
یک حلقه لغزش قدرت و سیگنال، که به آن حلقه لغزش هیبریدی یا حلقه لغزش برق و داده نیز میگویند، توان الکتریکی و سیگنالهای ارتباطی را بین یک قاب ثابت و یک قسمت چرخان در یک مجموعه واحد منتقل میکند. به دستگاه اجازه می دهد بدون پیچاندن کابل ها، محدود کردن حرکت یا تکیه بر مدیریت پیچیده کابل، به طور مداوم بچرخد.
یک حلقه لغزنده می تواند همزمان برق و سیگنال ها را حمل کند. سوال سختتر این است که آیا سالها این کار را با اطمینان انجام میدهد یا خیر. مدارهای قدرت، به خصوص مدارهای با ولتاژ بالاتر یا جریان بیشتر، نویز الکتریکی تولید می کنند. مدارهای ارتباطی مانند اترنت، بازخورد رمزگذار، گذرگاه CAN و RS485 به محافظ، مسیریابی کنترل شده و جداسازی فیزیکی در داخل حلقه بستگی دارند. در طول یک بررسی واقعی طراحی، اولین سوال به ندرت این است که "چند مدار؟" این است که "هر سیگنال چقدر حساس است و چه چیزی در کنار آن نشسته است؟"
این راهنما توضیح میدهد که چگونه میتوان نیرو و ارتباطات را در یک حلقه لغزنده ترکیب کرد، جزئیات طراحی واقعا مهم است، چه چیزی به اشتباه میرود و دقیقاً چه اطلاعاتی را قبل از درخواست مونتاژ سفارشی آماده کنیم.
آیا یک حلقه لغزنده می تواند هم قدرت و هم سیگنال را حمل کند؟
بله. یک حلقه لغزش می تواند برای حمل نیرو، سیگنال های کنترل و داده های ارتباطی با هم مهندسی شود. بسته به کاربرد و ترکیب مدارها، همان محصول به عنوان حلقه لغزش برق و سیگنال، حلقه لغزش پاور و داده، رینگ لغزشی هیبریدی، یا حلقه لغزش برق و ارتباط توصیف می شود.
یک حلقه لغزش هیبریدی می تواند هر یک از موارد زیر را در یک بدنه ترکیب کند:
- مدارهای قدرت برای موتورها، بخاری ها، روشنایی، ابزارآلات یا تجهیزات دوار
- مدارهای کنترل ولتاژ پایین-
- سیگنال های سنسور دیجیتال یا آنالوگ
- بازخورد رمزگذار یا حل کننده
- ارتباط اترنت یا فیلدباس صنعتی
- کانالهای ویدیو، RF یا{0}}با فرکانس بالا در طرحهای تخصصی
نکته مهم این است که این مدارها نباید به سادگی با هم بسته شوند. یک طراحی قابل اعتماد باید بار فعلی، سطح ولتاژ، حساسیت سیگنال، محافظ کابل، طرح داخلی، سرعت چرخش، قرار گرفتن در معرض محیطی، و طول عمر مورد انتظار را وزن کند. این موارد را درست انجام دهید و یک مونتاژ می تواند جایگزین درهم و برهم اتصال دهنده های دوار جداگانه شود.
حلقه لغزش برق و سیگنال چیست؟
حلقه لغزش برق و سیگنال یک اتصال دهنده چرخشی الکترومکانیکی است که انرژی الکتریکی و اطلاعات را از طریق یک رابط چرخان منتقل می کند. یک طرف دستگاه ثابت است و طرف دیگر می چرخد. بدون یک حلقه لغزش، سیم های بین آنها پیچ خورده، خسته می شوند و در نهایت می شکند. حلقه لغزش یک مسیر الکتریکی پیوسته را از طریق حلقههای رسانا و برسها حفظ میکند، بنابراین مدار در حین چرخش دستگاه دست نخورده باقی میماند. هنگامی که اندازه های استاندارد کاتالوگ با ترکیب مدار مطابقت ندارند، aانگشتر لغزنده سفارشیبه جای برعکس، حول دستگاه واقعی ساخته شده است.
مدارهای قدرت
مدارهای قدرت، انرژی را حمل می کنند که تجهیزات را در سمت چرخان اجرا می کند. آنها با ولتاژ، جریان، تعداد مدارها، وظیفه عملیاتی و حاشیه ایمنی مشخص می شوند. نمونه های معمولی عبارتند از: توان موتور، توان کنترل 24 VDC، برق بخاری، روشنایی، قدرت ابزار و مدارهای سروو یا درایو. جریان بیشتر و ولتاژ بالاتر نیاز به هادی های بزرگتر، فاصله عایق بیشتر، مدیریت حرارتی بهتر و حاشیه های ایمنی محافظه کارانه تر دارد.
