Điều khiển công suất, phân phối và điều khiển rời rạc trên các thiết bị tự động

Đường dây dẫn điện của hầu hết các cơ sở công nghiệp điện được phân phối   bằng nguồn điện 3 pha hoặc được đi dây vào các bảng phân phối. Điện áp thông thường của đường dây dẫn điện sẽ được giảm bớt qua máy biến áp ba pha 480VAC. Nhiều loại cầu chì ngắt hoặc mạch ngắt được đặt để bảo vệ cho các nhánh của hệ thống phân phối. Ngắt mạch thường được đặt ở điểm sụt nguồn. Đi dây được phân phối bên trong ống dẫn cứng hoặc EMT để cố định vị trí hoặc ống mềm hoặc dây nguồn. Các thanh ray cáp thường được gắn từ trần nhà đến nơi điều khiển đa dẫn hoặc dây nguồn được đặt trong thanh ray và dẫn xuống đến các nơi sử dụng. Việc tham khảo ý kiến mã điện quốc gia hoặc quy định của địa phương khi lên kế hoạch cho một hệ thống phân phối điện là điều hết sức quan trọng.

Dây dẫn và cáp dẫn được định kích thước theo dòng điện chịu tải cho phép, là dòng điện được dự tính sẽ chịu tải trong các trường hợp nhất định, như nhiệt độ hoặc cách điện. Dây dẫn được ước lượng bằng đầu đo và có thể theo kích thước theo chuẩn AWG, SWG. Dây dẫn thường được ước lượng bằng độ khuếch đại (Ampacity), một cái tên khác để chỉ mức dòng điện mà dây có thể chịu tải an toàn.

Rơ le và contactor là một dạng của thiết bị chuyển đổi, dùng để áp dụng hoặc loại bỏ nguồn điện trên mạch dựa vào một tín hiệu từ xa hoặc tín hiệu bên ngoài. Timer và counter cũng dùng để chuyển nguồn hoặc tín hiệu dựa vào thời gian chờ hoặc cài đặt số xung.

1 Ngắt kết nối, ngắt mạch, hoặc cầu chì

Một dãy thiết bị tự động riêng biệt hoặc một máy đơn lẻ thông thường sẽ có một thiết bị ngắt chính để cho phép năng lượng bị loại bỏ khỏi một nguồn đơn lẻ khác. Các thiết bị ngắt kết nối này có cài đặt nhiều cầu chì hoặc một mạch ngắt được tính toán phù hợp cho thiết bị mà chúng cung cấp. Chúng thường sẽ có nhiều mức bảo vệ của các nhánh mạch sau thiết bị ngắt chính dạng cầu chì hoặc mạch ngắt. Trong hầu hết các trường hợp, các thiết bị ngắt  cũng phục vụ như một thiết bị ngắt thủ công cho các nhánh, mặc dù một số mạch động cơ sẽ có cặp cầu chì không ngắt. Có những quy định liên quan đến việc ngắt được xảy ra trong một khoảng cách nhất định đến động cơ, do đó thiết bị ngắt kết nối mà không dùng cầu chì thỉnh thoảng được đặt gần động cơ cho các trường hợp ngắt nguồn tức thời. Thiết bị ngắt bao gồm một số các kết nối được tính toán cho mức dòng điện mà họ muốn ngắt cơ cấu chấp hành bằng các các phương tiện thủ công. Chúng cũng bao gồm một số các cơ cấu chấp hành từ xa hoặc các phương tiện điều khiển.

Ngắt mạch

Một thiết bị ngắt mạch là một mạch bảo vệ thiết bị, chúng có thể được reset sau khi phát hiện các lỗi về điện. Giống như các mạch bảo vệ thiết bị khác, mục đích của chúng là loại bỏ nguồn điện từ thiết bị điện hoặc một nhóm thiết bị điện, bảo vệ mạch khỏi sự hư hỏng. Thiết bị ngắt mạch được tính toán bằng dòng điện, nơi mà chúng được thiết kế để ngắt, cũng như dòng điện tối đa mà chúng có thể chịu được  khi bị ngắn mạch.

Thiết bị ngắt mạch làm gián đoạn một dòng điện một cách tự động, điều này yêu cầu một số loại năng lượng cơ học đươc lưu trữ, như lò xo hoặc nguồn năng lượng nội, để thực hiện ngắt cơ học. Thiết bị ngắt mạch nhỏ như những loại được dùng cho các nhánh mạch hoặc các thành phần bảo vệ trong máy móc thường được tự trang bị bên trong một vỏ nhựa đúc. Thiết bị ngắt mạch lớn hơn thường có một thiết bị thí điểm, là thứ có thể phát hiện độ vọt lố trong dòng điện và kích hoạt cơ chế ngắt cơ học riêng biệt. Dòng điện được phát hiện bằng nhiều cách. Thiết bị ngắt từ định tuyến cho dòng điện thông qua một mạch điện từ. Vì dòng điện tăng, lực kéo lên cái chốt cũng tăng, cuối cùng làm cho sự tiếp xúc mở ra bằng lò xo. Bộ ngắt mạch sử dụng nhiệt sử dụng một thanh ngắt lưỡng kim để phát hiện tình trạng quá dòng lâu dài trong khi sử dụng mạch từ sẽ phản hồi lại ngay lập tức của việc quá dòng, chẳng hạn như ngắn mạch.

Thiết bị ngắt mạch thường có cần gạt reset để có thể ngắt thủ công và reset mạch. Đây là một lợi thế trong việc sử dụng cầu chì. Hầu hết các thiết bị ngắt trong các ứng dụng công nghiệp sử dụng cho các điện áp thấp (dưới 1000V). Các thiết bị ngắt điện áp trung bình (1000 đến 72kV) và điện áp lớn ( hơn 72.5kV) được sử dụng làm công cụ chuyển đổi nhưng lại hiếm khi thấy chúng được sử dụng trong các nhà máy, mặc dù công cụ chuyển đổi điện áp trung bình được dùng trong một số thiết bị xử lý. Thiết bị ngắt điện áp thấp có thể là dùng cho nhiều loại điện DC hay AC và thông thường rơi vào các loại thiết bị ngắt nhỏ và thiết bị ngắt loại vỏ đúc. Một ví dụ cho thiết bị ngắt vỏ đúc được thể hiện trong hình 3.23

Thiết bị ngắt cần phải được thiết kế chịu được dòng tải mà không bị quá nhiệt. Chúng phải chịu được hồ quang được tạo ra khi các tiếp điểm điện mở. Các tiếp điểm thường đươc làm bằng đồng hoặc các loại hợp kim khác. Hiện tượng ăn mòn tiếp tiếp xảy ra mỗi khi tiếp điểm đang chịu tải bị mở ra, thông thường thì các thiết bị ngắt mạch nhỏ sẽ được bỏ đi khi tiếp điểm bị mòn, nhưng đối với các thiết bị ngắt mạch lớn thì có thể thay tiếp điểm.

