Что означает нормально открытый и нормально закрытый
Нормально открытый и нормально закрытый клапаны
Соленоидный или электромагнитный клапан представляет запорное устройство, назначение которого — перекрывание и регулирование потока рабочей среды в автоматическом режиме. Эти системы устанавливаются на магистральных линиях, транспортирующих жидкие или газообразные потоки (в том числе и среды взрывоопасного характера).
По принципу срабатывания электромагнитные запорные устройства разделяются на нормально открытые и нормально закрытые. Наиболее распространён вариант — нормально закрытый электромагнитный клапан.
Нормально закрытый клапан — это вариант запорной арматуры, в котором при подаче электрического напряжения происходит открывание канала (то есть обеспечивается проход рабочего потока). Если напряжение не подаётся, то клапан остаётся в положении, перекрывающим проход.
Катушка отключена (система закрыта): запирающий элемент (поршень или мембрана) прижимается к рабочему отверстию закрывающей пружиной, при этом рабочий поток создаёт давление, удерживающее тарелку. То есть клапан в закрытом положении удерживают и пружина, и давление среды.
Катушка подключена (система открыта): в момент подачи напряжения удерживающее усилие прекращается, запирающий элемент поднимается, открывая проход для движения рабочей среды.
Обратный алгоритм действия предусмотрен в нормально открытом клапане.
Нормально открытый клапан — вариант запорной арматуры, в котором при отсутствии напряжения на индукционной катушке запирающий элемент находится в открытом положении и обеспечивается движение рабочей среды. В момент подачи напряжения система переводится в закрытое положение, которое сохраняется всё время, пока на катушке поддерживается напряжение.
Кроме этих двух наиболее распространённых вариантов исполнения существуют специальные бистабильные электроклапаны. В данных устройствах запирающий элемент меняет своё положение по сигналу короткого электрического импульса постоянного тока, благодаря чему этот вариант управления получил название импульсного.
Для того чтобы записать основные характеристики разработана следующая форма записи:
DN — обозначение условного прохода (здесь и для остальных обозначении хх — цифровая характеристика).
PN — условное давление.
∆P — диапазон перепада давлений.
Символы НО, которые ставятся после условной записи параметров электромагнитного клапана, обозначают, что система исполнена как нормально открытый клапан. Если используются символы НЗ, то это нормально закрытый клапан. Специальная бистабильная запорная арматура обозначается символами БС.
Нормально открытые и нормально закрытые клапаны и распределители
Гидравлические и пневматические клапаны, распределители могут быть нормально открытыми. В чем отличие этих устройств? Попробуем разобраться.
Нормально открытые и нормально закрытые клапаны
Под нормальным состоянием клапана в данном случае понимается начальное состояние, при котором на клапан не будет оказываться управляющего воздействия. Получается, что пока не будет подан электрический или другой сигнал управления или не нажата кнопка (рычаг и т.п) нормально зарытый клапан будет закрыть, он не позволит жидкости или газу протечь.
Нормально-отрытый клапан наоборот будет открыт до тех пор пока на него не поступит сигнал управления. Аналогичная ситуация и с распределителями.
Нормально открытые и нормально закрытые пневматические распределители
Нормально открытый распределитель
Схема превмопривода показана на рисунке, разберемся, как он работает.
Сжатый от источника воздуха (например компрессора) через распределитель будет поступать в поршневую полость пневмоцилиндра и его шток будет выдвигаться. Для того, чтобы задвинуть шток необходимо оказать на распределитель управляющее воздействие (нажать кнопку), распределитель перекроет путь сжатому воздуху от источника, а полость цилиндра соединится с атмосферой, шток под действием пружины будет задвигаться.
Нормально закрытый распределитель
При использовании нормально-закрытого распределителя привод будет работать по другому.
В первоначальном состоянии сжатый воздух не сможет протечь через распределитель, т.к он закрыт. Шток пневмоцилиндра останется неподвижным. Для того, чтобы выдвинуть шток необходимо нажат на кнопку и переключить распределитель. Он переключится и откроет путь сжатому воздуху, шток пневмоцилиндра.
Для того, чтобы задвинуть шток, необходимо снять управляющее воздействие, вернув золотник распределителя в нормальное состояние. Он перекроет путь сжатому воздуху и шток задвинется под действием усилия пружины.
Полезная информация
Схема обозначений, используемых в реле
1. Обозначение контактов реле.
