نبذة معلوماتية: مفتوح عادةً مقابل مغلق عادةً: ما الذي تعنيه؟
This article explains the fundamental difference between normally open and normally closed contacts in control systems. It clarifies circuit behavior, safety implications, and real-world applicatio...
من المهم أحيانًا العودة إلى الأساسيات وفهم سبب وجود مصطلحات معينة. لماذا هذا مهم؟ إذا لم تكن لدينا أي فكرة عن سبب تسمية جهاز معين بهذا المصطلح، فقد نفقد أيضًا استخدام ووظيفة هذا الجهاز. بعد ذلك، نصبح تحت رحمة أوراق التطبيقات والاستشاريين الخارجيين لحل المشكلات، لأننا لا نفهم حقًا كيف أو لماذا نطبق الحل المناسب.
اليوم، أقدم لكم زوجًا من أهم تسميات الأجهزة الأساسية في جميع أنظمة التحكم الآلي: "نقاط التلامس مفتوحة عادةً" و "نقاط التلامس مغلقة عادةً".
أولاً، ما هي الدائرة المفتوحة والدائرة المغلقة؟
قبل البدء في شرح المفاتيح ونقاط التلامس، نحتاج إلى مناقشة هذين المصطلحين.
يقوم العديد من الأشخاص بمقارنة الإلكترونيات والماء، محاولين رسم أوجه تشابه بين النظامين، حيث أن تدفق الماء ملموس جدًا وأسهل بكثير للمبتدئ فهمه من التفاعلات الغامضة للإلكترونات دون الذرية.
الشكل 1. رموز تقارن بين نقاط التلامس المفتوحة عادةً (NO) والمغلقة عادةً (NC)، حيث تكون NO على اليسار وNC على اليمين. غالبًا ما تسمى هذه أيضًا 'N/O مقابل N/C' أو 'N.O. مقابل N.C.'. الصورة مقدمة من المؤلف
في معظم الأوقات، يعمل ذلك بشكل جيد. ولكن هناك حالة واحدة لا يكون فيها الأمر واضحًا جدًا. تُستخدم كلمتا "مفتوح" و "مغلق" لصمامات المياه طوال الوقت. لكن كن حذرًا عندما تنتقل إلى العالم الكهربائي...
مفتوح ومغلق في أنظمة المياه
في نظام المياه، يمنع الصمام المغلق أي تدفق للمياه. يكون النظام معطلاً، وتجف الأنابيب.
في المقابل، يسمح فتح الصمام بتدفق المياه بحرية، وتبدأ جميع الصنابير بالعمل مرة أخرى.
مفتوح ومغلق في الأنظمة الكهربائية
تعريفات هذه المصطلحات في الأنظمة الكهربائية معكوسة تمامًا. في النظام الكهربائي، الدائرة "المفتوحة" هي تلك التي تم قطعها ولن يتدفق أي تيار كهربائي عبر أي مكون يمثل جزءًا من فرع الدائرة. وبالمثل، الدائرة "المغلقة" هي تلك التي يمكن للتيار أن يتدفق فيها بحرية عبر أي جزء من الفرع المغلق.
المفهوم ليس معقدًا، لكنه محير جدًا لأي شخص ليس لديه خلفية في الكهرباء.
الشكل 2. يمكن رؤية نقاط التلامس المفتوحة والمغلقة لمرحل مزدوج القطب (DPDT) من خلال نافذة العرض الصغيرة. الصورة مقدمة من المؤلف
نقاط التلامس المفتوحة عادةً (N.O.)
اعتمدت الأشكال الأولى من التبديل الكهربائي على قضبان أو ألسنة معدنية تتحرك عبر مجموعة من الأسلاك، إما لإكمال أو فتح الدائرة. كان المشغل البشري يوفر القوة اللازمة لتحريك اللسان المعدني، عادةً من خلال زر ضغط أو مفتاح تبديل (حتى تلك المفاتيح القديمة الشبيهة بالسكين). مع تطور تكنولوجيا التحكم، لم يعد الناس يضغطون على الزر، بل المنتجات نفسها هي التي وفرت القوة، لذلك قمنا بتطوير مفاتيح الحد، ولاحقًا، أجهزة استشعار القرب المنفصلة.
أدى تضمين زنبرك ارتداد داخل آلية المفتاح إلى ظهور هذا المفهوم المسمى "طبيعي"، مما يعني أنه يمكننا الاختيار: عندما لا تُطبق الطاقة على المفتاح، هل سيعود إلى وضع التشغيل، أم إلى وضع الإيقاف؟
يمكن أن يكون قرار بقاء حالة المفتاح نتيجة لقرار سلامة، حيث لا يتدفق التيار الكهربائي إلا طالما أن المشغل أو المنتج متصلان جسديًا، وبمجرد إزالتهما، تُفصل الدائرة عن الطاقة مرة أخرى. وهذا بالفعل هو السبب في أن نقاط التلامس المفتوحة عادةً شائعة جدًا.
ماذا يعني "مفتوح عادةً" بالضبط؟
كل هذا، فقط للوصول إلى السؤال الرئيسي. "مفتوح عادةً" (ويُسمى أيضًا N/O أو N.O. أو ببساطة NO) يعني أن المفتاح سيكون في الوضع المفتوح (لا يتدفق تيار كهربائي) إلا عندما يتم توفير إشارة الدخل.
بمجرد إزالة طاقة الدخل، ستعود الدائرة إلى الوضع المفتوح، وسيتوقف تدفق التيار الكهربائي.
نقاط التلامس المغلقة عادةً (N.C.)