مدارهای سیگنال و ارتباط
مدارهای سیگنال به جای قدرت انبوه، اطلاعات را حمل میکنند: کنترل روشن/خاموش، خروجیهای حسگر آنالوگ، بازخورد رمزگذار، پیوندهای سریال، دادههای فیلدباس و اترنت. انواع متداول عبارتند از اترنت، گذرگاه CAN، RS485/RS422، PROFIBUS، PROFINET، EtherCAT، Modbus، بازخورد رمزگذار، سیگنال های ترموکوپل و دما، سنسورهای حد و مجاورت، و سیگنال های دوربین یا ویدئو در سیستم های تخصصی. این مدارها به نویز الکتریکی، تغییرات مقاومت تماس، عدم تطابق امپدانس و محافظ ضعیف بسیار بیشتر از یک خط برق ساده هستند.
چرا ترکیب قدرت و ارتباطات به مهندسی دقیق نیاز دارد؟
چالش این نیست که آیا قدرت و سیگنالها میتوانند از نظر فیزیکی یک بدن را به اشتراک بگذارند. آنها می توانند. چالش تمیز نگه داشتن ارتباط است در حالی که مدارهای جریان بالا در چند میلی متری سوئیچ می شوند.

تداخل الکترومغناطیسی
مدارهای قدرت سوئیچینگ و جریان بالا-نویز الکترومغناطیسی ساطع میکنند و محیطهای صنعتی با درایوهای فرکانس متغیر-، موتورهای سروو و سوئیچینگ مکرر بارهای القایی سنگین دقیقاً شرایطی هستند که بینالمللی وجود دارد.استانداردهای سازگاری الکترومغناطیسیبه عنوان شدید. اگر این نویز به یک خط ارتباطی در داخل حلقه لغزش متصل شود، علائم مشخص میشوند: بستههای اترنت افتاده، لبههای رمزگذار اشتباه شمارش شده، خواندنهای آنالوگ در حال حرکت، و خطاهای متناوب که ردیابی آنها دیوانهکننده است. خطر با سرعت سوئیچینگ، جریان و طول کابل افزایش می یابد.
تداخل بین مدارها
Crosstalk انرژی حاصل از اتصال یک مدار به مدار دیگر از طریق مسیریابی داخلی نزدیک، لیدهای بدون محافظ یا حلقه هایی است که بدون جداسازی کافی گروه بندی شده اند. سیگنالهای آنالوگ سطح پایین-و دادههای{2}}سرعت بالا اولین مواردی هستند که آسیب میبینند، در حالی که مدارهای کنترل تماس خشک و ناهموار{3}}آن را از بین میبرند. نقشه برداری از اینکه کدام کانال می تواند نویز را تحمل کند و کدام کانال نمی تواند اولین مرحله استجلوگیری از تداخل بین کانال ها.
نویز تماس و یکپارچگی سیگنال
یک حلقه لغزش از طریق تماس های متحرک منتقل می شود. در یک محصول خوب-این رابط پایدار است، اما مواد تماس، طراحی قلم مو، سرعت، لرزش، پرداخت سطح، و آلودگی همه رفتار طولانی مدت- را شکل میدهند. برای دادههای{4}}سرعت بالا، این مهم است: یک مسیر گیگابیتی به امپدانس کنترلشده، حداقل بازتاب و تلفات درج کم نیاز دارد. این الزامات برای اترنت، ویدیوی کواکسیال و RF واقعی هستند و برای یک سوئیچ محدود 24 ولت تا حد زیادی بی ربط هستند، دقیقاً به همین دلیل است که این دو نباید به یک شکل مشخص شوند.
محدودیت های فضایی
اکثر خریداران یک مجموعه جمع و جور می خواهند که همه چیز را حمل کند: برق، اترنت، سنسورها، گاهی هوا یا مایع، به علاوه ویژگی های نصب. فضا در رباتیک، ماشین آلات بسته بندی، سیستم های دوربین و سکوهای دوار تنگ است. طراحی فشرده قابل دستیابی است، اما کوچکتر به طور خودکار بهتر نیست. اگر کوچک شدن بدنه جداسازی، عایق، محافظ یا قابلیت سرویس را قربانی کند، یک برد بسته بندی را با از دست دادن قابلیت اطمینان معامله می کند.