Có hai kiểu ngắt trong thiết bị ngắt điện áp thấp, đó là: nhiệt từ và điện tử. Đối với kiểu ngắt nhiệt từ nó sẽ bao gồm thiết bị nhiệt lưỡng kim, được vận hành mở thiết bị đóng với một khoảng thời gian chờ phụ thuộc vào giá trị quá dòng. Chúng được sử dụng để bảo vệ quá tải. Còn đối với thiết bị ngắt điện tử thì chúng sẽ có ngưỡng cố định hoặc ngưỡng hiệu chỉnh, được vận hành cho thiết bị ngắt tức thời trên giá trị quá dòng được thiết lập.

Ngắt điện tử sử dụng một chip vi điều khiển để xử lý tín hiệu dòng. Xử lý số hóa cung cấp bốn chức năng ngắt khác nhau: chức năng delay với thời gian dài hoặc ngắn trên mỗi mã ASN 51, chức năng ngắt tức thời trên mỗi mã ASN 50, và chức năng ngắt lỗi nối đất trên mỗi mã ASN 51N.

Thiết bị ngắt được phân loại dựa theo tính chất biểu đồ để ứng dụng khác nhau. Tải cảm ứng cao, như máy biến áp, có thể đi vào dòng điện lớn hơn gấp 10 đến 20 lần điện áp thực của thiết bị. Chúng được phân loại là dạng biểu đồ D. Các tải cảm ứng thông thường, kể cả hầu hết các loại động cơ, có thể đi vào một dòng điện lớn gấp 5 đến 10 lần mức điện áp thực của thiết bị và được phân loại là dạng biểu đồ C. Biểu đồ dạng B được sử dụng cho hầu hết các công việc chịu tải nhẹ và có tỉ lệ gấp 2 đến 5 lần so với tỉ lệ của thiết bị ngắt.

Thiết bị ngắt cũng được đánh giá để sử dụng như thiết bị bổ sung hay thiết bị nạp. Đối với bộ ngắt cho thiết bị nạp thường cho các loại khuôn đúc và được thiết kế nguồn điện chính. Thông thường, nhà sản xuất sẽ thử nghiệm gián đoạn ở mức 20.000A. Bảo vệ nhánh của mạch được thử nghiêm gián đoạn ít nhất là ở mức 5000A và được sử dụng cho các mạch nhánh dưới mạch ngắt chính. Thiết bị ngắt dạng bổ sung hay nạp phải được lập danh sách bởi Tổ chức hợp tác các phòng thí nghiệm (UL).

Thiết bị bảo vệ bổ sung được sử dụng để bảo vệ các thiết bị trong một mạch nhánh. Chúng được phân loại như “thành phần có thể nhận biết” bởi UL. Chúng được thử nghiệm để bảo vệ mạch nhánh ngược dòng và được đánh giá ở mức 5000A hoặc thấp hơn.

Mạch bảo vệ động cơ (MCP) là một ứng dụng bộ ngắt đặc biệt bằng việc điều chỉnh từ. Chúng cho phép người dùng cài đặt mức bảo vệ từ để ngắt cao hơn dòng kích của động cơ. Bảo vệ quá tải cho động cơ được áp dụng cho rơ le quá tải. Đây là sự kết hợp cho phép bảo vệ động cơ mà không phải tạo ra một mạch ngắt. MCP là một thành phần có thể nhận biết.

Mạch ngắt bảo vệ động cơ (MPCB) là một thiết bị ngắt có bảo vệ từ và được xây dựng trong việc bảo vệ quá tải ở động cơ. Những thiết bị ngắt này được hiệu chỉnh cho mức đánh giá động cơ FLA và có thể được cài đặt loại ngắt quá tải. MPCB có thể được dùng trực tiếp với một contactor để tạo thành một động cơ hoản chỉnh và có bảo vệ.

Hình 1 Thiết bị ngắt dạng đúc

Cầu chì

Cầu chì là một thiết bị bảo vệ quá dòng được thiết kế để nóng chảy hoặc nổ khi có một dòng điện quá lớn đi qua nó. Nó bao gồm một mảnh kim loại hoặc dây dẫn. Chúng được gắn giữa hai điểm đầu cuối của thiết bị và thông thường được bao bọc cách nhiệt xung quanh để không bị bắt lửa.

Cầu chì được đặt thành nhiều dãy có dòng điện đi qua các nhánh hoặc thiết bị. Nếu dòng điện đi qua thiết bị trở nên quá lớn, đủ nhiệt lượng được tạo ra thì tiếp điểm bên trong cầu chì sẽ tự nóng chảy hoặc tạo ra một mối hàn bên trong cầu chì.

Cầu chì kép bao gồm một mảnh kim loại có thể nóng chảy ngay tức thời khi bị ngắn mạch, hay tạo ra một mối hàn chảy khi bị quá tải trong một thời gian dài. Cầu chì có thời gian delay hoặc “nổ chậm” cho phép quá dòng xảy ra ở một khoảng thời gian ngắn và được sử dụng cho mạch động lực, là mạch có thể tạo ra dòng lớn khi động cơ khởi động.

Các loại cầu chì được làm ở nhiều hình dạng, kích thước, và chất liệu, chúng phụ thuộc vào nhà sản xuất và việc ứng dụng. Trong khi các thành phần bên trong cầu chì đều phải làm từ kim loại hoặc hợp kim để dẫn nhiệt, thì phần thân cầu chì lại được làm bằng thủy tinh, sợi kính, gốm hoặc sợi nén cách điện. Kích thước cầu chì và các phương pháp gắn thông thường rơi vào một số tiêu chuẩn . Hình 3.24 thể hiện một số loại cầu chì, chú ý rằng cầu chì lớn ở bên trái có một phần lõm xuống hoặc có rãnh ở phía cuối cầu chì. Nó còn được biết đến như một cầu chì loại bỏ, một tính năng mà chắc chắn rằng cầu chì chỉ có thể được đặt vào giá đỡ một chiều.

