CN104242235A - 往返设备中的限位开关旁路 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种往返设备中的限位开关旁路，包括安装在固定轨道两端往返设备正常行程边界的2个机械式限位开关、1个两位旋钮、2个继电器、1个接触器以及PLC的输入模块、输出模块。在往返设备运行超出正常行程，触发机械式限位开关时可更安全的保护设备和维护人员、更快速的复位故障的方案。其在既有的处理方案基础上增加限位开关旁路功能，不仅可以在任一机械式限位开关被触发时，在逻辑程序中行程故障警报，而且可以在硬件回路中彻底断开往返设备驱动电机的电源回路，并且可以通过限位开关旁路功能更加快速、安全的复位故障，使往返设备重新进行正常运行。

Description

往返设备中的限位开关旁路

技术领域

本发明涉及一种工业生产设备中往返设备的限位控制装置，属输送机控制技术领域。

背景技术

往返设备在工业生产中属于比较常见的设备，例如：升降设备的往返运行、移动设备的往返运行。往返设备在工业生产设备中的广泛使用，大大简化了前期规划方案，使生产工艺的路由规划更加自由多样化，节省空间，提高空间利用率。此类往返运行的设备都是在固定的轨道上进行往返运行，但当往返设备运行超出固定的轨道时，会对设备造成严重的损害，极大耽误生产时间，损害公司的生产利益。

以往，为避免往返设备在运行中超出固定的轨道，较为有效的一般做法是在固定轨道的两端设置机械死挡，从机械方面阻挡往返设备超出固定轨道。但此种方式是避免往返设备运行至轨道的两端极限位置，并会造成往返设备与机械死挡的机械接触式碰撞，会对往返设备及机械死挡同时造成机械损害。

在电气方面，常用解决方法是在固定轨道两端、往返设备达到极限位置前，在固定轨道两端各设置一个机械式限位开关。当任一机械式限位开关被触发时，即认为往返设备达到极限位置，设备处于故障状态。当机械式限位开关被触发时，电气硬件回路及逻辑程序中一般有两种做法，1：仅在逻辑程序中形成警报，停止设备的自动运行状态。2：在逻辑程序中形成警报，停止设备的自动运行状态，同时，在机械式限位开关被触发时断开往返设备的驱动电机的控制电源。第一种方式是仅在电气逻辑程序回路中断开设备的自动运行状态，不能断开往返设备的驱动电机的控制电源，存在相当大风险。第二种方式不仅在电气逻辑程序回路中断开设备的自动运行状态，而且在机械式限位开关被触发时断开往返设备的驱动电机的控制电源，但是，为恢复往返设备的正常运行就需要外加的动力驱使往返设备脱离所触发的机械式限位开关，实际操作时存在一定的繁琐及难度。

综上，现有的机械及电气的解决避免往返设备运行超出固定轨道的方式都存在一定的弊端。为提高生产设备的安全可靠性、维持生产设备的高运转率，必须有一种更可靠的方式解决往返设备运行超出固定轨道的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种往返设备中的限位开关旁路，在电气硬件回路中设置往返设备的限位开关旁路，使得在往返设备在触发任一机械式限位开关时，既可以在电气逻辑程序回路中断开设备的自动运行状态，又可以断开往返设备的驱动电机的控制电源，而且在恢复往返设备的正常运行时，不需要外加的动力驱使往返设备脱离所触发的机械式限位开关。

按照本发明提供的技术方案，所述往返设备中的限位开关旁路包括：安装在固定轨道两端往返设备正常行程边界的2个机械式限位开关、1个两位旋钮、2个继电器、1个接触器以及PLC的输入模块、输出模块；2个继电器中，第二继电器的线圈与2个机械式限位开关的常闭触点串连，第二继电器的的触点与接触器的线圈串联，接触器的触点串联在往返设备驱动电机的电源回路中；第一继电器的控制端连接输出模块的输出点，第一继电器的触点与第一继电器的的触点并联；两位旋钮的两档分别接入到输入模块的两个输入点，用于控制限位开关旁路的启用和断开；第一继电器在启用限位开关旁路功能时吸合，第二继电器在2个机械式限位开关均未被触发时吸合，接触器在第一继电器和第二继电器同时或任一吸合时吸合，输入模块采集两位旋钮所在档位及2个机械式限位开关的信号；当往返设备在固定轨道上运行超出任一端的行程时，相对应的机械式限位开关将被触发，第二继电器常闭触点断开，从而通过接触器控制往返设备驱动电机电源回路的通断；第一继电器通过输出模块的输出点控制，当输出点为“开”时，第二继电器吸合从而实现在第一个继电器断开时控制往返设备驱动电机电源回路的通断。