نکته مهندسی: یک حلقه لغزش هیبریدی را با ضعیف ترین سیگنال آن قضاوت کنید، نه با تعداد مدارهای آن. یک جفت رمزگذار بدون محافظ که در کنار یک مدار موتور سوئیچینگ قرار میگیرد، میتواند بیش از ده حلقه برق اضافی که تا به حال ایجاد میکند باعث خرابی شود.
پیکربندی های حلقه لغزش هیبریدی معمولی
اعمال اصول در برابر مثال های عینی آسان تر است. ترکیبهای زیر نماینده درخواستهای رایج به جای یک کاتالوگ ثابت هستند، و نشان میدهند که چگونه ترکیب سیگنال، نه تعداد مدار سرفصل، طراحی را هدایت میکند:
- برجک بسته بندی:کنترل 24 VDC + 2 × 10 A قدرت موتور + تقریباً 8-سرعت ورودی/خروجی دیجیتال + 1 x 100 مگابیت بر ثانیه اترنت. مسیر اترنت استراتژی جداسازی داخلی را تنظیم می کند، حتی اگر مدارهای برق و ورودی/خروجی از آن بیشتر باشد.
- میز چرخشی-سررو محور:قدرت موتور + بازخورد انکودر دیفرانسیل (A/B/Z). یکپارچگی رمزگذار دقت ماشین را مشخص میکند، بنابراین جفتهای بازخورد تمیزترین و محافظتشدهترین مسیر را در حلقه دریافت میکنند.
- پلت فرم ابزار دقیق:24 VDC + RS485 (Modbus) + چندین کانال حسگر آنالوگ. در اینجا خطوط آنالوگ و گذرگاه سریال دیفرانسیل عناصر حساس هستند و نظم زمینی بیش از اندازه خام اهمیت دارد.
یک حلقه لغزش هیبریدی چه سیگنال هایی را می تواند حمل کند؟
بسیاری از انواع سیگنال ها را می توان با برق یکپارچه کرد، اما هر کدام نیازمندی های متفاوتی دارند و تلقی آنها به عنوان قابل تعویض، رایج ترین خطای طراحی است.
سیگنال های کنترل سرعت پایین-
کنترل ساده، سوئیچ های محدود، رله ها و ورودی/خروجی دیجیتال ساده ترین راه برای انتقال هستند. آنها همچنان به کیفیت تماس مناسب و درجه بندی ولتاژ و جریان صحیح نیاز دارند، اما نویز را به خوبی تحمل می کنند.
سیگنال های سنسور آنالوگ
خروجی های آنالوگ از سنسورهای دما، فشار یا کرنش به نویز و افت ولتاژ حساس هستند و هرچه سطح سیگنال کمتر باشد، محافظت، زمین و مسیریابی بیشتر تصمیم می گیرد که آیا قرائت قابل استفاده است یا خیر.
رمزگذار و سیگنال های بازخورد
سیگنالهای رمزگذار حلقه را در کنترل حرکت میبندند، بنابراین کیفیت کاهش یافته بهعنوان خطای موقعیت، حرکت ناپایدار، یا خرابی غیرمنتظره نشان داده میشود. حلقه لغزشی را در اطراف نوع رمزگذار، فرمت سیگنال، سرعت و طول کابل، نه فقط تعداد کانال، انتخاب کنید. برای بازوهای چرخان و افکتورهای انتهایی، الفحلقه لغزش سیگنال ساخته شده برای رباتیکقبلاً این مسیرهای بازخورد را به حساب می آورد.
اترنت و ارتباطات صنعتی
اترنت بیش از هر سیگنال کنترلی سزاوار توجه است. مسیر باید از نرخ داده مورد نیاز پشتیبانی کند و خصوصیات الکتریکی پیوند را حفظ کند. یک مسیر اترنت سریع 100 مگابیت بر ثانیه و یک مسیر گیگابیتی قابل تعویض نیستند: پیچش زوج، تداوم سپر، و مسیر داخلی همگی با افزایش سرعت سفت می شوند، نقطه ای که ریشه در قوانین لایه فیزیکی-استانداردهای اترنت IEEE 802.3. پروتکلهای صنعتی{1} زمان واقعی مانند PROFINET، EtherNet/IP، و EtherCAT که
گروه فناوری EtherCATدر بالای سختافزار استاندارد اترنت تعریف میشود، باید مسیری را که برای آن پروتکل مهندسی شده است، به جای یک کانکتور عمومی، طی کند. یک درمان عمیق تر در این وجود دارد
سیگنالهای ویدیویی و-فرکانس بالا
ویدئو، RF، و سایر سیگنالهای فرکانس{0}بالا میتوانند به طراحی تماس تخصصی، مسیرهای کواکسیال، امپدانس کنترلشده یا کلاً یک فناوری جایگزین نیاز داشته باشند. اینها را زودتر تصمیم بگیرید، زیرا مقاوم سازی آنها در یک طرح تمام شده به ندرت تمیز است.