Hầu hết các loại cầu chì ứng dụng trong công nghiệp hiên nay là dạng cầu chì hộp. Chúng có dạng hình trụ với phần đầu dẫn điện khác nhau. Chúng có thể là một cầu chì thủy tính nhỏ hoặc cầu chì gốm sử dụng cho các tải ánh sáng hoặc các loại cầu chì lớn hơn là dangJ và R. Cầu chì hộp còn được biết đến cái tên là cầu chì ferrule. Các cách thức chung là sử dụng kẹp lò xo hoặc cầu chì dạng khối.

Các cầu chì được dùng để làm mạch in (PCB) thông thường sẽ được hàn lên điểm đặt. Chúng có thể có dây dẫn hoặc các miếng hàn tùy theo kỹ thuật gắn mong muốn.

So sánh cầu chì với thiết bị ngắt

Cầu chì có giá thành rẻ hơn so với thiết bị ngắt nhưng phải được thay thế mỗi khi có hiện tượng quá dòng xảy ra. Điều này không thể nảo đơn giản bằng việc lắp đặt lại một bộ ngắt và điều này làm nó khó khăn hơn khi các lỗi này xảy ra liên tục.

Cầu chì phản ứng nhanh hơn là thiết bị ngắt, đặc biệt là các loại giới hạn dòng. Nó giúp cho ta giảm thiểu tối đa mức thiệt hại cho các thiết bị hạ lưu.

 

2 Khối phân phối và khối điểm kết thúc

Cáp dẫn và dây dẫn được phân phối cho nhiều mạch bằng việc kết thúc điểm cuối bằng vít hoặc kẹp. Khối phân phối được sử dụng cho các đầu đo của dây dẫn lớn hơn. Chúng thường được kết nối bằng cách bắt vít vào khối kim loại. Một bên là điểm cuối và đầu còn lại sẽ có nhiều điểm hơn để kết nối với các nhánh mạch khác. Khối phân phối được gắn vào đế cách điện với bộ chia giữa các pha và có thể sử dụng một đến bốn điểm cực. Chúng có một hoặc nhiều điểm kết thúc hơn cho mỗi cực và có thể lên tới 12 điểm kết thúc cho mỗi ngõ ra hoặc cho các nhánh. Hình 3 thể hiện khối phân 3 pha kiểu mở, chúng có 6 cổng kết nối cho mỗi pha. Thước đo dây dẫn bắt đầu ở mức 14 AWG và lên đến cỡ cáp dẫn lớn MCM. MCM là viết tắt của từ vòng tròn nghìn triệu.

Nhiều đầu dây đồng hoặc các thanh nhôm với một chuỗi các các điểm kết thúc bắt ốc thường dùng để nối đất hoặc làm dây trung tính trong bảng điều khiển. Thông thường thì chúng dùng cho dây dẫn cỡ nhỏ không có điện áp.

Khối điểm kết thúc được dùng cho việc nối dây và kết nối cáp dẫn và quản lý dây nối. Chúng có kích thước phù hợp với bảng đo dây dẫn và cáp dẫn được kết nối. Kiểu điểm bắt vít kết thúc và kiểu kẹp lò xo đều được sử dụng rộng rãi trên các vật dẫn điện nhỏ, nhưng đối với các dây dẫn có kích thước lớn thì kiểu điểm bắt vít lại được sử dụng nhiều hơn.

Hình 3 Khối phân phối

Hiện nay có rất nhiều hãng và kiểu của khối điểm kết thúc. Mục đích chính của các khối này cũng như là việc quản lý dây dẫn là việc cách điện những điểm kết thúc dây bị lộ ra khi kết nối. Hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia (NEMA) đã có một số chuẩn liên kết được đặt ra về thông số kỹ thuật cho các khối điểm kết thúc này.

Khối điểm kết thúc thường được phân loại theo là chuẩn NEMA hay IEC. Đối với khối điểm kết thúc kiểu NEMA thì thường là loại mở, trong khi kiểu IEC thì được xem xét một kiểu “an toàn ngón tay” vì chúng có cách điện xung quanh vít hoặc các điểm kẹp.

Khối điểm kết thúc thường có kích thước để gắn lên các thanh ray bằng kim loại như ray DIN. DIN là viết tắt của tiêu chuẩn Đức. Hình 4 cho thấy nhiều kiểu của khối điểm kết thúc loại IEC được gắn trên một thành ray DIN. Khối màu đen lơn hơn là cầu chì dạng hộp- giữ khối điểm kết thúc.

Thông thường các đầu kết nối sẽ thẳng xuyên qua các khối từ điểm này đến điểm kia, nhưng loại bỏ chân nối, công tắc, hoặc cầu chì thì thường được xây dựng bên trong chính khối đó. Khối điểm kết thúc cho cầu chì được gọi là khối cầu chì. Chúng đươc làm để xoay rồi mở khi thay cầu chì và nó cũng có hai nhánh hoặc hai phần tử ngắt. Đèn LED chỉ thị thường có trên một số khối điểm kết thúc để báo hiệu nguồn hoặc tình trạng cầu chì. Một số khối điểm kết thúc được thiết kế với mục đích đặc biệt  để giao tiếp với đuôi nhiệt báo hiệu điện áp ở mức cao- thấp.

Khối điểm kết thúc đa số đều có sẵn thông số dạng cấp 1, 2, 3, chúng như một tính năng để tiết kiệm thời gian. Chúng thường được gắn vào các loại thanh ray kim loại, mà loại phổ biến nhất là thanh ray DIN. Chúng cho phép các khối từ các nhà sản xuất khác nhau có thể được gắn trên cùng một bề mặt chung. Chúng được làm rất đa dạng về màu sắc để có thể xác định mạch.

Có rất nhiều loại phụ kiện có sẵn cho khối điểm kết thúc, bao gồm dây nối trung tâm hoặc ở cạnh để tạo ra một bó dây chung, thanh ray DIN, nhãn dán và các bộ kit dán nhãn.

Hình 4 Khối điểm kết thúc kiểu IEC trên thanh ray DIN

3 Máy biến áp và nguồn bổ sung

Máy biến áp được sử dụng để cô lập hoặc chuyển năng lượng ở dạng dòng AC trong một mạch điện nào đó đến một mạch điện khác. Cơ chế này được hoàn thành nhờ vào nguyên lý điện cảm tương hỗ. Nếu như một dòng điện thay đổi được đi qua cuộn dây, nó sẽ tạo ra một lực từ trường và lực đó có thể được sử dụng để tạo ra một dòng điện trong cuộn dây khác, được tách biệt về điện với cuộn dây đầu tiên. Điều này thông thường được hoàn thành bằng việc quấn cả hai cuộn dây xung quanh muộn cái lõi kim loại chứa nhiều sắt.

