超行程传感器 电气知识基础篇之行程开关与接近开关（一）

电气知识基础篇之行程开关与接近开关（一）

行程开关，又称限位开关，是一种常用的小电流主令电器。利用机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。

例1：行李系统电气控制柜照明系统采用行程开关控制，当你打开控制柜门时，控制柜里面的灯就会亮了起来，而关上控制柜门就又熄灭了，这是因为门框上装有行程开关，被控制柜门压紧时灯的电路断开，控制柜门一开就放松了，于是就自动把电路闭合使灯点亮。

例2：旅客登机桥调平轮采用多组行程开关组合而成的开关控制系统（后续详细讲解），及登机桥各种限位保护系统均是采用行程开关来控制。

例3：电梯的控制电路中,利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位,轿厢的上、下限位保护。

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原理、用途

原理

行程开关动作原理同按钮类似，所不同的是：一个是手动，另一个由运动部件的撞块碰撞。

具体原理是当运动机构的挡铁压到位置开关的滚轮上时，转动杠杆连同转轴一起转动，凸轮撞动撞块使得常闭触点断开，常开触点闭合；挡铁移开后，复位弹簧使其复位。

主要过程是当行程开关的机械触头碰上挡块时，切断了（或改变了）控制电路，机械就停止运行或改变运行。由于机械的惯性运动，这种行程开关有一定的“超行程”以保护开关不受损坏。

用途

根据运动部件的位置而切换电路控制运动部件的位置、方向、行程大小。

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分类与结构

按运动形式分为：直动式、转动式。

按其结构可分为：直动式、滚轮式、微动式和组合式。

直动式行程开关

其结构原理如右图所示,其动作原理与按钮开关相同,但其触点的分合速度取决于机械的运行速度,不宜用于速度低于0.4m/min的场所。

组成：1.推杆 2.弹簧 3.动合触点 4.动断触点 5.压缩弹簧

滚轮式行程开关

滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮(羊角式)非自动复位式,双滚轮行移开关具有两个稳态位置,有“记忆”作用,在某些情况下可以简化线路。

组成：1.滚轮 2.上转臂 3、5、11.弹簧 4.套架 6与9.压板 7.触点 8.横版 10.滑轮

微动式行程开关

组成：1.壳体 2.弹簧片 3.常开触点 4.常闭触点 5.动触点 6.推杆

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符号

文字符号：SQ

图形符号：

常开/常闭触点

接近开关

在各类开关中，有一种对接近它物件有“感知”能力的元件——位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，这就是接近开关。

接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给可编程逻辑装置（PLC/DC）提供控制指令。

例：行李系统所使用的倍加福涡流式（电感式）接近开关、倍加福光电开关等，登机桥使用的超声波测距开关。

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一般原理、用途

一般原理

当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节等。

用途

1.检验距离:检测电梯、升降设备的停止、起动、通过位置；检测车辆的位置，防止两物体相撞检测；检测工作机械的设定位置，移动机器或部件的极限位置；检测回转体的停止位置，阀门的开或关位置。

2.尺寸控制:金属板冲剪的尺寸控制装置；自动选择、鉴别金属件长度；检测自动装卸时堆物高度；检测物品的长、宽、高和体积。

3.检测物体存在有否:检测生产包装线上有无产品包装箱；检测有无产品零件。

4.转速与速度控制:控制传送带的速度；控制旋转机械的转速；与各种脉冲发生器一起控制转速和转数。

5.计数及控制:检测生产线上流过的产品数；高速旋转轴或盘的转数计量；零部件计数。

6.检测异常:检测瓶盖有无；产品合格与不合格判断；检测包装盒内的金属制品缺乏与否；区分金属与非金属零件；产品有无标牌检测；起重机危险区报警；安全扶梯自动启停。

7.计量控制:产品或零件的自动计量；检测计量器、仪表的指针范围而控制数或流量；检测浮标控制测面高度，流量；检测不锈钢桶中的铁浮标；仪表量程上限或下限的控制；流量控制，水平面控制。

8.识别对象:根据载体上的码识别是与非。

9.信息传送:ASI（总线）连接设备上各个位置上的传感器在生产线(50-100米)中的数据往返传送等。

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分类与结构

按供电方式：交流型与直流型。

按输出方式：PNP与NPN（两线制、三线制、四线制、五线制）、模拟量型。

按工作原理：无源式、涡流式（电感式）、电容式、霍尔效应型、光电式、超声波型、其他型式。

无源接近开关

不需要电源，通过磁力感应控制开关的闭合状态。当磁 或者铁质触发器靠近开关磁场时，和开关内部磁力作用控制闭合。

特点：不需要电源，非接触式，免维护，环保。

涡流式接近开关

有叫电感式接近开关

原理：由电感线圈和电容及晶体管组成振荡器，并产生一个交变磁场，当有金属物体接近这一磁场时就会在金属物体内产生涡流，从而导致振荡停止，这种变化被后极放大处理后转换成晶体管开关信号输出。

特点：1.抗干扰性能好，开关频率高，大于200Hz 2.只能感应金属。

电容式接近开关

这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。

霍尔效应接近开关

霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。

光电式接近开关

利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。

超声波接近开关

当观察者或系统对波源的距离发生改变时，接近到的波的频率会发生偏移，这种现象称为多普勒效应。声纳和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可制成超声波接近开关。当有物体移近时，接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移，由此可以识别出有无物体接近。超声波接近开关，可检测到2.5cm至10m内的任何物体。

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符号

文字符号：SQ

图形符号：

动合/动断触点

来源：民航技术控

行程传感器XKCON-TSD-200满足斗轮机自动化控制的高精度定位要求

济南祥控自动化有限公司自主研发的行程传感器XKCON-TSD-200 是一款用于测量斗轮机等装载设备运动轨迹的检测检测装置。

一、工作原理

行程传感器XKCON-TSD-200 通过配置光电编码器对斗轮机等装载设备的位移信息进行采集和转化成电信号输出，从而实现其运动状态的监测和控制。

二、行程传感器XKCON-TSD-200的主要技术参数

· 测量范围：±1000m，其它可定制

· 分 辨 率：1024 / 2048 / 4096

· 工作电压：DC 24V

· 最高转速：3000rpm

· 通信接口：RS485、RS422、CAN、LAN

· 工作温度：-25℃~+85℃

· 环境湿度：0~90%RH（无凝露）

· 防护等级：IP65

· 设备重量：7kg

三、性能优势

a. 行程轮采用滚花防滑结构 有宽阔接触面；

b. 可适用于多种轨道宽度的行程测量；

c. 可获取、计算和传输设备的正负行驶距离 ；

d. 采用防卡线结构设计避免使用时发生故障；

e. 直接识别物体的绝对位置，无需复位操作；

f. IP65防护等级 ，防水、防尘、防腐蚀；

g. 支持RS485、RS422、CAN等多种通讯方式；

h. 支持 测量和其它功能定制 。

四、实现斗轮机自动化控制

斗轮机定位是提高斗轮机全自动控制系统可靠性的关键，将行程传感器安装在斗轮机中，能够满足斗轮全自动控制系统的高精度定位要求 ，为实现斗轮机全自动智能控制和就地无人值守提供技术基础和数据保障。

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