在各種運動和位置控制設(shè)備中常用限位開關(guān)來對其運動部件的位置進行限位控制，通過限位開關(guān)可以將其運動部件的運動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)定性和可靠性對于各種運動和位置控制設(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，可將多個限位開關(guān)進行復合控制使用。目前常用的限位開關(guān)有機械式、光電式、感應式等幾種，其中機械式限位開關(guān)是一種接觸式限位開關(guān)，光電式和感應式限位開關(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，都必須在其運動部件所經(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)實際可以看成是一個虛擬的限位開關(guān)，其基本原理是通過計數(shù)控制電路實時跟蹤計算設(shè)備中運動部件的位置，當設(shè)備中運動部件的位置到達計數(shù)控制電路預先設(shè)定的位置值時，計數(shù)控制電路就認為其運動部件已經(jīng)到達限位處，此時計數(shù)控制電路就會向驅(qū)動控制器發(fā)出相應的控制信號，驅(qū)動控制器控制電機停止運轉(zhuǎn)或反向運轉(zhuǎn)，這樣就可起到常規(guī)的硬限位開關(guān)的作用。

在實際應用過程中，通?？梢詫⒂蚕尬婚_關(guān)和軟限位開關(guān)結(jié)合起來使用，當兩者結(jié)合使用時，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)故障報警作用，因為此時如果硬限位開關(guān)動作了，說明軟限位開關(guān)設(shè)置沒起作用，應立即停機檢查計數(shù)控制電路和相應的控制環(huán)節(jié)。

軟限位開關(guān)的設(shè)置原理

要在一個自動控制設(shè)備中設(shè)置軟限位開關(guān)，該設(shè)備中的運動和位置控制必須是一個帶位置檢測和反饋環(huán)節(jié)的閉環(huán)控制系統(tǒng)才行，如果是一個開環(huán)控制系統(tǒng)的話，必須增加相應的閉環(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)對比示意圖，圖1(a)所示是某一自動定點控制系統(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)中的自動定點控制系統(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)對比

在圖1(b)中，軟限位開關(guān)點A’點處的編碼計數(shù)值就是運動滑塊的上限值，當編碼計數(shù)值等于此值時，后級的計數(shù)控制電路就認為其已到達上限位處，此時計數(shù)控制電路就會向驅(qū)動控制器發(fā)出相應的控制信號，驅(qū)動控制器控制電機停止運轉(zhuǎn)或反向運轉(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B’點處的編碼計數(shù)值就是運動滑塊的下限值，當編碼計數(shù)值等于此值時，后級的計數(shù)控制電路就認為其已到達下限位處，此時計數(shù)控制電路就會向驅(qū)動控制器發(fā)出相應的控制信號，驅(qū)動控制器控制電機停止運轉(zhuǎn)或反向運轉(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)的應用

通常軟限位開關(guān)應該和硬限位開關(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，其運動部件的運動位置應該在軟限位開關(guān)設(shè)定的區(qū)域內(nèi)，硬限位開關(guān)并不起作用，只有當軟限位開關(guān)失常時，此時硬限位開關(guān)起極限位置保護和運動系統(tǒng)故障報警作用。

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

圖2 軟限位開關(guān)的應用實例

在圖2所示的應用實例示意圖中，上下軟限位A’點和B’點的對應編碼計數(shù)值應預先設(shè)定到計數(shù)控制器中，當定位滑塊運動到A’和B’點位置時，計數(shù)控制器就會發(fā)出相應的控制信號，驅(qū)動控制器就會使驅(qū)動電機停轉(zhuǎn)或反向運轉(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)故障檢測報警使用，當硬限位開關(guān)A和B動作時，說明系統(tǒng)中的軟限位開關(guān)沒起作用，此時應仔細分析查找原因。

結(jié)束語

軟限位開關(guān)實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、重復性好等優(yōu)點，在各種電氣設(shè)備中，將軟限位開關(guān)和硬限位開關(guān)復合使用后，可以較大提高電氣設(shè)備運行的可靠性和穩(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)改造活動中，軟限位開關(guān)技術(shù)必將會得到越來越廣泛的應用。

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