Một trong những nguyên lý gây ra điện áp, làm điện áp có thể bị tăng hoặc giảm theo tỉ lệ với số vòng dây được trên cuộn dây. Một công thức có thể được dùng để thể hiện mối quan hệ này là Vp/Vs = Np/Ns , trong đó V là điện áp, N là số vòng dây p là cuộn sơ cấp và s là cuộn thứ cấp. Một máy biến áp được sử dụng để tăng điện áp tử cuộn thứ cấp qua cuộn sơ cấp được biết đến cái tên là máy tăng áp, và ngược lại là máy hạ áp. Tất nhiên, theo định luật Ohm, khi điện áp tăng lên, dòng điện sẽ bị hạ xuống và ngược lại.

Hình số 5 là sơ đồ đi dây cho nguồn một pha của máy biến áp. Máy biến áp thông thường có thể đi dây theo nhiều cách khác nhau, như trong hình có thể hiện. Như trong máy biến áp cụ thể này có thể thực hiện chuyển đổi 480 đến 120, 480 đến 240, 240 đến 120, và 240 đến 240.

Máy biến áp còn được sử dụng cho các mục đích riêng biệt, như đã thể hiện trong cách đi dây 240 đến 240. Vì một điện áp không thể thay đổi tức thì thông qua cuộn cảm, máy biến áp cách ly thường được sử dụng để bảo vệ tải khỏi bị vọt lố trong mạch. Chúng thường được dùng để điều khiển hệ thống và hệ thống truyền động.

Máy biến áp rất đa dạng về kích thước, từ loại biến áp nhỏ được gắn bên trong các thiết bị như nguồn bổ sung DC cho đến loại máy biến áp ba pha lớn dùng để cung cấp nguồn điện cho toàn bộ hệ thống sản xuất hoặc phần nào đó của nhà máy, xí nghiệp. Hiện nay nhiều loại máy biến áp thương mại có nhiều mức điều chỉnh, cho phép máy biến áp tương tự để cung cấp một dải điện áp phụ thuộc vào các mức được kết nối.

Một phương pháp khác của việc sử dụng các mức điện áp khác nhau từ một máy biến áp là sử dụng máy biến áp tự động. Đây là loại máy biến áp chỉ có một dây nối với các điểm nối dây điều khiển mức điện áp và một dây nối với điểm trung gian. Điện áp được ghép với hai điểm cuối. Dây thứ hai sau đó được lấy từ một trong các đầu thứ nhất hoặc đầu thứ ba. Vị trí của điểm lấy điện trung gian quyết định tỷ lệ đi dây và vì vậy nó là điện áp đầu ra. Nếu như các loại vật liệu cách nhiệt bị loại bỏ khỏi phần đi dây, thì điểm trung gian có thể được di chuyển bằng cách dùng bàn chải trượt, làm cho biến điện áp đầu ra tương tự như biến trở.

Mục đích của một máy biến áp trong một hệ thống tự động là chuyển đổi điện áp AC sang một điện áp khác để phân phối trong hệ thống hoặc để tách biệt một mạch nào đó với cái còn lại. Điện áp ba pha 480AC được áp dụng để ngắt kết nối vỏ điều khiển. Việc ngắt nguồn điện được phân phối thông qua nhiều nhánh khác nhau cùng với mạch bảo vệ, sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Ở những nơi điện áp thấp được yêu cầu, một máy biến áp được kết nối để giảm mức điện áp. Máy biến áp có thể được dùng giữa các pha độc lập để triển khai điện áp một pha hoặc đi qua điện áp ba pha. Đi dây thường được mắc sao hoặc tam giác để tạo nên độ lệch pha 180 độ giữa các pha với nhau. Điều này tương tự như một lối vào chung, nơi điện áp 240VAC được nối dây để phân phối hoặc bảng điều khiển ngắt. Điện áp 240V có thể được sử dụng cho các thiết bị công suất cao và 2 hàng ngắt điện bổ sung 120VAC đến các nhánh mạch. Máy biến áp thông thường có mạch bảo vệ như cầu chì hoặc nguồn bổ sung trên cả mặt sơ cấp và thứ cấp.

Nguồn bổ sung DC được sử dụng để cung cấp nguồn điện áp thấp DC cho các cổng I/O của các thiết bị khác như cảm biến và van solenoid. Nguồn bổ sung thường qui định các cổng ra để ngăn chặn các biến động về áp và dòng. Chúng thường được bảo vệ trên điện áp AC và DC bằng cầu chì hoặc mạch ngắt.

Điện áp thường được sử dụng nhất trong các loại máy móc công nghiệp là 24VDC. Đây là điện áp đủ thấp để ngăn chặn hầu hết các mối nguy hiểm nhưng lại đủ cao để chống nhiễu và cho phép phân phối ở một số khoảng cách lý tưởng. 12VDC đôi khi cũng được sử dụng, trong khi mức điện áp DC cao hơn là 48V hoặc điện áp cao hơn nữa có thể sử dụng cho các động cơ DC như động cơ bước. Động cơ servo và DC không sử dụng nguồn cấp điện riêng biệt, nhưng lại tạo ra nguồn DC cho chính chúng khi chạy.

4 Rơ le, Rơ le điện và bộ khởi động

Rơ le là một thiết bị cho phép đóng ngắt mạch bằng các thiết bị điện. Có rất nhiều loại rơ le, bao gồm cả loại cuộn dây cơ điện hoặc cuộn dây dạng rắn, rơ le thủy ngân hoặc rơ le lưỡi gà, nhưng mục đích chung của chúng đề giống nhau là để điều khiển một mạch điện với cùng một điện áp, một tín hiệu hoặc sử dụng một tín hiệu để chuyển đổi giữa nhiều mạch với nhau, như hình 6

Rơ le cơ điện sử dụng một cuộn dây nam châm điện để hút một bộ các tiếp điểm từ trạng thái mở sang đóng hoặc ngược lại. Dòng điện AC hoặc DC có thể được sử dụng để thay đổi cuộn dây, đây là một thông số của rơ le cùng với số cặp tiếp điểm hoặc dòng điện giới hạn mà các tiếp điểm có thể chịu được. Các tiếp điểm thường được xác định bằng dạng NO hay NC, liên quan đến trạng thái ngắt dòng của rơ le. Rơ le có thể có nhiều cặp tiếp điểm NO hay NC. Hình 7 cho thấy sự đa dạng của các loại rơ le, rơ le ngoài cùng bên trái là dạng rơ le cơ điện dạng ống và có đế, và hai rơ le kế tiếp thường liên quan đến dạng rơ le “khối băng”. Rơ le ngoài cùng bên phải ở dưới là rơ le cơ điện có gắn ray DIN được sử dụng để chịu tải cao, trong khi rơ le ở trên là một rơ le thời gian.