نحوه کاهش تداخل و محافظت از سیگنال های داخل حلقه لغزش
یک حلقه لغزش سیگنال و قدرت قابل اعتماد معمولاً متکی به چندین روش زیر است که با هم کار می کنند.
1. بخش برق و سیگنال را از هم جدا کنید
کانالهای ارتباطی حساس را با تخصیص سختافزار خود به مدارهای-ولتاژ و جریان بالا{1}} دور نگه دارید: دو هسته از لحاظ فیزیکی مجزا که در یک محفظه، گروههای حلقه مجزا، یا مناطق داخلی اختصاصی قرار گرفتهاند. هنگامی که حلقه دارای اترنت، بازخورد رمزگذار یا سایر سیگنالهای حساس به نویز است، این تنها مؤثرترین معیار است.
2. از صفحات جداکننده و موانع عایق استفاده کنید
یک تقسیمکننده غیررسانا بین بخشهای قدرت و سیگنال، یک مانع فیزیکی اضافه میکند و ایزولهسازی را بهبود میبخشد. جزئیات به اندازه حلقه، تعداد مدار، ولتاژ و ساختار بستگی دارد، و در جایی که فاصله خزش، کلاس عایق یا دی الکتریک مقاومت می کند، مانع باید در برابر فاصله ایمنی مربوطه مشخص شود نه اینکه با چشم اضافه شود. صفحات تقسیم کننده به تنهایی راه حل کاملی نیستند، اما جایگاه خود را در یک استراتژی انزوا گسترده تر به دست می آورند.
3. به ارتباطات مجموعه فرعی مهر و موم شده خود را در طرح های بزرگ- بدهید
در مجموعههای-حفرهای بزرگ و-جریان زیاد، قویترین جداسازی ساخت کانالهای ارتباطی بهعنوان یک ماژول مستقل، اغلب یک حلقه لغزنده کوچکتر- است که در داخل محفظه اصلی نصب شده و از بخش برق اطراف جدا شده است. سپس مسیر داده، وسیعترین فاصله فیزیکی ممکن را از هادیهای برق حجیم بهعلاوه محفظه محافظتشده خود میگیرد، که از گرما و زبالههای تولید شده در سمت برق دور نگه داشته میشود. این برای اتصالات دوار{6} با قدرت بالا مناسب است، جایی که یک هسته مشترک تنها کانالهای اترنت حساس یا رمزگذار را مجبور میکند که بهطور ناراحت کننده نزدیک به جریان سنگین بنشینند. در مقایسه با صفحه تقسیم کننده، هزینه قطعات و مونتاژ را افزایش می دهد، اما در طراحی های سخت، اغلب چیزی است که ارتباطات حاشیه ای را از ارتباطات قابل اعتماد جدا می کند.
4. از کابل محافظ استفاده کنید و محافظ را به درستی خاتمه دهید
مدارهای ارتباطی که در نزدیکی سیم کشی برق قرار می گیرند به کابل محافظ نیاز دارند. برای اترنت و سایر سیگنالهای{1}سرعت بالا، نوع کابل، کانکتور، چرخش جفت، خاتمه محافظ و اتصال به زمین مهم هستند. سپر باید از طریق مجموعه حمل شود و در دو طرف چرخان و ثابت به جای شناور ماندن در یک انتها، چسبانده شود. رایجترین اشتباه، مشخص کردن کابل محافظ و سپس نادیده گرفتن نحوه پایان دادن به محافظ است. یک سپر با پایان ضعیف بقیه طرح را خنثی می کند. این قلب موثر استمحافظ برای انتقال سیگنال قابل اعتماد.
5. سیم کشی برق و سیگنال را در مسیرهای جداگانه هدایت کنید
حتی در داخل یک مجموعه، سیم کشی را برنامه ریزی کنید. سیم های برق و سیگنال را در بسته بندی قرار ندهید مگر اینکه طرح از نظر نویز و ایمنی بررسی شده باشد. در جایی که فضا اجازه می دهد، سیم کشی ارتباطی را از طریق یک کانال داخلی جداگانه، اغلب یک لوله مرکزی، اجرا کنید، در حالی که هادی های برق مسیر دیگری را دنبال می کنند. هدف جداسازی ثابت از سمت ثابت به سمت چرخان است.
