在各種運(yùn)動(dòng)和位置控制設(shè)備中常用限位開關(guān)來對(duì)其運(yùn)動(dòng)部件的位置進(jìn)行限位控制，通過限位開關(guān)可以將其運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)范圍限制在工作需要的安全范圍內(nèi)，一旦限位開關(guān)失效，將可能造成控制設(shè)備的損壞或發(fā)生生產(chǎn)事故，因此限位開關(guān)的穩(wěn)定性和可靠性對(duì)于各種運(yùn)動(dòng)和位置控制設(shè)備來講是十分重要的。

為了提高控制設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，可將多個(gè)限位開關(guān)進(jìn)行復(fù)合控制使用。目前常用的限位開關(guān)有機(jī)械式、光電式、感應(yīng)式等幾種，其中機(jī)械式限位開關(guān)是一種接觸式限位開關(guān)，光電式和感應(yīng)式限位開關(guān)則屬于非接觸式限位開關(guān)，在這幾種限位開關(guān)中，無論采用哪一種，都必須在其運(yùn)動(dòng)部件所經(jīng)過的需限位的地方固定安裝限位開關(guān)部件，為了能將這些限位開關(guān)與本文所介紹的軟限位開關(guān)相區(qū)別，以下本文將其統(tǒng)稱為硬限位開關(guān)。

本文所介紹的軟限位開關(guān)實(shí)際可以看成是一個(gè)虛擬的限位開關(guān)，其基本原理是通過計(jì)數(shù)控制電路實(shí)時(shí)跟蹤計(jì)算設(shè)備中運(yùn)動(dòng)部件的位置，當(dāng)設(shè)備中運(yùn)動(dòng)部件的位置到達(dá)計(jì)數(shù)控制電路預(yù)先設(shè)定的位置值時(shí)，計(jì)數(shù)控制電路就認(rèn)為其運(yùn)動(dòng)部件已經(jīng)到達(dá)限位處，此時(shí)計(jì)數(shù)控制電路就會(huì)向驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制器控制電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或反向運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就可起到常規(guī)的硬限位開關(guān)的作用。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，通常可以將硬限位開關(guān)和軟限位開關(guān)結(jié)合起來使用，當(dāng)兩者結(jié)合使用時(shí)，可以將軟限位開關(guān)設(shè)置在硬限位開關(guān)前端，這樣硬限位開關(guān)不僅能起到限位作用，還可起到系統(tǒng)故障報(bào)警作用，因?yàn)榇藭r(shí)如果硬限位開關(guān)動(dòng)作了，說明軟限位開關(guān)設(shè)置沒起作用，應(yīng)立即停機(jī)檢查計(jì)數(shù)控制電路和相應(yīng)的控制環(huán)節(jié)。

軟限位開關(guān)的設(shè)置原理

要在一個(gè)自動(dòng)控制設(shè)備中設(shè)置軟限位開關(guān)，該設(shè)備中的運(yùn)動(dòng)和位置控制必須是一個(gè)帶位置檢測和反饋環(huán)節(jié)的閉環(huán)控制系統(tǒng)才行，如果是一個(gè)開環(huán)控制系統(tǒng)的話，必須增加相應(yīng)的閉環(huán)控制環(huán)節(jié)后才能設(shè)置軟限位開關(guān)。

圖1是硬限位開關(guān)和軟限位開關(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)比示意圖，圖1(a)所示是某一自動(dòng)定點(diǎn)控制系統(tǒng)硬限位開關(guān)結(jié)構(gòu)的示意圖，圖1(b)所示是將圖1(a)中的自動(dòng)定點(diǎn)控制系統(tǒng)硬限位開關(guān)結(jié)構(gòu)改為軟限位開關(guān)結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖1 硬限位開關(guān)和軟限位開關(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)比

在圖1(b)中，軟限位開關(guān)點(diǎn)A’點(diǎn)處的編碼計(jì)數(shù)值就是運(yùn)動(dòng)滑塊的上限值，當(dāng)編碼計(jì)數(shù)值等于此值時(shí)，后級(jí)的計(jì)數(shù)控制電路就認(rèn)為其已到達(dá)上限位處，此時(shí)計(jì)數(shù)控制電路就會(huì)向驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制器控制電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或反向運(yùn)轉(zhuǎn)，由此可起到圖1(a)中硬限位開關(guān)A的同樣作用。

同理，在圖1(b)中，軟限位開關(guān)點(diǎn)B’點(diǎn)處的編碼計(jì)數(shù)值就是運(yùn)動(dòng)滑塊的下限值，當(dāng)編碼計(jì)數(shù)值等于此值時(shí)，后級(jí)的計(jì)數(shù)控制電路就認(rèn)為其已到達(dá)下限位處，此時(shí)計(jì)數(shù)控制電路就會(huì)向驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制器控制電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或反向運(yùn)轉(zhuǎn)，由此可起到圖1(a)中硬限位開關(guān)B的同樣作用。

軟限位開關(guān)的應(yīng)用

通常軟限位開關(guān)應(yīng)該和硬限位開關(guān)結(jié)合起來使用，軟限位開關(guān)需設(shè)置在硬限位開關(guān)的前端，在設(shè)備正常工作情況下，其運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)位置應(yīng)該在軟限位開關(guān)設(shè)定的區(qū)域內(nèi)，硬限位開關(guān)并不起作用，只有當(dāng)軟限位開關(guān)失常時(shí)，此時(shí)硬限位開關(guān)起極限位置保護(hù)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)故障報(bào)警作用。

圖2是某分切設(shè)備自動(dòng)定點(diǎn)控制環(huán)節(jié)中軟限位開關(guān)和硬限位開關(guān)結(jié)合使用的應(yīng)用實(shí)例示意圖。

圖2 軟限位開關(guān)的應(yīng)用實(shí)例

在圖2所示的應(yīng)用實(shí)例示意圖中，上下軟限位A’點(diǎn)和B’點(diǎn)的對(duì)應(yīng)編碼計(jì)數(shù)值應(yīng)預(yù)先設(shè)定到計(jì)數(shù)控制器中，當(dāng)定位滑塊運(yùn)動(dòng)到A’和B’點(diǎn)位置時(shí)，計(jì)數(shù)控制器就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制器就會(huì)使驅(qū)動(dòng)電機(jī)停轉(zhuǎn)或反向運(yùn)轉(zhuǎn)，從而起到上下限位的作用。

圖2中的硬限位開關(guān)A(上限位開關(guān))和硬限位開關(guān)B(下限位開關(guān))可在系統(tǒng)中作為極限位置和系統(tǒng)故障檢測報(bào)警使用，當(dāng)硬限位開關(guān)A和B動(dòng)作時(shí)，說明系統(tǒng)中的軟限位開關(guān)沒起作用，此時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析查找原因。

結(jié)束語

軟限位開關(guān)實(shí)際上是一種虛擬的限位開關(guān)，與傳統(tǒng)的硬限位開關(guān)相比，它具有壽命長、可靠性高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，在各種電氣設(shè)備中，將軟限位開關(guān)和硬限位開關(guān)復(fù)合使用后，可以較大提高電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。

相信隨著電子技術(shù)和檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，在各種電氣設(shè)備的技術(shù)更新和技術(shù)改造活動(dòng)中，軟限位開關(guān)技術(shù)必將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

（摘編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“軟限位開關(guān)的設(shè)置原理與應(yīng)用”，作者為武鋒、于淑萍。）