مفتاح الحد

في الهندسة الكهربائية ، مفتاح الحد هو مفتاح يتم تشغيله بحركة جزء من الآلة أو بوجود جسم ما. يمكن استخدام مفتاح الحد للتحكم في الآلات كجزء من نظام تحكم ، أو كقفل أمان ، أو كعداد لحساب الأجسام التي تمر بنقطة معينة. ^{[ 1 ]}

تُستخدم مفاتيح الحد في تطبيقات وبيئات متنوعة نظرًا لمتانتها وسهولة تركيبها وموثوقية تشغيلها وفعاليتها من حيث التكلفة. فهي تُحدد وجود جسم ما، ومروره، وموضعه، ونهايته. وقد استُخدمت في البداية لتحديد حدود حركة جسم ما، ومن هنا جاء اسم "مفتاح الحد".

مفاتيح الحد القياسية هي مكونات تحكم صناعية تُصنع بأنواع تشغيل متنوعة، تشمل الرافعة، والمكبس الأسطواني، والنوع ذي الشعيرات. يمكن تشغيل مفاتيح الحد ميكانيكيًا مباشرةً بحركة ذراع التشغيل. يُستخدم مفتاح القصب للإشارة إلى قرب مغناطيس مُثبّت على جزء متحرك. تعمل مفاتيح التقارب عن طريق اضطراب المجال الكهرومغناطيسي، أو عن طريق السعة الكهربائية، أو عن طريق استشعار المجال المغناطيسي.

نادرًا ما يتم التحكم مباشرةً في جهاز تشغيل نهائي، مثل مصباح أو صمام لولبي، بواسطة نقاط تلامس مفتاح حد صناعي، ولكن في الغالب يتم توصيل مفتاح الحد عبر مرحل تحكم، أو دائرة تحكم في موصل المحرك ، أو كمدخل لوحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة . التوصيل الآمن: في التطبيقات بالغة الأهمية للسلامة، مثل نقاط توقف نهاية الحركة للمشغلات الصناعية أو آلات CNC، يتم توصيل مفاتيح الحد عادةً في وضع الإغلاق الطبيعي (NC) . يُنشئ هذا بنية آمنة: إذا انقطع سلك أو تم فصل موصل، تُفتح الدائرة وتُفسر وحدة تحكم الآلة الإشارة على أنها الوصول إلى الحد، مما يؤدي إلى توقف فوري. على العكس من ذلك، إذا تم توصيل المفتاح في وضع الفتح الطبيعي (NO)، فإن انقطاع السلك سيؤدي إلى عدم تغير الإشارة، مما قد يسمح للآلة بتجاوز نقاط التوقف المادية والتسبب في عطل ميكانيكي كارثي.

يمكن تمثيل مفاتيح الحد إما بنموذج الجاذبية أو نموذج السهم. يُمثل نموذج الجاذبية مفاتيح الحد في رموز المخططات الكهربائية الصادرة عن الرابطة الوطنية لمصنعي الأجهزة الكهربائية (NEMA) واللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) لجميع الحالات الأربع الممكنة، وهي: مفتوح عادةً ومثبت مفتوح، ومغلق عادةً ومثبت مفتوح، ومفتوح عادةً ومثبت مغلق، ومغلق عادةً ومثبت مغلق. يتبع المفتاح الذي تتحكم به مفاتيح الحد اتجاه الجاذبية الطبيعي عند فصل التيار الكهربائي، ومن هنا جاءت تسمية "نموذج الجاذبية".

يُستخدم ترميز الأسهم لتبسيط نموذج الجاذبية من خلال تمثيل الحالات النشطة بواسطة الأسهم، حيث تُشير الأسهم إلى أن المفتاح في حالة الفتح أو "التنشيط". غالبًا ما يوجد رمز سفلي مُصاحب لمزيد من التوضيح لحالة السهم. يتبع هذا الرمز السفلي الشكل "LS#" (مفتاح الحد ورقم الترتيب الزمني داخل النظام)، و"NO/NC" (مفتوح عادةً أو مغلق عادةً)، و"HO/HC" (قوة الحالة، سواء كان مفتوحًا أو مغلقًا).

على سبيل المثال، لنفترض وجود مفتاح حدّي في دائرة كهربائية يكون مغلقًا عادةً، وفي حالة الفتح الدائم، ويُشار إليه بأنه الأول في الترتيب الزمني للدائرة. سيُرمز لهذا المفتاح الحدّي بالرمز السفلي "LS1 NC-HO". يُتيح استخدام رمز السهم تمثيلًا أبسط وأسرع للمفتاح الحدّي. ^{[ 2 ]}

تُستخدم مفاتيح التشغيل السريع المصغرة في أجهزة مثل آلات التصوير ، وطابعات الكمبيوتر ، وأغطية السيارات المكشوفة ، وأفران الميكروويف، لضمان وضع المكونات الداخلية في الوضع الصحيح للتشغيل، ومنع التشغيل عند فتح أبواب الوصول. وتقوم مجموعة من مفاتيح الحد القابلة للتعديل، المثبتة على جهاز فتح باب المرآب، بإيقاف المحرك عندما يصل الباب إلى أقصى وضعية رفع أو خفض. وتحتوي آلة التحكم الرقمي ، مثل المخرطة، على مفاتيح حد لتحديد الحدود القصوى لأجزاء الآلة، أو لتوفير نقطة مرجعية معروفة للحركات التدريجية.