6. زمانی که پروتکل اقتضا می کند از یک ماژول داده اختصاصی استفاده کنید
هر حلقه لغزشی با دادههای{0}}سرعت بالا مناسب نیست. اترنت، اترنت صنعتی،-ویدئو با وضوح بالا، یا سایر سیگنالهای فرکانس{3}بالا میتوانند به یک ماژول داده اختصاصی مهندسی شده برای آن پروتکل نیاز داشته باشند. قبل از توصیه یک طرح، سازنده باید سرعت داده، پروتکل، نوع کابل و رابط و میزان خطای قابل قبول را بداند.
حلقه لغزش برق و سیگنال در مقابل سایر گزینه ها
حلقه اسلیپ هیبریدی همیشه راه حل نیست. انتخاب صحیح به نیاز داده، سطح توان، فضا، هزینه و هدف قابل اطمینان بستگی دارد. از جدول زیر به عنوان کمک تصمیم گیری به جای فهرست ویژگی ها استفاده کنید.
| راه حل | توصیه می شود چه زمانی | زمانی که کمتر مناسب است | کاربرد معمولی |
|---|---|---|---|
| حلقه لغزنده برقی استاندارد | فقط پاور به اضافه روشن/خاموش ساده یا کنترل سرعت پایین-در یک محیط تمیز و اندازه موجودی مناسب | دادههای با سرعت بالا، بازخورد حساس آنالوگ، یا حاشیههای محدود EMI درگیر هستند | میزهای دوار، میزهای گردان، روشنایی و چرخش بخاری |
| رینگ لغزشی قدرت و سیگنال (هیبرید). | برق، حسگرها، کنترل و ارتباطات باید یک مفصل دوار مشترک داشته باشند | دادهها بسیار-پهنای باند و EMI{1}}بسیار بالاست | برجکهای بستهبندی، ابزارهای روباتیک، سکوهای شیبدار، دستگاههای آزمایشی |
| اترنت / حلقه لغزنده اترنت صنعتی | دستگاه های تحت شبکه مانند PROFINET، EtherCAT، EtherNet/IP، یا Modbus TCP از چرخش عبور می کنند | پروتکل و نرخ داده تعریف نشده است، یا بودجه یک مسیر داده واجد شرایط را رد می کند | دوربین های تحت شبکه، حسگرهای هوشمند، I/O توزیع شده روی بازوهای چرخان |
| مفصل دوار فیبر نوری (اغلب با برق ترکیب می شود) | نرخ داده های بسیار بالا، دورهای طولانی یا EMI شدید مس را حاشیه ای می کند | هزینه، تراز، و پیچیدگی خاتمه نوری بیشتر از مزیت آن است | ویدیوی HD یا 4K، رادار، دادههای-کانال-بالا در پلتفرمهای دوار |
| داده های بی سیم با حلقه لغزش برق | مسیریابی مخاطبین داده غیرعملی است، اما برق همچنان باید به صورت مکانیکی منتقل شود | تأخیر، جبر یا قابلیت اطمینان RF حیاتی هستند | سیستم های چرخشی که در آن سیم کشی داده ها سخت است. توجه داشته باشید که بخش برق همچنان از کنتاکت های کشویی استفاده می کند و به طور معمول فرسوده می شود |
برای اکثر ماشینهای صنعتی که توان متوسط را با حسگرها، کنترل و ارتباطات ترکیب میکنند، یک حلقه لغزش هیبریدی سفارشی بهترین تعادل را ارائه میدهد، اما تنها پس از ترسیم ترکیب سیگنال و محافظت از کانالهای حساس. وقتی سرعت داده یا محیط EMI مس را به حد خود می رساند، الفمفصل دوار فیبر نوریانتخاب صادقانه تری است، زیرا مصونیت نویز آن از حمل نور به جای جریان ناشی می شود.
یک جریان تصمیم طراحی ساده
هنگامی که یک پروژه شروع می شود، الزامات را به این ترتیب کار کنید. نوع محصول مناسب معمولا در آخرین مرحله مشخص می شود.
- مرحله 1: بار قدرت را تعریف کنید.مدارها، ولتاژ، جریان، AC یا DC و وظیفه. اندازه حلقه، مقطع رسانا، فاصله عایق و افزایش گرما را تنظیم می کند.