بعد المناقشة السابقة، يصبح هذا المفهوم الجديد أكثر وضوحًا. عندما تسمح نقاط التلامس المفتوحة عادةً (NO) بتدفق الكهرباء فقط عند تنشيطها، فإن العكس "مغلق عادةً" (يسمى أيضًا N/C أو N.C. أو ببساطة NC) يعني أن الكهرباء ستتدفق طوال الوقت، باستثناء عند توفير طاقة الدخل.
الشكل 3. يظهر مفتاح تلامس مغلق عادةً (N/C) غير مضغوط (مغلق) على اليسار، ومضغوط (مفتوح) على اليمين. الصورة مقدمة من المؤلف
لماذا تستخدم نقاط التلامس NC؟
كما ذكرنا سابقًا، إحدى مزايا المفتاح المفتوح عادةً هي أن الدائرة لا تُزود بجهد حي إلا عند الضغط على الزر. فلماذا قد ترغب في استخدام مفتاح يوفر جهدًا قد يكون خطيرًا عندما لا يكون المشغلون موجودين؟ هناك سببان يتبادران إلى الذهن: السلامة وتوفير الطاقة.
مفاتيح السلامة (أزرار التوقف الطارئ)
عندما ينشأ موقف خطير وتحتاج إلى الضغط على زر الطوارئ، فمن الأفضل إزالة الجهد من الجهاز، بدلاً من تنشيط دائرة جديدة تمامًا. لهذا السبب، جميع أزرار التوقف الطارئ هي من نوع N.C.، لذا سيتدفق التيار الكهربائي وستعمل الآلة حتى يتم الضغط على الزر.
توفير الطاقة
مفاتيح الحد، على وجه الخصوص، هي أجهزة كهروميكانيكية تتفاعل مع المنتج على الخط (قد تُعتبر مفاتيح التعويم بنفس الطريقة). إذا كانت تدفع حملًا عالي الطاقة، مثل ملف مرحل/قاطع كبير عندما يكون المنتج موجودًا، يجب علينا وزن خياراتنا. إذا كان المنتج أو السائل موجودًا لأكثر من نصف الوقت، فسيكون من المنطقي استخدام نقطة تلامس N.C.، وتنشيط ملف المرحل فقط عندما لا يكون المنتج موجودًا. وبهذه الطريقة، يكون ملف المرحل مطفأً لمعظم عمر خدمته، مما يوفر الطاقة.
هل جميع المفاتيح تحتوي على نقاط تلامس NO/NC؟
هذا سؤال جيد جدًا، حيث أن كل مخطط تقريبًا يحتوي على مفاتيح من نوع ما، ويجب استبدالها بالجهاز الصحيح بعد أي عطل.
لا، هناك العديد من المفاتيح التي لا تحتوي على زنبرك، ولا تعود إلى أي حالة مفتوحة أو مغلقة افتراضيًا. في كل صباح، عندما تستيقظ، تقوم بتشغيل الأضواء في منزلك. هذه المفاتيح (ذات الطريقين، والثلاثة طرق، إلخ) ستبقى في مكانها عندما تبعد يدك. إنها ليست NO ولا NC، وبالتالي، لن تطرح هذا السؤال أبدًا عند شراء مفاتيح إضاءة لمشاريع كهربائية منزلية.
إذا عاد المفتاح إلى وضع افتراضي عند تحريره، فإنه سيُصنف بالتأكيد على أنه إما مفتوح عادةً أو مغلق عادةً. حتى بعض كتل التلامس تحتوي على كلا النوعين في نقطة تلامس واحدة؛ المرحلات ذات التحويل المزدوج وبعض المفاتيح ذات القطب المزدوج تعمل بهذه الصفة.
الشكل 4. هذا الزر مزود بنقطة تلامس مزدوجة القطب، حيث يكون غير نشط على اليمين ونشط على اليسار. يمكننا أن نرى أن نقطة التلامس العلوية هي NC، ونقطة التلامس السفلية هي NO. الصورة مقدمة من المؤلف
النقاش: مغلقة عادةً مقابل مفتوحة عادةً؟
هذا ليس سؤالًا جيدًا جدًا في هذا السياق. لا يوجد نوع مفتاح متفوق بشكل مطلق يجب استخدامه على الآخر. بدلاً من ذلك، استشر المخططات أو متطلبات التصميم لمشروعك وقرر ما إذا كان يجب أن يقوم التيار الكهربائي بتشغيل الحمل عند تنشيطه، أو ما إذا كان يجب أن يقوم بتشغيل الحمل فقط عندما لا يكون نشطًا.
الإجابة ليست سهلة دائمًا، ولكن بدون فهم التصميمات والأغراض المختلفة لكل نمط مفتاح، فإنك تخاطر بشكل أكبر بحدوث خطأ في التوصيل، مما قد يؤدي إلى تعطل المعدات أو مخاطر، وكل ذلك يمكن تجنبه بقليل من الفهم.
هل تحب المرحلات؟ نحن أيضًا!
تحقق من مجموعتنا المختارة من محتوى جهات الاتصال (التي نعتقد أنها جيدة حقًا):
- الاختلافات بين المرحلات الكهروميكانيكية ومرحلات الحالة الصلبة
- كيفية استكشاف الأخطاء وإصلاحها في المرحلات الميكانيكية
- معلومات سريعة: ما سبب ترقيم أطراف المرحل؟
- معلومات سريعة: منع احتراق المرحل باستخدام الصمامات الثنائية العكسية
- فهم الاختلافات بين مرحلات الحماية ومرحلات التحكم
- جدل وحدة الإدخال/الإخراج: مخرج رقمي أم مخرج مرحل؟
- القواطع مقابل المرحلات - الاختلافات والتطبيقات