Przełącznik pływakowy – informacje podstawowe

Przełącznik pływakowy to rodzaj czujnika poziomu cieczy działającego na zasadzie kontaktu, który wykorzystuje pływak do aktywacji przełącznika. Są one szeroko stosowane do kontrolowania różnych urządzeń, takich jak alarmy czy pompy, reagując na wzrost lub spadek poziomu cieczy do ustalonego poziomu. W artykule omówimy elektryczne przełączniki pływakowe, które, podobnie do mechanicznych odpowiedników (np. pływaków w zbiornikach toaletowych kontrolujących dopływ wody), służą do otwierania i zamykania obwodów elektrycznych.

Rodzaje przełączników pływakowych

Istnieją dwa główne rodzaje przełączników pływakowych: przełączniki montowane na trzpieniu i przełączniki zawieszone na kablu.

1. Przełączniki pływakowe montowane na trzpieniu:
   Te przełączniki ograniczają ruch pływaka do przesuwania się w górę i w dół wzdłuż trzpienia, działając na zasadzie pojedynczego poziomu. Przełączniki pływakowe montowane na trzpieniu mogą być proste, z jednym pływakiem na trzpieniu, lub bardziej złożone, z wieloma pływakami na jednym trzpieniu, nawet do siedmiu. Takie przełączniki znajdują zastosowanie zarówno w orientacji pionowej, jak i poziomej.
2. Przełączniki pływakowe zawieszone na kablu:
   Przełączniki te są tak mobilne, jak pozwala na to długość kabla, do którego są przymocowane. Jeśli nie zostaną one odpowiednio zamocowane, mogą swobodnie poruszać się z przepływem cieczy. Przełączniki pływakowe zawieszone na kablu, choć mechanicznie podobne (składają się z pływaka i kabla), mogą oferować większą różnorodność w zakresie elektryki niż te montowane na trzpieniu. Przełączniki kablowe mogą być proste, z jednym punktem sterowania, lub bardziej złożone, z możliwością do czterech punktów przełączania i wbudowaną histerezą.

Mechanizm działania przełączników pływakowych

Elektryczne przełączniki pływakowe działają głównie za pomocą magnesu, który służy do otwierania i zamykania przełącznika trzcinowego.

Informacje o działaniu przełączników pływakowych:

Typ Przełącznika Pływakowego	Mechanizm Działania
Montowane na Trzpieniu	Wykorzystują magnes w pływaku, który przesuwa się nad przełącznikiem trzcinowym wraz ze zmianami poziomu cieczy, otwierając lub zamykając przełącznik. W poziomych modelach pływak obraca się wokół ramienia na zawiasach, zamiast unosić się na trzpieniu. Oczyszczalnie ścieków często mają zastosowane to rozwiązanie w swoich systemach.
Zawieszone na Kablu	Posiadają magnes i przełącznik trzcinowy umieszczone w pływaku. Gdy pływak porusza się w górę i w dół wraz ze zmianami poziomu cieczy, magnes przesuwa się bliżej lub dalej od przełącznika trzciny, co prowadzi do jego otwarcia lub zamknięcia.

Wybór między przełącznikami pływakowymi normalnie otwartymi a normalnie zamkniętymi

Wybór odpowiedniego typu przełącznika pływakowego – normalnie otwartego (NO) czy normalnie zamkniętego (NC) – jest kluczowy. „Normalnie” odnosi się do stanu, w którym pływak znajduje się w swojej najniższej pozycji i nie jest unoszony. Przełącznik „otwarty” oznacza, że obwód jest rozłączony i wyłączony, podczas gdy „zamknięty” oznacza, że obwód jest zamknięty i włączony. Decydując, należy rozważyć, czy wzrost lub spadek poziomu cieczy ma aktywować działanie, takie jak włączenie lub wyłączenie pompy czy alarmu.

Porównanie przełączników pływakowych normalnie otwartych (NO) i normalnie zamkniętych (NC):

Typ Przełącznika Pływakowego	Stan Spoczynkowy	Reakcja na Wzrost Poziomu Cieczy	Zastosowanie
Normalnie Otwarty (NO)	Obwód rozłączony, brak przepływu prądu	Zamyka obwód, włącza urządzenie (np. pompę)	Idealny do alarmów wysokiego poziomu, sterowania pompami opróżniającymi, studzienkami, punktami ściekowymi
Normalnie Zamknięty (NC)	Obwód zamknięty, przepływ prądu	Otwiera obwód, wyłącza urządzenie	Stosowany do alarmów niskiego poziomu, pomp do napełniania lub pompowania. Rozwiązanie to wykorzystują przydomowe oczyszczalnie ścieków.