COM – общий контакт реле, который является подвижным. Зачастую обозначается, как BASE или COMMON. Общий контакт еще называется полюс, а те, с которыми он соединяется – направлениями.
NC (Normal Close) – контакт с которым общий нормально замкнут (нормально закрытый). Это значит, что контакты замкнуты, когда реле обесточено и размыкаются, когда подается ток на управляющую катушку.
NO (Normal open) – контакт с которым общий нормально разомкнут (нормально открытый). Т.е. когда реле обесточено контакты разомкнуты, а когда на катушку подается напряжение, то контакты замыкаются.
В схеме с NC мы видим, что ток протекает через реле при обесточенной катушке и, чтобы разомкнуть цепь нам нужно подать напряжение на катушку, а во втором случае в с обесточенной катушкой и через контакты реле ток не протекает.
Нормальное состояние — это изначальное состояние реле. Но стоить отметить, что есть типы реле, например, поляризованные для которых понятия нормального состояния нет, поскольку оно может меняться, а соответственно контакт NO может стать NC и наоборот.
2. Типы переключателей.
По типу переключения все реле можно поделить на 2 основных типа:
— реле размыкает или замыкает контакт (SPST). Такое реле имеет один вход и один выход, и работает как ключ. При этом одно такое реле может содержать несколько пар независимых контактов, т.е. иметь несколько баз со своими контактами (DPST).
— реле переключается между двумя и более контактами (SPDT. Здесь имеется одна база, но может быть несколько выходов. Такие реле так же могут иметь в себе несколько пар контактов (DPDT).
SPDT (Single Pole, Double Throw). Один полюс, два направления. Т.е. Есть один общий контакт, который может переключаться с двумя направлениями.
SPST (Single Pole, Single Throw). Один полюс на одно направление. Формально это управляемый ключ, который может быть либо нормально замкнутым, либо нормально разомкнутым.
DPST (Double Pole, Single Throw). Два полюса на одно направление. Реле DPST с двойным полюсом эквивалентно двум переключателям SPST (NO нормально разомкнутый и NC нормально замкнутый) и может использоваться для переключения двух разных нагрузок.
У нас есть 2 сценария в зависимости от типа реле
Без напряжения на катушке:
С NO, нагрузки будут ОТКЛЮЧЕНЫ, поскольку ток не может протекать.
С NC нагрузки будут ВКЛЮЧЕНЫ, поскольку ток может протекать
С напряжением на катушке:
С NO, нагрузки будут ВКЛЮЧЕНЫ, поскольку ток может протекать.
С NC нагрузки будут ОТКЛЮЧЕНЫ, поскольку ток не может протекать.
4. Варианты обозначений.
На сложных комбинациях реле можно встретить детализированные обозначения типов переключателей. Как уже писалось выше, реле DPDT может обозначаться, как 2SPDT, хотя здесь все и так понятно, но в случае с DPST NC-NO мы можем не какое из направлений нормально замкнутое, а какое нормально разомкнутое, поэтому вводится обозначение типа 2SPST-1NC-1NO.
Мы должны понимать, что в данной ситуации DPST NC-NO = 2SPST-1NC-1NO.
5. Общая таблица обозначений.
| Тип переключения | Тип переключения (альтернативное обозначение) | Схема коммутации | Описание |
| SPST-NO | A |  | SPST-NO (Single Pole Single Throw – Normally Open) |
Один контакт на включение, нормально разомкнутый
Один контакт на включение, нормально замкнутый
Один контакт на преключение
Два контакта на включение, нормально разомкнутые
Два контакта на включение, нормально замкнутые
Нормально открытый и нормально закрытый
Нормально закрытый и нормально открытый
Постоянно встречаю в работе приборы (сервоприводы, электроклапаны, реле, электроконтакты), в технической литературе и инструкциях понятие «Нормально открытый и нормально закрытый». Зачастую эти понятия не правильно понимаются или не понимаются вообще.
Конкретный пример — поставка нормально открытых сервоприводов для системы теплого пола, из-за чего с помощью реле мне пришлось эти сервоприводы инвертировать.
Нормально открытый прибор (Normally-open, NO, НО) — такой прибор, в пассивном состоянии (электрическое напряжение не подается или воздействие не производится) который обеспечивает сквозь себя проход потока, а в активном состоянии (электрическое напряжение подается или воздействие производится) проход потока перекрыт. Замечу, что для электроконтактов это наоборот, при нормально открытом контакте, в пассивном состоянии, контакт разомкнут и электричество через этот контакт не перетекает (см. схему).
