通过卡扣方式自由组合的模块化按钮系统,可实现灵活的控制面板设计
小时候,父亲经常带我去他工作的制药厂。我仍然记得,那些满是指示灯和按钮的控制面板令我着迷,惊叹于它们能让所有设备都运转起来。
几十年过去了,这种按钮式控制面板依然无处不在。但是,如今的控制台采用了丰富的创新技术,使按钮变得更加复杂但却易于部署。
这方面的典型产品如 Siemens 的 SIRIUS ACT 3SU1 系列按钮。该系列采用模块化卡扣式组合结构,实现了免工具安装,因此设计人员可以灵活、轻松地搭配按钮,选择开关、指示灯和外壳。
这种便利性与坚固耐用的设计相得益彰,可适应要求苛刻的环境。3SU1 模块采用金属和高级塑料结构,具有 IP69K 级防水性能以及满足如 NEMA 4 等的坚固耐用型 NEMA 级要求。该模块通过了全球认证,包括获得 ATEX 和 SIL 安全认证的零件,即使在危险区域也能使用如紧急停止等功能。
此外,除传统硬接线外,3SU1 系列还支持 AS-Interface、IO-Link 和 PROFINET 等网络。除了具备其他优势,这些网络还能与 Siemens 全集成自动化 (TIA) Portal 实现无缝集成,后者具有硬件配置、故障诊断和数据管理功能。
3SU1 的命令点剖析
要了解该按钮系统的工作原理,请参考前置发光式按钮所需的元件(图 1)。该按钮系统的核心是带有安装孔的底座,其前部适配按钮,后部具有用于安装触点、LED 灯和其他配件的模块插槽。
图 1:前置式发光按钮的基本组成部分包括控制面板 (B) 前方的按钮 (A)、控制面板后方用于固定按钮的底座 (C)、触点模块 (D) 和 LED 模块 (E)。(图片来源:Siemens)
这种模块化概念延伸到了更广泛的 3SU1 系列。例如,该系统包括可在单个防风雨装置中容纳多达六个控制器的外壳、用于定制型标识的标签系统,以及防止意外地启动关键控制器的保护圈。
设计示例:发光式启动按钮
让我们来看一个使用广泛的控制部件:启动按钮。就这种控制器来说,3SU10510AB400AA0 就是一个不错选择(图 2)。这款发光式按钮采用金属结构,绿色塑料按钮周围是一个高亮发光环。
图 2:3SU10510AB400AA0 是一款专为恶劣环境设计的发光式启动按钮。(图片来源:Siemens)
执行器的环保性能令人印象深刻。该执行器拥有 IP69K 级防护性能,这意味着它可以抵御灰尘、喷射,甚至高压高温清洗。该器件还符合 NEMA 1、2、3、3R、4、4X、12 和 13 级要求。该执行器的工作温度范围为 -25°C° 至 70°C,预期机械操作寿命为 300 万次,显然是专为要求苛刻的工业应用而打造的。
用金属底座安装按钮
我们选择的按钮可与各种底座集成,包括 3SU15500AA100AA0 底座(图 3)。该型号底座由金属制成,采用防扭曲设计,以确保正确方向。该底座后部有三个插槽,可轻松容纳此应用所需的触点和 LED 模块。
图 3:3SU15500AA100AA0 是一个带有三个模块插槽的金属底座,采用防扭曲设计。(图片来源:Siemens)
Siemens 还提供塑料底座以及带有一至四个插槽的底座,以满足控制功能的复杂性要求。模块甚至可以堆叠两层,在紧凑的空间内实现复杂的多功能控制点。
采用卡扣式模块,控制和发光可靠性高
3SU14001AA101BA0(图 4)提供实际的电气开关功能。该常开 (NO) 触点模块可处理高达 10 安培 (A) 电流和 500 伏交流 (VAC) 电压。其银合金触点可确保在 1 000 万次的电气寿命期间可靠地执行开关操作。将触点块安装到底座上非常简单,只需将其卡入即可。
图 4:3SU14001AA101BA0 是一个采用螺纹端子的常开触点。(图片来源:Siemens)
3SU14011BB401AA0(图 5)通过发光功能来完善启动按钮。这种绿色 LED 模块的工作电压为 24 VAC 或 VDC,亮度高达 1,400 毫坎德拉 (mcd),即使在明亮的环境中也能提高可见度。与触点模块一样,LED 模块也可卡入底座。
图 5:3SU14011BB401AA0 模块配有一个 1,400 mcd 绿色 LED 和用于 24 伏电源的螺纹端子。(图片来源:Siemens)
除标准按钮外,3SU1 系列还包括用于紧急停止的蘑菇按钮,以及按键式开关和其他专用零部件。同样,触点、发光和其他配件的种类也很齐全。
结语
Siemens 3SU1 系列将现代创新技术融入了控制面板这一工业自动化的基本单元。该系列采用模块化、卡扣式设计,简化了规格和安装,同时支持 PROFINET 和 AS-Interface 等网络,将传统控制装置与当今的工业自动化基础设施连接起来。那些小时候让我着迷的控制面板,外观或许依旧,但内在却已发生了翻天覆地的变化!
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