Rơ le dạng dạng rắn sử dụng transistor để thay đổi dòng điện. Điện áp trên cuộn dây rắn có thể thay đổi dòng điện một cách trực tiếp thông qua một transistor hoặc CMOS hoặc cấp điện cho một bóng LED để ngắt mạch. Rơ le dạng rắn không thể tháo rời, nên chúng có độ bền cao hơn các rơ le cơ điện, tuy nhiên thì chúng được đánh giá là chỉ có thể chuyển đổi dòng điện ở mức thấp.

Một số rơ le có một cuộn dây để đóng rơ le khi mở và có một cuộn dây khác để reset nó. Chúng được sử dụng khi trạng thái của mạch cần được duy trì khi bị mất điện. Chúng còn được biết đến là rơ le chốt hoặc rơ le SR (set-reset).

Các mạch an toàn thường sử dụng rơ le có các tiếp điểm dẫn hướng bằng lực. Có nghĩa là các tiếp điểm sẽ được kết nối ở dạng cơ khí với nhau nên chúng có thể chuyển đổi đồng loạt với nhau. Điều này đảm bảo rằng nếu một bộ tiếp điểm hàn với nhau vì khả năng phóng hồ quang, sau đó bộ tiếp điểm có thể được sử dụng để điều chỉnh trạng thái rơ le. Các rơ le an toàn này cũng sử dụng các bộ tiếp điểm phụ cho mỗi mạch với cùng một mục đích.

Rơ le trở nên đa dạng ở nhiều hình dạng. Rơ le cỡ lớn thường được bắt ốc hoặc được bắn vít trực tiếp vào bảng điều khiển, trong khi nhiều loại rơ le theo chuẩn công nghiệp có các chân tròn hoặc các rãnh để có thể gắn vào thanh ray DIN – với đế. Các đế gắn thường có sẵn ở dạng ống cho chân tròn hoặc dạng rãnh hoặc dạng gắn đế đối với các rơ le nhỏ. Rơ le nhỏ có thể được hàn lên bo mạch.

Một loại rơ le khác có thể chịu được yêu cầu công suất cao để điều khiển trực tiếp động cơ điện được gọi là contactor. Giá trị dòng điện liên tục cho hầu hết các contactor có dải đo từ 10A đến vài trăm ampe. Contactor là một thiết bị để khởi động động cơ; một khởi động từ chỉ đơn giản là một contactor đi kèm với thiết bị bảo vệ quá tải . Thiết bị cảm biến bảo vệ quá tải là một dạng rơ le nhiệt, khi cuộn dây gia nhiệt cho thanh lưỡng kim, thì sẽ sinh ra một nguồn làm hoạt động bộ tiếp điểm phụ. Các tiếp điểm phụ này là một chuỗi trong cuộn dây. Nếu cảm nhận được bị quá tải về dòng điện khi hoạt động, cuộn dây sẽ bị ngắt.

Khởi động động cơ thường chia theo kiểu NEMA hay IEC. Khởi động NEMA thường lớn hơn và có các thành phần chịu tải có thể thay thế. Chúng có thể được xây dựng lại nếu cần, tuy nhiên chúng lớn hơn và có giá thành cao hơn là bộ khởi động IEC ở cùng một giá trị. Bộ khởi động IEC thường không được xây dựng lại và được loại bỏ đơn giản khi các tiếp điểm bị mòn. Hình 3.30 là một bộ khởi động IEC bên trong một bộ điều khiển kín động cơ bằng tay.

5 Timer và counter

Một timer sẽ tác động lại khi có một tín hiệu ứng dụng hoặc nguồn nuôi và thay đổi bộ tiếp điểm nhờ vào rơ le. Chúng còn có thể tạo ra một chuỗi xung lặp lại liên tục. Timer có thể được làm thuần cơ khí, như timer khí nén, hoặc timer điện cơ cùng với động cơ và bộ liên kết, hoặc được làm hoàn toàn bằng điện. Chúng đều có ở hai dạng tín hiệu số và analog.

Timer nói chung thường rơi vào các loại sau:

On delay – Timer sẽ thay đổi trạng thái sau một khoảng thời gian nhất định và duy trì nó cho đến khí tín hiệu bị loại bỏ

Off delay – Timer sẽ thay đổi trạng thái ngay lập tức và chuyển đổi sang trạng thái nguyên bản của nó sau một khoảng thời gian nhất định

One shot – Timer tạo ra một xung có độ dài nhất định

Pulse hoặc Repeat Cycle – Timer tạo ra một chuỗi xung mở và tắt với thời gian mở tắt được cài đặt cho đến khi tín hiệu bị loại bỏ

Giống như bộ điều khiển nhiệt độ, timer và counter thường được làm có kích thước phù hợp với Hệ DIN, đảm bảo rằng chúng sẽ khớp với các các kích thước nhất định của bảng điều khiển. Chúng thường được làm theo các kích thước 1/16 DIN, 1/8 DIN, 1/4 DIN. Hình 9 là timer số 1/16 DIN.

Timer cơ điện như timer Eagle Signal Cycle flex trong hình 10 thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng mà timer điện không phù hợp. Các tiếp điểm chuyển đổi cơ thường sẽ có giá thành rẻ hơn so với các thiết bị bán dẫn cần cho việc điều khiển công suất ánh sáng, động cơ và bộ gia nhiệt. Một cam timer cơ điện sử dụng một động cơ đồng bộ AC nhỏ để xoay trục cam của tiếp điểm chuyển đổi. Động cơ AC xoay với một tỉ lệ chính xác bằng tần số áp dụng, là thứ được quy định một cách chuẩn xác theo các công ty điện lực. Những timer này thường được sử dụng trong nhiều thiết bị công nghiệp vì chúng dễ dạng được tân trang, thô sơ, và có thể chuyển đổi được dòng điện cao, tuy nhiên chúng lại thường bị thay thế bởi các timer điện rẻ tiền và lý tưởng hơn.

Ứng dụng được sử dụng nhiều nhất của timer điện cơ hiện nay là trong máy giặt, máy sấy, hoặc máy rửa chén. Đây là loại timer thường có khớp ma sát bánh răng và trục cam, do đó mà trục cam có thể quay trở lại reset thời gian. Đây là một phương pháp ít tốn kém để thực hiện phân đoạn thời gian với dòng tải lớn hơn là phiên bản dùng timer điện.

