由于半导体元器件的出现,产生了一种非接触式的行程开关,即接近开关。当生产机械接近它到一定距离范围之内时,它就能发出信号,以控制生产机械的位置或进行计数。
接近开关即无触点行程开关,内部为电子电路,按工作原理分为高频振荡型、电容型和永磁型三种类型。使用时对外连接3根线,其中红、绿两根线外接直流电源(通常为24V),另一根黄线为输出线。接近开关供电后,输出线与绿线之间为高电平输出;当有金属物靠近该开关的检测头时,输出线与绿线之间翻转成低电平。可利用该信号驱动一个继电器或直接将该信号输入PLC等控制回路。
红外线光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称,它利用被检测物体对红外光束的遮光或反射,由同步回路选通而检测物体的有无,其物体不限于金属,对所有能反射光线的物体均可检测。根据检测方式的不同,红外线光电开关可分为漫反射式光电开关,镜反射式光电开关,对射式光电开关,槽式光电开关和光纤式光电开关等。光电开关的主要技术参数包括:检测距离、回差距离、响应频率、输出状态、检测方式、输出形式、指向角、防护等级、表面反射率等。
1.接近开关
罗克韦尔公司的接近开关包括感应式接近开关、电容式接近开关和超声波开关等。
(1)感应式接近开关
感应式接近开关有管状感应式接近开关、矩形感应式接近开关、气缸感应式接近开关、环形和槽形感应式接近开关。
以管状感应式接近开关为例:如图1-26所示,为管状模拟量开关。
871C管状模拟量开关是自成体系的通用固态设备,设计为无须接触即可感知黑色金属和有色金属物体的存在。可提供0~10V的源电流模拟量输出,输出与感应距离成比例。
管状模拟量开关特性:
1)0~10V拉出式模拟量输出;
2)3线操作;
3)18~30V直流;
4)12mm、18mm和30mm直径;
5)2m(6.5 ft)PVC电缆连接;
6)短路、过载、反极性和瞬时噪声防护。
管状模拟量开关应用项目:
1)轻型包装应用项目;
2)汽车焊接设备;
3)食品加工厂。
(2)电容式接近开关
管状电容式开关,如图1-27所示。
图1-26 接近开关
875C和875CP管状电容式开关具有可调感应距离,并配有两个用于显示电源和输出状态的指示灯。875C开关带有屏蔽,封装在镀镍黄铜套筒中。875CP型采用塑料套筒,不带屏蔽。两种型号均符合NEMA 12及IP67(IEC529)外壳标准。连接选件包括PVC电缆以及微型和超微型速断件。
管状电容式开关特性
1)金属、非金属固态和液态感应功能;
图1-27 电容式接近开关
2)屏蔽金属(875C)和无屏蔽塑料(875CP)型;
3)可调感应距离;
4)2线或3线操作;
5)PVC电缆或快速断开型;
6)10~48V直流或24~240V交流;
7)常开或常闭输出;
8)短路、过载、反极性、瞬时噪声防护。
管状电容式开关应用项目
1)木材、纸浆和造纸;
2)干燥物料和液位检测;
3)观察孔液位检测;
4)食品加工。
(3)超声波开关
如图1-28所示,873C接近式超声波传感器可检测最大距离为1m(3.3 ft)的固态和液态目标。此传感器有两种类型:带模拟量电压输出的背景抑制单元,或者带数字量输出的标准散射模式。
接近式超声波开关特性
1)3线操作;(www.xing528.com)
2)3导线连接;
3)18~30V直流;
4)模拟量或数字量(离散)输出;
5)金属、非金属固态和液态感应功能;
6)短路、假脉冲、反极性、过载和瞬时噪声防护;
7)可调感应距离(数字/离散型);
8)可调背景抑制(模拟型)。
接近式超声波开关应用项目
1)物料输送;
2)包装;
3)食品加工;
4)运输。
2.光电开关
图1-28 超声波开关
1)9000系列:9000系列开关提供的密封技术,可帮助抵御反复高压和高温的侵袭。
2)RightSight:RightSight光电开关具有工业标准的18mm圆柱体的独特直角设计,提供抵御高压侵袭的保护。
3)MiniSight:MiniSight光电开关具有两线AC/DC或DC两种模式,提供工业标准机壳并提高其工业耐久性。
4)其他的光电开关
①在工业最小型光电开关系列中的超小型42kA。
②自教、超高速和模拟输出DIN光纤开关。
③高性能背景抑制开关。
④明亮观测ClearSight亮通式物体检测器。
⑤直接连接设备网(DeviceNet)网络的开关。
⑥各种类型的光纤电缆和零件。
3.行程开关
行程开关有多种设计、经久耐用的密封、前面安装功能和易于更改模式的功能。
1)插入式开关;
2)出厂前密封的开关;
3)IEC标准式触点直接动作的行程开关,符合IEC 947-5-1标准。
4.安全电缆拉动(Safety Cable-Pull)开关和安全互锁(Safety Key Interlock)开关
1)安全拉动开关可用于紧急停机系统;
2)互锁开关(按键式、铰链和螺线管键式)用于机器和自动流程保护。
全部具备直接接动作触点,符合IEC 947-5-1标准。安全互锁开关用于保护员工,一旦防护门被打开或者受保护的门被提升超出范围就停止危险的机器。这对于进入那些不常进入但需要做维护的设备来说是一个更经济的解决方案,如图1-29所示。
开关产品是工业应用中最广的,产品包括:
1)440K舌片开关—最普遍的门互锁技术。其检测门的转动、滑动或者提升,通过在开关内的钥匙来打开。
2)440G带锁防护开关—采用和Bulletin440K一样的操作原理,但增加了内部线圈来保持钥匙在开关体内的位置,允许安全系统将门锁定在正确的位置,直到机器的电源被隔离。
3)440H转动开关—设计用于转动点的保护。因为它们不需要使用钥匙插入开关体的槽中,转动开关对于带有不规则门的机器或污染物可能会掉到钥匙孔里的应用是理想的选择。
4)440P和802T位置(限位)开关—440P开关以经济的IEC标准封装产品提供了满足Machinery Directive要求的安全触点。直接开断动作的802T限位开关是一种能提供可靠开断的安全触点,封装在与NEMA标准类似的外壳中,用于可靠控制及其他安全应用。如图1-30所示。
图1-29 安全互锁开关
图1-30 802T限位开关
Bulletin 440N非接触开关是用于多数机器的最简单的互锁技术。其磁触发安全触点执行器和开关之间不需要接触,设置、排列简单并减少了安装费用。非接触互锁意味着更低的损耗,更高的性能,并比其他互锁技术具有较高的抗扰动性。
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