- مرحله 2: حساسیت سیگنال را رتبه بندی کنید.کنترل ناهموار را از دادههای حساس آنالوگ، رمزگذار و{0}}سرعت بالا جدا کنید. حساس ترین سیگنال طرح داخلی را هدایت می کند، نه پرتعدادترین.
- مرحله 3: نرخ داده و پروتکل را مشخص کنید.اترنت سریع و گیگابیت کار یکسانی نیستند و فیلدباس انتظارات الکتریکی خاص خود را دارد.
- مرحله 4: محیط و فضا را مطابقت دهید.رتبه بندی IP، دما، لرزش، اندازه حفره-و خروجی کابل.
- مرحله 5: استاندارد، سفارشی یا فیبر را انتخاب کنید.فقط در حال حاضر، مبادله- بین یک قطعه سهام، یک هیبرید سفارشی، و یک مسیر نوری کاملاً حل میشود.
چه زمانی زنگ برق و سیگنال لغزش انتخاب مناسبی است؟
زمانی که برنامه دارای مدارهای برق ساده، سیگنالهای{0}}کم، سرعت متوسط و محیطی تمیز باشد، یک حلقه لغزش استاندارد کافی است. هنگامی که چندین مورد از این موارد درست باشد، یک حلقه لغزش سیگنال و قدرت سفارشی انتخاب بهتری است:
- برق و ارتباطات باید در یک مجموعه ادغام شوند
- ارتباط اترنت یا فیلدباس مورد نیاز است
- فضا محدود است
- برنامه با جریان بالا یا ولتاژ بالا اجرا می شود
- محیط خشن است
- اتصال دهنده های ویژه، خروجی های کابل، یا یک سوراخ{0}} مورد نیاز است
- کیفیت سیگنال برای عملکرد دستگاه بسیار مهم است
- ماشین به قابلیت اطمینان طولانی مدت با حداقل زمان خرابی نیاز دارد
سفارشی به معنای پیچیده بودن بیهوده نیست. اغلب این امن ترین راه برای قرار دادن حلقه لغزنده به دستگاه واقعی به جای فشار دادن دستگاه در اطراف یک محصول موجود است.
نحوه تعیین یک حلقه لغزش قدرت و سیگنال
هرچه مشخصات کامل تر باشد، طراحی دقیق تر است. "ما به قدرت و اترنت نیاز داریم" برای نقل قول کافی نیست. در چهار زمینه زیر کار کنید. هر مورد درخواست می شود زیرا طرح را تغییر می دهد.
الزامات الکتریکی
- تعداد مدارهای قدرت و ولتاژ و جریان برای هر کدام
- AC یا DC و وظیفه پیوسته یا متناوب
- حداکثر جریان در صورت لزوم
- زمین، عایق، و هر گونه نیاز به گواهینامه
مدارهای قدرت بخش عمده ای از اندازه حلقه، طراحی هادی، فاصله عایق، افزایش حرارت و حاشیه ایمنی را تعیین می کنند.
سیگنال و الزامات ارتباطی
- نوع یا پروتکل سیگنال و نرخ داده
- نوع کابل، نوع کانکتور و تعداد کانال
- الزامات محافظ و حداکثر طول کابل
- میزان خطای قابل قبول و اینکه سیگنال آنالوگ، دیجیتال، دیفرانسیل یا فرکانس بالا است
برای اترنت یا اترنت صنعتی، پروتکل دقیق و نرخ داده را ذکر کنید. حلقه ای که سیگنال سرعت پایین را کنترل می کند، ممکن است برای ارتباط با سرعت بالا اشتباه باشد.
الزامات مکانیکی
- ازطریق-محدودیت اندازه سوراخ، قطر بیرونی و طول
- روش نصب، سرعت چرخش و جهت
- چرخش مداوم یا متناوب
- جهت خروج کابل، محل اتصال و فضای اطراف
محدودیتهای مکانیکی اغلب تعیین میکنند که آیا یک مدل سهام مناسب است یا یک ساخت سفارشی مورد نیاز است. هنگامی که طرح باید شفت ها، سیم کشی ها یا رسانه ها را از مرکز عبور دهد، الفاز طریق-حلقه لغزندهمعمولا نقطه شروع است.
الزامات زیست محیطی
- استفاده در داخل یا خارج از منزل، محدوده دما و رطوبت
- قرار گرفتن در معرض گرد و غبار، روغن یا آب و لرزش یا شوک
- شرایط خورنده و درجه IP مورد نیاز
- دسترسی به تعمیر و نگهداری و عمر مورد انتظار
محیط باعث انتخاب مواد، آب بندی و سطح حفاظت می شود. رتبه IP مورد نیاز به طور خاص از سیستم دو رقمی تعریف شده در- پیروی می کندIEC 60529، جایی که رقم اول مواد جامد را پوشش می دهد و رقم دوم آب را پوشش می دهد، بنابراین نام گذاری هدفی مانند IP54 یا IP65 به سازنده می گوید که دقیقا چه نوع آب بندی را باید انجام دهد.