Một counter cũng có thể tác động lại các tín hiệu đầu vào, tất cả chúng và thay đổi trạng thái của một tín hiệu khi chúng đếm đến một số nhất định. Counter thường được phân loại như counter up, là counter sẽ cộng dồn giá trị trạng thái thay đổi cho đến một mức cài đặt nào đó, hoặc là counter down, là loại counter có thể đếm từ mức đã được cài đặt trở về 0. Counter đôi khi còn được kết hợp giữa tín hiệu lên và xuống. Counter còn có một cổng vào reset để cài đặt cho counter trở về mức bắt đầu. Chúng có thể được làm ở bản chất cơ học như với bộ đếm tổng, hoặc có thể được tăng lên theo điện tử.

  6 Nút nhấn, đèn hoa tiêu và điều khiển rời rạc

Trước khi xuất hiện màn hình cảm ứng, điều khiển tín hiệu và điều khiển máy móc phải được dùng đến nút nhấn, công tắc chuyển đổi, và đèn báo hiệu. Một số lượng lớn các thiết bị vẫn được dùng để làm giao diện rời rạc giữa người vận hành và máy móc trong ngày nay.

Nút nhấn và công tắc chuyển đổi

Một nút nhấn được hoạt động một cách thủ công bằng lò xo nén để đóng hoặc mở một bộ tiếp điểm điện. Công nghiệp nút nhấn nói chung có nhiều kích thước tiêu chuẩn như đường kính 30mm, 22mm, 16mm. Chúng còn có những cỡ khác lớn nhỏ khác nhau, nhưng nhiều loại nút nhấn, công tắc chuyển đổi và đèn hoa tiêu sẽ rơi vào những kích thước chuẩn này.

Nút nhấn cỡ lớn (22 và 30mm) thường ở dạng mô-đun, có một cơ cấu chấp hành đến các khối tiếp điểm được gắn liền và có vòng và khung gắn có thể tháo rời. Các khối tiếp điểm ở dạng NO hoặc NC và có thể được kết hợp khi cần thiết. Các khối này có thể được sắp xếp phía trên và có thể lên tới 4 bộ tiếp điểm. Nút nhấn còn có thể có đèn bên trong giúp chiếu sáng một ngõ ra điều khiển hoặc thông qua một bộ tiếp điểm, thường thì sẽ sử dụng LED hoặc bóng đèn sợi đốt.

Nút nhấn có nhiều màu sắc khác nhau, thông thường là đen, đỏ, vàng, xanh, hoặc trắng mặc dù các màu sắc khác đôi khi cũng được thấy sử dụng. Cơ cấu chấp hành có thể có dạng đầu nấm, kéo hoặc dạng phẳng đi kèm với khung gắn. Các loại nút nhấn đôi khi là dạng không giữ ( lò xo bật lại) hoặc dạng duy trì. Hình 11 là loại nút nhấn phẳng 30mm.

Công tắc chọn có nhiều tính chất giống như nút nhấn, chúng cũng sử dụng các bộ tiếp điểm và có kích thước bán kính như nút nhấn 16, 22, 30mm. Màu sắc thì thương là màu đen, mặc dù có thể có thêm rất nhiều màu. Đèn không được sử dụng phổ biến trong các công tắc chọn.

Giống như nút nhấn, các công tắc chuyển đổi có thể ở dạng duy trì hoặc dạng không giữ. Hầu hết các công tắc chuyển đổi có hai hoặc ba vị trí, mặc dù bốn vị trí hoặc nhiều hơn cũng có thể được thấy sử dụng. Tuy nhiên không giống như nút nhấn, tất cả các tiếp điểm không thay đổi cùng một lúc. Đối với công tắc chuyển đổi ba vị trí, thì một bên sẽ thay đổi qua vị trí bên trái và bên ngược lại sẽ sẽ thay đổi qua vị trí bên phải. Cả hai bên thường thường không thay đổi khi ở bị trí giữa. Khối tiếp điểm được vận hành theo sự chuyển động xoay của một trục cam với phần thân thay đổi.

Phần tử lắp ghép trong nút nhấn hoặc công tắc chọn thường có một vòng chống xoay. Đây là một vòng có then vừa vặn với một vị trí trong thiết bị và có thể một then vừa với một khe cắt đục lỗ trong hộp điều khiển.

Đèn hoa tiêu và và đèn stack

Đèn hoa tiêu hiện này có cùng kích thước chuẩn với nút nhấn và công tắc chuyển đổi, mặc dù những đèn lớn hơn đôi khi được sử dụng để có tầm nhìn rộng hơn và những đèn nhỏ cỡ 8 mm và 10 mm thì thường dùng cho màn hình có mật độ điểm ảnh cao hơn. Đèn sử dụng làm đèn hoa tiêu đa số là loại LED hoặc đèn sợi đốt. Hầu hết các đèn có màu trắng và bọc nhựa giúp chúng có thể thay đổi màu sắc của ánh sáng. Chúng có thể sử dụng được cho tất cả các điện áp từ 120 đến 240 VAC, hoặc có thể sử dụng máy biến áp để có thể sử dụng điện áp 12 đến 24 VDC. Đối với điện áp thấp hoặc thẻ ngõ ra cho vi tính, thì đèn có điện áp 5 đến 6VDC thường được sử dụng. Một số đèn hoa tiêu còn có một lò xo chịu tải như một tính năng “nhấn để test” để làm đèn sáng lên, mặc dù không có các tiếp điểm ngoài nào cho chúng vì chúng sẽ được đặt trên một nút nhấn đèn. Nếu như đèn hoa tiêu được kết nối để điều khiển ngõ ra, một nút “nhấn để test” khác đôi khi được sử dụng để làm sáng tất cả các đèn trên bảng điều khiển trong một lần.