Нормально закрытый прибор (Normally-closed, NC, НЗ) — такой прибор, в пассивном состоянии (электрическое напряжение не подается или воздействие не производится) который перекрывает сквозь себя проход потока, а в активном состоянии (электрическое напряжение подается или воздействие производится) проход потока обеспечивается. Для электроконтактов, опять же, это наоборот, при нормально закрытом контакте в пассивном состоянии контакт замкнут и электричество через этот контакт протекает (см. схему).
Как работают в паре нормально открытый термостат (терморегулятор) и нормально закрытый сервопривод в системах водяных теплых полов я писал здесь. О сухих контактах я писал здесь.
Электромагнитное реле, как основа автоматики. Устройство и принцип действия.
В обычной жизни мы часто сталкиваемся с выключателями. Это всевозможные рубильники, кнопки, тумблеры — они позволяют управлять устройствами дискретно, проще говоря, включать и выключать их. Обычный выключатель представляет собой два контакта, которыми можно замкнуть или разомкнуть электрическую цепь. Дискретное управление различными устройствами в автоматическом режиме предполагает возможность включать и выключать их без участия человека. Именно для этой цели предназначено электромагнитное реле, и именно поэтому без него не обходится ни одна система автоматического управления.
Электромагнитное реле – устройство, имеющее группу контактов, которые меняют своё состояние на противоположное при подаче управляющего напряжения.
Рис. 1. Электромагнитное реле
Простыми словами, реле – это выключатель, который выключается не вручную человеком, а электрическим способом, с помощью подачи управляющего сигнала. Для того чтобы стало совсем понятно, рассмотрим принцип действия электромагнитного реле.
Принцип действия реле
Реле состоит из катушки, якоря и группы контактов.
1 – проводники контактов реле, 2 – контакты реле, 3 – якорь, 4 – сердечник, 5 – катушка
Принцип действия реле чрезвычайно прост. Если подать на катушку управляющее напряжение, в ней возникнет магнитное поле и притянет якорь, который в свою очередь замкнёт контакты. На рис. 2 изображено реле с одной группой контактов, но в общем случае групп контактов может быть много. При возникновении в катушке магнитного поля, все они меняют своё положение на противоположное. Да, да! Именно на противоположное. Это означает, что изначально они могут быть не только разомкнуты, но и замкнуты.
Нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт
Различают два основных вида контактов реле: нормально закрытые (НЗ) и нормально открытые (НО). Названия отражают состояние контактов в «нормальном», когда на катушке реле НЕТ напряжения. Нормально закрытые контакты замкнуты в нормальном состоянии, а нормально открытые – разомкнуты.
Ещё одни тип контактов – перекидные. Их нельзя назвать ни нормально закрытыми, ни нормально открытыми, поскольку они имеют и тот и другой контакт. При переключении реле, такой контакт размыкает одну цепь и замыкает другую. Это станет понятнее, когда мы посмотрим их графическое обозначение на схеме.
Обозначение
На электрических схемах реле обозначают как несколько отдельных элементов:
Условное деление на разные элементы вводится исключительно для удобства. Это позволяет размещать катушку и контакты в разных частях схемы, чтобы она получилась более компактной и читаемой. При этом все элементы одного реле обозначаются одним и тем же буквенным кодом, т.к. конструктивно – это один элемент.
Также для удобства некоторые элементы реле могут изображаться на схеме и совместно. Например, так может быть обозначена группа нормально открытых контактов:
Примеры
Пример 1. Нарисуем схему, которая реализует следующий алгоритм: если насос включен – горит зелёная лампочка, а если выключен – красная.
В тот момент, когда насос включается, внутри него замыкается концевик (нормально открытый контакт), который мы ввели в нашу схему. При этом на катушку реле K1 «приходит» напряжение – реле срабатывает, размыкая НЗ контакт К1.1, и красная лампочка гаснет. Одновременно с этим, при замыкании контакта внутри насоса, загорается зелёная лампочка.
Пример 2. Реализуем пример 1 с использованием перекидного контакта реле.
В этой схеме контакт реле K1.1 — перекидной. Когда реле в «нормальном» состоянии, горит красная лампа. При срабатывании реле K1.1 меняет своё состояние и зелёная лампа загорается.