabljajo v širši industriji industrijskih konektorjev. Standard določa fiksne in proste konektorje z mehanizmi za vijačno zaklepanje, s premerom kontaktov 0,6 mm, 0,76 mm, 0,8 mm in 1,0 mm v različnih konfiguracijah kodiranja, ki preprečujejo navzkrižno spajanje med nezdružljivimi tipi konektorjev.

The Standardi UL 486A-486B Zajema žične konektorje, ki se uporabljajo v električnih inštalacijah, in je primarni standard, na katerega se UL sklicuje pri certificiranju priključnih blokov za severnoameriški trg. Za priključne bloke z oznako UL skladnost z UL 486A-486B pomeni, da je bil blok preizkušen glede tokovne nosilnosti, varnega zadrževanja žic pod mehanskimi obremenitvami in dviga temperature pod obremenitvijo. Ko določam priključne bloke za izvoz na severnoameriške trge ali za OEM plošče, ki bodo vgrajene v opremo, certificirano po standardih UL, upoštevam le bloke, ki imajo certifikat UL 486A-486B – to je najhitrejši način za preverjanje, ali blok izpolnjuje priznane varnostne zahteve.

Izbira pravega vtičnega priključnega bloka za DIN-letev za vašo ploščo

Na podlagi mojih izkušenj z določanjem in uporabo vstavljivih priključnih blokov za DIN-letev na stotinah industrijskih krmilnih plošč je tukaj kontrolni seznam za izbiro, ki ga pregledam za vsak projekt:

• Nazivna napetost: Najmanj 1000 V AC za katero koli ploščo, ki deluje nad 400 V AC; 600 V AC je sprejemljivih za plošče z nizkim nivojem signala in porabo energije.
• Trenutna ocena: Ujemite z največjim neprekinjenim tokom zaščitenega vodnika – običajno 10 A, 16 A, 24 A ali 32 A za standardne priključne bloke DIN letve. Zmanjšajte nazivno moč za 15 %, če temperatura okolice v ohišju preseže 45 °C.
• Razpon velikosti žice: Preverite, ali blok sprejema premere žic, ki se uporabljajo v vaši plošči. Sprejemljivost enojnih, večžilnih z obročkom in tankožilnih žic je treba preveriti ločeno.
• Število nivojev: Enonivojski bloki so najpreprostejši; dvonivojski bloki prihranijo prostor na DIN letvi, vendar je njihovo ožičenje in odpravljanje težav bolj zapleteno. Za večino standardnih plošč imam raje enonivojske, za plošče z omejenim prostorom pa dvonivojske.
• Vrsta povezave: Vtični priključek za novogradnjo (najhitrejše ožičenje); vijačna sponka ali vtična montaža za plošče, spremenjene na terenu.
• Zahtevana potrdila: CE za trge EU, UL 486A-486B za Severno Ameriko, ROHS in REACH za okoljsko skladnost.
• Dodatki: Končni omejevalniki za DIN-letev, pregradne plošče med napetostnimi skupinami, mostički za vodilne povezave, označevalne ploščice za identifikacijo vezij.

Pogoste napake pri namestitvi in ​​kako se jim izogniti

Z leti sem pri ploščah, ki uporabljajo vtične priključne bloke za DIN-letev, vedno znova opažal iste napake. Tukaj so tiste, ki jih obravnavam na vsakem predprodukcijskem sestanku z ekipo za izdelavo plošč:

• Uporaba napačne vrste žice: Tankožični vodniki razreda 5 ali 6, vstavljeni brez tulcev, lahko ustvarijo visokouporne povezave ali se sčasoma zrahljajo. Zagotavljam, da specifikacija ožičenja jasno navaja zahteve glede tulcev za večžilne žice, in med pregledom med procesom preverjam, ali so tulci prisotni.
• Nepravilna dolžina traku: Prekratek je in povezava je nezanesljiva; predolg in izpostavljen vodnik predstavlja varnostno tveganje. Klešče za odstranjevanje izolacije nastavim natančno glede na uporabljeni priključni blok in nastavitev preverim na začetku vsake izmene.
• Mešanje napetostnih nivojev brez predelnih plošč: Pri uporabi večnivojskih priključnih blokov z različnimi napetostmi drug ob drugem je pregradna plošča med napetostnimi skupinami bistvena za ohranjanje nazivne napetosti. Pregradne plošče vedno določim na meji vsake napetostne skupine.
• Prekomerno vstavljanje več žic v eno samo vrata: Večina vstavljivih priključnih blokov je zasnovanih za eno žico na priključek. Vstavljanje dveh žic za skupno uporabo priključka ustvari nezanesljivo povezavo in krši certifikat UL486A-486B. Za skupne priključke uporabljam mostiček ali ločeno spojno točko.
• Pozabljanje na aktiviranje mehanizma za sprostitev: Če poskušate izvleči žico, ne da bi najprej sprostili vzmetno sponko, tvegate poškodbo bloka. Zagotavljam, da vsak žicovodja razume in upošteva postopek sprostitve v dveh sekundah.

Zaključek

Vtični priključni bloki za DIN-letev z nazivno napetostjo 1000 V so prava izbira za večino industrijskih krmilnih plošč, ki delujejo pri napetosti 400 V AC in več, saj zagotavljajo kombinacijo visoke napetosti, odpornosti na vibracije zaradi vzmetnih spon in hitrosti ožičenja brez orodja, ki preprosto ni na voljo pri alternativah z vijačnimi sponkami. Nazivna napetost 1000 V zagotavlja znatno varnostno rezervo nad industrijskimi delovnimi napetostmi 690 V, tehnologija vzmetnih spon pa odpravlja okvaro zaradi zrahljanja vijakov, ki je endemična pri vijačnih sponkah med neprekinjenim industrijskim delovanjem.

Ko izbiram vtične priključne bloke za novo ploščo, preverim skladnost konektorjev s standardom IEC 61076-2-101 glede zahtev glede plazilne poti in zračnosti ter vztrajam pri certifikatu UL 486A-486B za vse plošče, ki so namenjene na severnoameriške trge. Zahteve glede združljivosti žic – zlasti zahteva glede ferule za večžilne vodnike – so najpogosteje spregledana podrobnost specifikacije, zato jih vedno izrecno navedem v standardu ožičenja za projekt. Z ustrezno specifikacijo in namestitvijo vtični priključni bloki zagotavljajo hitrejše čase izdelave plošče in zanesljivejše dolgoročne povezave kot alternative z vijačnimi sponkami, zato sem jih izbral za svojo privzeto izbiro za nove projekte industrijskih nadzornih plošč.

Kontaktirajte nas - J-GUANG