اشتباهات رایجی که باید از آنها اجتناب کنید
برخورد با تمام مدارها یکسان است
قدرت، آنالوگ، بازخورد رمزگذار و اترنت نیازهای متفاوتی دارند. گروه بندی آنها بدون وزن کردن نویز، محافظ، و طراحی تماس، مشکلات قابلیت اطمینان قابل اجتناب ایجاد می کند.
استفاده از یک حلقه لغزش استاندارد برای دادههای با سرعت-بالا
یک حلقه ساده سیگنالهای قدرت و سرعت کم-را کنترل میکند، اما ارتباطات با سرعت-بالا به طراحی مطابق با پروتکل نیاز دارد. اترنت، ویدئو و بازخورد دقیق باید به صراحت اعلام شود.
نادیده گرفتن محافظ و زمین
محافظ تنها زمانی کار می کند که به درستی طراحی و خاتمه یابد. اتصال زمین ضعیف حتی با کابل محافظ در محل، صدا تولید می کند.
انتخاب بر اساس تعداد مدار به تنهایی
شمارش مدار لازم است اما کافی نیست. ولتاژ، جریان، نرخ داده، عایق، سرعت، اندازه، محیط و عمر سرویس همه در تصمیم گیری سهیم هستند.
بررسی طرح را خیلی دیر ترک می کنیم
حلقه های لغزنده در مناطق مکانیکی شلوغ قرار می گیرند. اگر دیر انتخاب شود، ممکن است جایی برای سیم کشی مناسب، جداسازی، کانکتورها یا دسترسی به سرویس باقی نماند. تامین کننده حلقه لغزنده را زودتر درگیر کنید، به خصوص زمانی که برق و ارتباطات در یک مجموعه مشترک هستند.

نمونه ای از سناریوهای کاربردی
دستگاه بسته بندی دوار
یک برجک بسته بندی ممکن است به برق 24 VDC، سیگنال های حسگر و اترنت روی یک سر چرخان نیاز داشته باشد. یک حلقه لغزنده هیبریدی فشرده پیچش کابل را حذف می کند و از عملکرد مداوم پشتیبانی می کند، با سرعت چرخش، قرار گرفتن در معرض شستشو، مسیریابی کابل و اترنت پایدار به عنوان نگرانی های اصلی.
انتهای رباتیک-از-ابزار بازویی
یک افکتور انتهایی ربات به قدرت ابزارها، بازخورد حسگر و پیوندی به کنترلر نیاز دارد، اغلب در یک پاکت بسیار کوچک. حلقه باید جمع و جور بماند در حالی که سیگنالها را از برق جدا میکند و وزن، ارتعاش و کانکتور در فوکوس قرار دارند.
دوربین یا پلت فرم بازرسی
یک پلت فرم دوربین دوار قدرت، کنترل و ویدئو یا داده را حمل می کند. کیفیت سیگنال بسیار مهم است زیرا داده های ناپایدار باعث خراب شدن تصاویر و نتایج بازرسی می شود، بنابراین عملکرد فرکانس بالا، محافظ و چرخش صاف طراحی را هدایت می کند.
تجهیزات دوار بادی یا سنگین{0}}
ماشین آلات دوار بزرگ به قدرت بالاتر، بازخورد کنترل، آب بندی و عمر طولانی نیاز دارند. یک مونتاژ سفارشی معمولاً یک حلقه کوچک را در اینجا شکست می دهد، با رتبه بندی فعلی، سطح حفاظت، محدوده دما، ارتعاش، و قابلیت نگهداری باعث ایجاد موتور می شود.
سوالات متداول
س: آیا یک حلقه لغزنده می تواند اترنت و برق را همزمان انتقال دهد؟
پاسخ: بله، مشروط بر اینکه حلقه برای اترنت طراحی شده باشد نه اینکه به عنوان یک حلقه لغزشی عمومی در نظر گرفته شود. مدارهای اترنت به مسیریابی کنترل شده، محافظ مناسب، کانکتورهای مناسب و جدایی از برق نیاز دارند.
