Anàlisi de l'aplicació de Contactes Normalment Oberts i Normalment Tancats en Sistemes de Control Industrial

En els sistemes de control elèctric moderns, els contactes normalment oberts (NO) i normalment tancats (NC) es troben entre les unitats de control més fonamentals i crítiques. S'utilitzen àmpliament en contactors de CA, relés intermedis, relés de temps, protectors de pèrdua de fase-i sistemes de control PLC, formant l'estructura d'execució bàsica dels circuits elèctrics juntament amb diversos contactes mòbils i contactes estacionaris. Una comprensió correcta de la lògica de treball dels contactes normalment oberts i normalment tancats és crucial per a la seguretat del sistema, la fiabilitat i el disseny de la lògica de control.

 

 

En sistemes de potència i estàndards industrials, la determinació de l'estat de tots els contactes es basa en l'estat natural (no energitzat, sense força externa).

 

Els contactes que estan oberts en estat natural s'anomenen normalment oberts (NO); Els contactes que estan tancats en estat natural s'anomenen normalment tancats (NC).

Quan la bobina del relé s'activa, el sistema electromagnètic intern s'activa, invertint l'estat de contacte: els contactes normalment oberts es tanquen i els contactes normalment tancats s'obren.

 

Aquesta estructura de commutació de contactes controlada-bobina és una forma típica d'operació coordinada entre el contacte mòbil del relé i el contacte elèctric estacionari.

 

 

Estructuralment, els relés o contactors solen consistir en contactes mòbils i estacionaris. Els contactes mòbils sovint utilitzen un contacte mòbil de plata o una estructura de contacte mòbil d'aliatge de plata, mentre que els contactes estacionaris poden utilitzar un formulari de contacte de plata estacionari o rebló de contacte estacionari.

 

El principi de funcionament d'un contacte normalment obert és que quan la bobina s'activa, la força electromagnètica condueix el contacte en moviment cap al contacte estacionari, aconseguint conductivitat. Un contacte normalment tancat, per contra, roman conductor en estat des-energitzat a causa de la precàrrega mecànica o de la molla; quan la bobina s'activa, el contacte s'obre.

 

Aquesta diferència estructural determina les diferents funcions dels dos tipus de contactes en la protecció del circuit i la lògica de control.

 

 

En aplicacions industrials pràctiques, els contactes normalment oberts i normalment tancats no són simplement intercanviables; més aviat, juguen diferents funcions funcionals del sistema.

 

Normalment, els contactes oberts s'utilitzen per a la lògica com ara l'arrencada, l'execució i la sortida del senyal, com les ordres d'arrencada d'equips i la retroalimentació d'activació del relé. Quan es compleixen les condicions de control, el contacte es tanca i el circuit s'activa.

 

Els contactes normalment tancats s'utilitzen més habitualment per a la protecció de seguretat, l'enclavament i la detecció de fallades. Per exemple, en escenaris com la protecció contra pèrdues de fase i la protecció contra sobrecàrregues del motor, una vegada que el circuit de control perd potència o funciona malament, el contacte normalment tancat torna automàticament a l'estat conductor, activant així la lògica d'alarma o apagada. Aquestes aplicacions imposen requisits de fiabilitat extremadament alts als contactes mòbils elèctrics.

 

 

En els contactors de CA i els relés intermedis, un conjunt de contactes consisteix normalment en un parell de contactes normalment oberts i un parell de contactes normalment tancats, amb la commutació d'estat a través de la mateixa bobina. Aquesta estructura s'utilitza àmpliament en circuits de control de motors, circuits de control de seqüències i circuits de control d'enclavament.

 

Els materials de contacte utilitzen principalment puntes de contacte (per a relés/interruptors). Els aliatges de plata i plata s'utilitzen àmpliament en els contactes de plata per a interruptors/relés i estructures de contacte elèctric plane a causa de la seva conductivitat i resistència a l'arc.

 

 

A nivell de cablejat de maquinari PLC, els contactes normalment oberts i normalment tancats segueixen el principi de "estat natural".

Tanmateix, en la programació de PLC, els contactes normalment oberts i normalment tancats es representen més sovint amb símbols lògics.

En un programa PLC, un "contacte normalment obert" indica que la lògica és certa quan el senyal d'entrada corresponent és cert.

Un "contacte normalment tancat" indica que la lògica és certa quan el senyal d'entrada corresponent és fals.

 

És important tenir en compte que els conceptes de normalment obert i normalment tancat en la programació de PLC no són directament equivalents a l'estat de contacte físic, sinó a un mapeig de l'estat lògic del senyal d'entrada. Aquest mapatge és especialment important quan es tracta de components externs com ara contactes mòbils i contactes estacionaris per a interruptors.

 

 

En els sistemes de control automatitzats, l'ús adequat de contactes normalment tancats és un principi crucial de disseny de seguretat. Els circuits de protecció construïts amb contactes normalment tancats poden activar automàticament accions de seguretat en cas de trencament del cable, fallada d'alimentació o mal funcionament de l'equip, evitant la pèrdua de control del sistema.

 

Per tant, en escenaris d'alta-fiabilitat, els enginyers solen prioritzar la lògica normalment tancada combinada amb estructures de contacte estacionàries altament estables per millorar el nivell de seguretat inherent del sistema.

 

 

Amb les creixents demandes d'automatització industrial, equips elèctrics de major freqüència i vida útil més llarga, els requisits de materials i estructures de contacte augmenten constantment. Alt rendiment-contactes en movimenti els contactes estacionaris han d'aconseguir un equilibri entre la conductivitat, la resistència al desgast i la resistència a l'arc, per això els contactes d'aliatge de plata i plata han mantingut una posició dominant durant molt de temps.

 

En relés, interruptors i mòduls de control, els contactes normalment oberts i normalment tancats continuaran servint com a unitats de control més fonamentals i insubstituïbles, al servei dels camps del control industrial, sistemes d'alimentació i automatització.

 

 

Els contactes normalment oberts i normalment tancats no són simplement "encès" i "apagats", sinó que són els portadors fonamentals de la lògica, la seguretat i la fiabilitat en els sistemes de control industrial. Una comprensió profunda dels seus estats de funcionament, escenaris d'aplicació i la seva relació amb l'estructura del material de contacte és un requisit previ per a un disseny elèctric d'alta qualitat i la integració del sistema.