Đèn stack, hay còn được gọi là đèn tháp, là một cột gồm nhiều đèn thường chỉ thị trạng thái của toàn bộ máy hoặc hệ thống điều khiển. Chúng còn là một mô-đun, thường bắt đầu với một bệ đèn có thể có hoặc không bao gồm còi hoặc chuông báo tín hiệu. Bệ đèn có thể được kết nối bằng cách sử dụng một cáp ngắt nhanh hoặc bộ kết nối các đầu dây. Các đơn vị đèn sau đó được chồng lên nhau, thường lên đến 5 đơn vị theo độ cao. Một sự kết hợp các loại đèn thường thấy là đỏ, vàng, xanh (từ trên xuống dưới), màu đỏ thường được dùng để chỉ thị lỗi hoặc cảnh báo, màu vàng thì dùng chỉ thị phải thận trọng hoặc chế độ thủ công/ duy trì, và màu xanh thì chỉ thị chế độ tự động hoặc chế độ máy đang vận hành. Không có bất cứ tiêu chuẩn thế giới nào cho những loại màu sắc của đèn, và mỗi công ty hoặc nhà máy đều sử dụng thông số kỹ thuật của riêng họ. Chớp tắt đèn để báo hiệu tự động/ chưa hoạt động, hoặc chu kỳ dừng so với điều kiện dừng khẩn cấp là một ví dụ giải thích làm sao một đèn stack được sử dụng để đưa thông tin thêm cho người sử dụng. Đèn xanh hoặc trắng đôi khi được sử dụng để thêm thông tin cho tín hiệu như thùng thấp hoặc máng nhận liệu hoặc các chức năng đặc biệt khác như tính chất mà người thiết kế mong muốn. Hình 3.34 cho thấy nhiều sự sắp xếp của một đèn stack 4 màu, hai đèn trong số đó có thêm loa hoặc âm thanh cảnh báo ở phía trên đỉnh.

Hình 12 Đèn stack

Giống như đèn hoa tiêu, chúng sẽ được sử dụng điện áp 24VDC, 120VAC, hoặc nhiều loại điện áp khác theo yêu cầu sử dụng. Mô-đun khác để ghi âm giọng nói hoặc âm nhạc cũng được đáp ứng. Một tính năng của một số đèn stack là chúng có thể là tiện dụng khi có một bệ đèn có thể tháo lắp để giảm bớt tình trạng bị gãy của bệ đèn khi được gắn với một buồng thấp hoặc máy thấp. Đèn stack đôi khi được gắn thành một cột hoặc bên cạnh, tùy thuộc vào từng ứng dụng.

Một số thiết bị gắn bảng điều khiển

Một số thiết bị được xếp theo nhóm với tên gọi là “điều khiển rời rạc” thì lại hầu như không được điều khiển rời rạc một tí nào. Một ví dụ là bảng điều khiển cho biến trở để điều khiển tốc độ động cơ theo analog của một động cơ. Chúng thường được sử dụng trong cùng một yếu tố hình dạng như các công tắc chuyển đổi chọn với kích thước 22 mm hoặc 30 mm. Bộ điều khiển nhiệt độ, timer, và counter cũng là các thiết bị bạn có thể tìm thấy khi chúng được gắn phía trước một vỏ máy điều khiển .

Còi và loa báo hiệu cũng là các thiết bị rời rạc có thể gắn kèm với bảng điều khiển. Loa báo hiệu điện áp và độ nhạy với độ ẩm bởi vì chúng không thể dễ dàng được kiểm định.

Bên cạnh tất cả các thiết bị đôi khi cũng được gắn một vỏ máy điều khiển  từ các hãng của thiết bị này. Hầu hết các thẻ khắc lên nhựa hoặc sơn lên thẻ kim loại, vì chúng có kích thước lỗ phù hợp được sử dụng với các nút nhấn, công tắc chuyển đổi, và đèn hoa tiêu. Các thẻ khắc nhựa hoặc thẻ kim loại có hai màu, một màu bên trong và một màu bên ngoài. Một ví dụ là nhựa Gravoply, chúng có thể sẽ có  màu đen hoặc đỏ ở mặt ngoài với màu trắng phía trong. Khi các ký tự được cắt bên trong nhựa, màu sắc ở phía trong sẽ lộ ra. Các thẻ có thể được làm trước với các một số cách gọi chung như stop, start và hơn thế nữa, hoặc được bán ra với phần thẻ để trống cho người dùng có thể tự khắc.

Thẻ gắn không chỉ sử dụng cho nhiều thiết bị trên mặt ngoài của vỏ máy, chúng còn được sử dụng thông dụng bên trong buồng máy hoặc gắn bên cạnh cảm biến trên một thiết bị. Chúng có thể được khắc hoặc sơn và bao gồm cả mạch nguyên lý, I/O, hoặc các dòng hướng dẫn cho thiết bị. Các cảnh báo an toàn thường cũng rơi vào các loại nhãn được làm trước hoặc được mua sẵn

7 Cáp dẫn và dây dẫn

Một phần quan trọng trong việc phân phối của nguồn điện và các tín hiệu qua một hệ thống là dây dẫn và cáp dẫn. Các dây dẫn riêng biệt và nhiều loại cáp dẫn được sử dụng để kết nối với nhiều thiết bị và phân phối các bộ phận bên trong một loại máy móc nào đó hoặc hệ thống nào đó. Kích thước dây dẫn hoặc các đầu đo được xác định kích thước như mô tả trong phần phụ lục của cuốn sách này. Dây dẫn có thể được làm từ bất cứ kim loại dẫn điện nào nhưng thường là nhôm và đồng. Chúng thường được bao bọc bởi một loại vật liệu cách nhiệt dẻo nóng sử dụng trong một dải màu. Dây dẫn được sản xuất ở dạng khối hoặc ở các dạng bó sợi, tùy thuộc vào mục đích sử dụng.

Nhiều loại cáp dẫn bao gồm một bó các dây dẫn cách nhiệt bên trong một lớp bảo vệ. Các dây dẫn này có thể được xoắn lại với nhau thành nhiều cặp để chống nhiễu hoặc đơn giản là để hoạt động song song. Các loại cáp dẫn thường mang một lớp bảo vệ không cách nhiệt hoặc dây dòng xuống đất để giúp cho loại bỏ việc phân tán tín hiệu không mong muốn. Các dây dẫn này nên được nối đất một đầu duy nhất để tránh vòng đất. Một lá kim loại bổ sung bao bọc thường quấn xung quanh bó dây dẫn bên trong lớp bảo vệ nhưng vẫn tiếp xúc với lớp vỏ bảo vệ dây. Ví dụ cho một số loại cáp dẫn được thấy ở hình 13

Để sử dụng cho các mục đích di dời liên tục và có độ linh hoạt cao, nhiều loại cáp dẫn thường được được làm với nhiều bó sợi dây dẫn nhằm cải thiện bán kính uốn của cáp dẫn và tăng thời gian sử dụng. Các thông số kỹ thuật về số vòng mong muốn và bán kính uốn tối thiểu thường được liệt kê trong các catalog về dây dẫn.