س: آیا مدارهای برق با سیگنال های ارتباطی تداخل خواهند داشت؟
پاسخ: اگر طرح ضعیف باشد، می توانند. خطر به جریان، ولتاژ، نویز سوئیچینگ، مسیریابی، محافظ، زمین و فاصله بین مدارها بستگی دارد. یک حلقه لغزنده ترکیبی خوب-طراحی شده آن را از طریق جداسازی فیزیکی و محافظت از سیگنال پایین میآورد.
س: آیا به کابل محافظ در داخل یک حلقه برق و سیگنال لغزش نیاز دارم؟
A: برای مدارهای ارتباطی، بله، به ویژه هنگامی که سیگنال ها در نزدیکی سیم کشی برق اجرا می شوند. روش ختم محافظ و اتصال به زمین باید به عنوان بخشی از سیستم کامل بررسی شود، نه فقط انتخاب کابل.
س: آیا حلقه لغزشی سیگنال و قدرت همانند حلقه لغزش اترنت است؟
پاسخ: نه دقیقا. حلقه لغزش قدرت و سیگنال دسته بندی گسترده ای است که ممکن است انواع سیگنال های زیادی را حمل کند. یک حلقه لغزشی اترنت به طور خاص برای انتقال اترنت ساخته شده است. برخی از حلقههای ترکیبی شامل کانالهای اترنت اختصاصی در کنار مدارهای قدرت هستند.
س: آیا یک حلقه لغزنده می تواند اترنت گیگابیتی را منتقل کند؟
پاسخ: بله، اما گیگابیت از اترنت سریع در مسیر داخلی، چرخش جفت و تداوم سپر سختتر است، بنابراین نیاز به طراحی واجد شرایط با آن نرخ داده دارد. هدفی-ساخته شده استاسلیپ رینگ گیگابیتی اترنتدقیقا حول این محدودیت ها مهندسی شده است.
س: چگونه EMI را در یک حلقه لغزش برق و سیگنال کاهش می دهید؟
پاسخ: بخشهای برق و سیگنال را از هم جدا کنید، آنها را در مسیرهای داخلی مختلف قرار دهید، از کابل محافظ با محافظی که به درستی پایان یافته است استفاده کنید، و خطوط حساس آنالوگ- و پرسرعت را از مدارهای برق سوئیچینگ دور نگه دارید. پایه صدا آن را به هم پیوند می دهد. بدون آن، سایر اقدامات بیشتر اثر خود را از دست می دهند.
س: آیا انتقال RS485 از طریق حلقه لغزشی آسانتر از اترنت است؟
پاسخ: به طور کلی بله. RS485 یک گذرگاه دیفرانسیل قوی با سرعت داده کمتر است، بنابراین نسبت به اترنت{2}}سرعت بالا نسبت به شرایط تماس و نویز راحت تر است. هنوز هم از جفت پیچ خورده،{4}}کابل محافظ و پایان صحیح بهره میبرد، اما نسبت به پیوند گیگابیت تقاضای کمتری در مسیر داده داخلی دارد.
س: چه اطلاعاتی را باید هنگام درخواست یک حلقه اسلیپ سفارشی ارائه کنم؟
A: تعداد ولتاژ، جریان و مدار. نوع سیگنال، نرخ داده، کابل و نوع اتصال؛ سرعت چرخش و اندازه سوراخ؛ محدودیت فضا؛ محیط عملیاتی و رتبه بندی IP؛ و طول عمر مورد انتظار هرچه ورودی کامل تر باشد، توصیه دقیق تر است.
نتیجه گیری
حلقه لغزش برق و سیگنال با حمل برق، کنترل و ارتباطات در یک مجموعه چرخشی، طراحی ماشین را ساده می کند. بازده از مهندسی حاصل می شود: توان و ارتباطات را تا جایی که طراحی اجازه می دهد جدا کنید، از جایی که مهم است محافظت کنید، عمدا مسیریابی کنید و در برابر پروتکل، ولتاژ، جریان، سرعت و محیط واقعی مشخص کنید.
اگر دستگاه شما مجبور است در حین حمل برق، اترنت، حسگرها یا بازخورد رمزگذار بهطور پیوسته بچرخد، مشخصات یک صفحه- شامل ولتاژها و جریانها، پروتکل و نرخ داده، سرعت چرخش و اندازه حفره، محیط و رتبهبندی IP و حالت خرابی تکی را که نمیتوانید تحمل کنید، آماده کنید. آن را زودتر با یک سازنده حلقه لغزنده به اشتراک بگذارید، و طراحی مناسب خرابی کابل را کاهش میدهد، قابلیت اطمینان را بهبود میبخشد و کل سیستم دوار را آسانتر میکند.