Najlepsze praktyki w konfiguracji i instalacji przełączników pływakowych

Chociaż wiele przełączników pływakowych jest łatwych w instalacji i obsłudze typu „wtyczka i odtwarzanie”, istotne jest przestrzeganie najlepszych praktyk podczas ich konfiguracji i instalacji.

Weryfikacja przełącznika:

• Upewnij się, że otrzymałeś właściwy przełącznik pływakowy, zgodny z płynem, w którym będzie używany.
• Sprawdź, czy jest to model, który zamówiłeś i czy jest kompatybilny z twoim zastosowaniem.

Instalacja fizyczna:

• Dla przełączników montowanych na trzpieniu, upewnij się, że można je prawidłowo zamontować i że są szczelne. Pamiętaj, że większość trzpieni nie jest przeznaczona do zanurzenia.
• Dla przełączników zawieszonych na kablu, sprawdź:
  • Czy skrzynka przyłączeniowa jest umieszczona powyżej maksymalnego poziomu cieczy.
  • Czy przełącznik osiągnie pożądany najniższy punkt przełączania po podłączeniu.
  • Czy przełącznik jest odpowiednio zabezpieczony, aby nie przemieszczał się poza zamierzoną pozycję.
  • Czy ciężar przełącznika jest odpowiednio podtrzymywany, aby nie obciążał zbytnio zacisków w skrzynce przyłączeniowej.

Integracja z systemem sterowania:

• Dla pojedynczego przełącznika, upewnij się, że masz dwa przewody do podłączenia.
• Dla każdego dodatkowego punktu przełączania, sprawdź, czy masz odpowiednią liczbę zacisków.
• Zastanów się, czy przełączniki będą łączyć się z systemem sterowania, czy będą bezpośrednio kontrolować obciążenie.
• W przypadku bezpośredniego połączenia, upewnij się, że masz odpowiednią ochronę przed skokami prądu/napięcia.

Po pozytywnym przejściu przez te kroki, przełącznik pływakowy będzie gotowy do instalacji.

Do czego służą przełączniki pływakowe?

Przełączniki pływakowe służą do wykrywania punktowego poziomu cieczy. Oznaczają one, czy poziom płynu osiągnął, przekroczył lub jest poniżej określonego poziomu. Są one przeciwieństwem czujników ciągłych, które dostarczają nieprzerwane odczyty poziomu. Przełączniki pływakowe są idealne do aktywowania alarmów lub sterowania pompami w zależności od poziomu cieczy. Na przykład, mogą one sygnalizować niski poziom oleju opałowego w zbiorniku lub automatycznie uruchamiać pompę w piwnicy, gdy poziom wody osiągnie określony punkt. Są również użyteczne do kontrolowania pomp z alarmami dla niskich poziomów cieczy.

Ze względu na szeroki wybór materiałów, konstrukcji i funkcji, przełączniki pływakowe można dostosować do niemal każdej sytuacji. Dostępne są małe modele do ciasnych przestrzeni, a przełączniki zawieszane na kablach nadają się do większych obszarów. Dla agresywnych chemikaliów wymagane są przełączniki wykonane z bardziej odpornych materiałów, takich jak specjalne tworzywa sztuczne. W środowiskach wybuchowych lub w procesach wysokociśnieniowych i wysokotemperaturowych potrzebne są przełączniki z odpowiednimi certyfikatami.

Przełączniki pływakowe upraszczają również automatyzację w mniej skomplikowanych systemach. W dużych, złożonych systemach procesowych z centralnym sterowaniem PLC, przełącznik pływakowy jest jednym z wielu elementów danych. W mniejszych zastosowaniach, takich jak kilka pomp sterowanych przez przełączniki pływakowe, mogą one być kluczowe dla efektywności. Połączenie przełączników pływakowych z przekaźnikami sterującymi pompami i dodatkowymi alarmami zapewnia niezbędną automatyzację, sygnalizując, kiedy pompy nie włączają się lub wyłączają.

Wybór odpowiedniego przełącznika pływakowego zależy od specyfiki aplikacji, niezależnie od tego, czy są to proste czy skomplikowane zadania, małe naczynia czy duże zbiorniki, standardowe ciecze czy agresywne chemikalia. Istnieje przełącznik pływakowy odpowiedni do każdego zadania.

Autor: Mateusz Bujara - A1 Studio