Kết nối các dây dẫn riêng biệt hoặc nhiều cáp dẫn lại với nhau có thể được hoàn thành với các khối kết nối, nhưng trong một số trường hợp chúng phải được bện lại với nhau. Điều này có thể làm bằng cách dùng các nếp gấp trên các miếng kim loại dễ uốn được gọi là đầu nối dây,hoặc dây có thể được hàn lại. Sau khi hàn, các mối kết nối dây nên được cách điện bằng cách dùng băng keo điện hoặc dùng ống co.

Strain relief  (phần giải tỏa sức ép)

Để tránh việc kéo dây và cáp dẫn rơi khỏi đầu gắn thì một thiết kế strain relief được đặt ở lớp vỏ dây tại điểm kết nối với đầu kết nối. Chúng có thể là loại kẹp vít hoặc có dạng như một cái “cái donut” bằng cao su. Một loại khác của strain relief có một chuỗi các gợn sóng ở điểm kết nối đầu cáp dẫn với vỏ bọc hoặc đầu nối dây. Mục đích chính của strain relief để giảm việc bị mòn hoặc kéo dãn ở điểm kết nối này khi cáp dẫn bị kéo. Strain relief còn thường được cung cấp khả năng chống nước cho cáp dẫn. Strain relief thường có các lỗ kích thước chuẩn sao cho phù hợp độ khít về điện; 3/8 in, 1/2 in, 3/4 in. Một inch hoặc lớn hơn một inch là tất cả kích thước theo tiêu chuẩn. Chúng đôi khi còn được làm từ kim loại mạ kẽm hoặc nhựa. Hình 3.36 minh họa một đầu kẹp strain relief 1/2 in được gắn bên cạnh vỏ bảo vệ.

Vòng nối   

Một vòng sắt nối là một vòng hình tròn hoặc một cái ống được dùng để giữ hoặc nối các sợi dây bằng cách rạch khía trên vòng sắt nối để gắn chặt dây với nhau. Vòng nối dây thường có một màu – một miếng nhựa được đúc để có thể xỏ dây vào trong và để nhận dạng cỡ đầu dây. Vòng nối dây ngăn các bó dây nhỏ khỏi bị lệch đầu nối và giúp cho một kết nối điện được chắc chắn. Công cụ dùng để bấm cốt với các lỗ ren được sử dụng để bấm cốt các phần lộ ra khi ghép dây.hình 3.37 cho thấy một số kích thước của vòng nối cách nhiệt.

Hàn

Một phương pháp đơn giản thường được sử dụng để nối dây với nhau hoặc nối các chân cắm với nhau chính là hàn. Nó sử dụng điện để hàn tại vị trí cần kết nối dây điện và kết nối các thiết bị với PCBs. Hàn còn được sử dụng trong hệ thống ống nước để kết nối các đường ống kim loại với nhau với một liên kết chặt chẽ giữa khí và nước.

Thuốc hàn là một chất liệu kim loại có thể chảy ra ở nhiệt độ thấp. Đối với các kết nối điện, chúng thường được kết hợp với thiếc và chì theo nhiều tỉ lệ khác nhau, thông thường là 63% thiếc và 37% chì. Tỉ lệ này còn có lợi khi bị eutectic, nghĩa là chúng trực tiếp chuyển từ dạng lỏng sang dạng rắn. Điều này là rất quan trọng vì khi kim loại đi qua chất trung gian giai đoạn “nhựa” có thể bị nứt nếu bị gián đoạn khi làm nguội.

Các loại hợp kim khác sử dụng kết nối điện là chì-bạc để có độ chắc chắn cao hơn, thiếc-kẽm hoặc kẽm nhôm để kết nối nhôm, và thiếc-bạc và thiếc- bitmut cho các kết nối điện khác. Các loại hợp kim đều nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn các vật liệu mà chúng nối. Đây là điểm khác biệt chính giữa hàn đắp và hàn chì. Tất cả các hợp kim được biết như là hàn mềm, mặc dù thuốc hàn bạc đôi khi là ngoại lệ cho kiểu hàn này.

Quá trình hàn này liên quan đến việc làm nóng chảy mối hàn và làm chảy chúng vào chỗ nối dây. Quá trình này có thể được hỗ trợ bằng cách dùng nhựa thông để phủ lên mối nối. Một số thuốc hàn có lõi hàn thông lượng, là thứ giúp ích cho quá trình này. Thêm vào việc hỗ trợ cho mối hàn chảy, thông lượng còn giúp làm sạch vật liệu và chống oxi hóa. Khi hàn các bó dây dẫn, thuốc hàn còn thường được áp dụng để kết thúc các dây riêng lẻ trước, được biết đến là dây thiếc. Nếu thông lượng được dùng để làm sợi trước hoặc làm một phần của lõi thuốc hàn, thì thuốc hàn được kéo thành sợi bằng hoạt động mao dẫn gọi là wicking.

Hàn bằng tay được sử dụng với mỏ hàn, một công cụ gia nhiệt sử dụng điện với tay cầm được cách nhiệt và có nhiều kích cỡ cho đầu mỏ hàn. Một số có thể điều chỉnh được nhiệt độ tùy theo sự khác nhau về kích thước hoạt động. Hình 3.38 cho thấy một mỏ hàn và cuộn hàn lõi nhựa thông. Thông thường khi hàn các vật liệu rắn, một bộ tản nhiệt được sử dụng giữa dây dẫn và và vật liệu để ngăn chặn các thiệt hại, nhiệt độ chính xác và kích thước đầu mỏ hàn cũng là yếu tố quan trọng.

Hàn các vật liệu với PCBs trên dây chuyền sản xuất được làm bằng một quá trình được biết đến là hàn sóng. Vật liệu được gắn lên bảng mạch với các đường dây kéo dài qua các lỗ trên bảng mạch và chạm vào mặt tiếp xúc. Các bản mạch sau đó được chuyển qua nơi chứa các vật hàn nóng chảy, nơi chúng được dao động làm tạo ra dạng sóng. Điều này cho phép thuốc hàn tiếp xúc với mạch và dây dẫn mà không cần ngâm toàn bộ mặt dưới của bảng mạch.

Một phương pháp sản xuất hàn khác là sử dụng bột thuốc hàn và hỗn hợp thông lượng trong các khối nhỏ trong các mối hàn. Chúng có thể được nóng chảy thông qua nhiệt độ đèn, bút hàn. Phương pháp này được gọi là hàn chảy ngược. Thường là một sự kết hợp giữa sóng, chảy ngược, và hàn tay sẽ được sử dụng trên cùng một mạch PCB.