6ES7214-2AS23-0XB8|S7-200CN模块

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限位开关又称行程开关，其应用范围*广。它是一种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和发出控制指令信号等，从而达到一定的控制目的的常用开关元器件。它的作用原理与按钮类似，不同之处在于一个是手动，另一个则由运动部件的撞块碰撞。它可以被安装在静止物体或运动的物体上，当两个物体发生相对运动时，行程开关可感知两者之间位移并以机构驱动开关触点闭合或断开，以此控制电路和机构的动作。通常，这类开关被用来进行位置状态的检测和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和发出控制指令等。

行程开关结构一般由操作头、机械机构、微动开关和罩壳组成。操作头和机械机构根据实际控制需要做成各种形式，如图1.3-5所示。其触点大多内置一个微动开关代替。行程开关也有复位型和位置保持型之分。触点也有单个常开、单个常闭、一组常开常闭之分。

按钮、旋钮和限位开关，这是PLC输入端口*常用的两大类元器件。

图1.3-5 限位开关图示

● 继电器触点

按钮和限位开关均是通过人为或外部机械动力使触点动作。利用物质的物理性质使触点工作的元器件称为继电器。其大致可分为电磁继电器和物理量控制继电器两大类。

电磁继电器按触头功率的大小分为中间控制继电器和接触器，如图 1.3-6 所示。它们的工作原理基本上都是一样的，见图1.3-6工作原理示意。

图 1.3-6 中，1、2 为电磁铁线圈。线圈在未通电时，其常开触点为5、4，常闭触点为5、3。当1、2两端加以电压，线圈通电后产生一定强度的磁场，磁场所产生的电磁力大于弹簧拉力时，吸引衔铁向下动作，衔铁带动动触点5动作，使5、4动合，而5、3动断。当线圈的电压下降或去除时，电磁力消失，衔铁在弹簧的拉力下复位，触点恢复原来状态。继电器一般有2～4组常开/常闭触点。

图1.3-6 继电器、接触器及工作原理图示

在工业控制中，物理量控制继电器是指利用物质的各种物理、化学特性控制触点产生动作的特殊的元器件，如电压继电器、电流继电器、热继电器、时间继电器、压力继电器、温度继电器、速度继电器、液位继电器等。图1.3-7为部分物理量控制继电器图示。

图1.3-7 物理量控制继电器图示

现以图 1.3-8 所示压力(气压)继电器为例说明物理量控制继电器的工作原理。图中，压缩空气进入压力继电器后，会克服弹簧的压力而推动柱塞向上滑动，压力增加后，右边的钢球被柱塞挤动而向右移动，压力越大，柱塞向上滑动位移越大，钢球向右移动距离也越大，到达一定压力后，钢球会压下微动开关，微动开关*动作而使触头状态发生改变。压力调节螺钉可以调整弹簧的压力，实际上是调整使微动开关动作的空气压力值。

物理量控制继电器常用来作为控制系统的安全、保护、报警和指令信号。

2)有源开关量元器件

上面所介绍的各种按钮、旋钮和各种限位开关、继电器触点等都具有三大特点：一是它们都有触点开关，信号是通过触点的动作完成的;二是它们的触点动作都是通过与外力直接接触而完成的;三是开关本身不需要附加电源，一般称为有触点无源开关。有触点开关的缺点是由于存在可动作的触头部件，动作时会产生电弧或火花，不适合在复杂环境下工作;触点会磨损，使用寿命短;触头动作需要时间，开关的使用频率受到限制;由于开关需要直接接触才能工作，因此开关体积大，耗材多，应用环境受到限制。

图1.3-8 压力继电器及工作原理图示

有触点开关的这些缺点在无触点开关上得到了根本性的改善。什么是无触点开关无触点开关实际上是一个由电子器件组成的电子开关，利用电子器件(二极管、晶体管、晶闸管等)的导通和截止特性完成开关的功能。详细的工作原理读者可参看有关的电工电子书籍和资料。无触点开关是在电子器件内部完成开关的转换，因此，不会有火花和噪声;开关的响应时间短，使用的频率可达每秒万次以上，满足工业控制要求。开关的体积可以很小，利用物质的物理性质可以做到无直接接触而完成开关动作的转换。为保开关电路的正常工作，无触点开关本身是需要电源的，所以一般称为有源开关。下面对在工业控制中*常用的接近开关————光电开关予以介绍。