具体的，所述机械式限位开关采用行程开关。

所述2个机械式限位开关的常开触点分别接入至输入模块的输入点，当任一机械式限位开关被触发时，逻辑程序检测到输入点被点亮，形成故障警报，断开逻辑程序自动运行条件，往返设备停止自动运行。

本发明的优点是：本发明更能确保当往返设备运行超出正常行程时设备的安全性，不仅在逻辑程序中形成故障警报，而且在硬件回路中断开往返设备驱动电机的电源回路，确保往返设备在异常时的安全可靠性，启用限位开关旁路功能时，可以通过旁路功能实现接通往返设备驱动电机的电源回路，从而实现手动操作往返设备恢复至正常行程内，避免了外加动力及实际操作中的一些繁琐及难度，提高了设备安全性，缩短了故障处理时间。

附图说明

图1是继电器2的硬件回路示意图。

图2是接触器1的硬件回路示意图。

图3是两位旋钮和机械式限位开关输入点回路示意图。

图4是继电器2输出点回路示意图。

图5是往返设备进行往返运行时触发机械式限位开关示意图。

具体实施方式

本发明提出一种往返设备运行超出正常行程，触发机械式限位开关时可更安全的保护设备和维护人员、更快速的复位故障的方案。在既有的处理方案基础上增加限位开关旁路功能，不仅可以在任一机械式限位开关被触发时，在逻辑程序中行程故障警报，而且可以在硬件回路中彻底断开往返设备驱动电机的电源回路，并且可以通过限位开关旁路功能更加快速、安全的复位故障，使往返设备重新进行正常运行。

以下对照附图阐述电气硬件回路的安装接线方式及两个机械式限位开关的安装方式，如图1～4所示，本发明包括安装在固定轨道两端往返设备正常行程边界的2个机械式限位开关（本实施例使用行程开关）、1个两位旋钮、2个继电器、1个接触器以及PLC的输入模块、输出模块。2个继电器中，第二继电器的线圈与2个机械式限位开关的常闭触点串连，第二继电器的的触点与接触器的线圈串联，接触器的触点串联在往返设备驱动电机的电源回路中；第一继电器的控制端连接输出模块的输出点，第一继电器的触点与第一继电器的的触点并联；两位旋钮的两档分别接入到输入模块的两个输入点，用于控制限位开关旁路的启用和断开。

2个机械式限位开关检测往返设备是否超出正常运行行程，两位旋钮实现是否启用限位开关旁路功能，第一继电器在启用限位开关旁路功能时吸合，第二继电器在2个机械式限位开关均未被触发时吸合，接触器在第一继电器和第二继电器同时或任一吸合时吸合，输入模块采集两位旋钮所在档位及2个机械式限位开关的信号；采用一个触发模块控制继电器1的吸合及断开。

当往返设备在固定轨道上运行超出任一端的行程时，相对应的机械式限位开关将被触发，第二继电器常闭触点断开，从而通过接触器控制往返设备驱动电机电源回路的通断；第一继电器通过输出模块的输出点控制，当输出点为ON（开）时，第二继电器吸合从而实现在第一个继电器断开时控制往返设备驱动电机电源回路的通断。

如图5所示，所述2个机械式限位开关分别设置在往返设备固定轨道两端上的正常行程外的安全距离内，作用为检测往返设备在进行往返运行时是否超出正常行程，当往返设备在固定轨道上运行超出任一端的行程时，相对应的机械式限位开关将被触发；2个继电器中第二继电器是通过2个机械式限位开关的常闭触点串连来控制通断的，当任一机械式限位开关被触发时，其常闭触点断开，接触器线圈回路断开，接触器不能吸合从而控制往返设备驱动电机电源回路的通断。2个继电器中第一继电器是通过输出模块的输出点控制，当逻辑程序执行结果输出点ON时，第一继电器吸合从而实现在第二继电器断开时控制往返设备驱动电机电源回路的通断；通过接触器的通断控制往返设备驱动电机电源回路通断。

本发明的控制方案采用2个机械式限位开关的常开触点分别接入至输入模块的输入点，当任一机械式限位开关被触发时，逻辑程序检测到输入点被点亮，形成故障警报，断开逻辑程序自动运行条件，设备停止自动运行。

本发明的控制方案采用2个机械式限位开关的常闭触点串连控制继电器的通断，进而控制控制往返设备驱动电机电源回路的接触器的通断，实现当往返设备运行超出正常行程时，触发机械式限位开关，断开驱动电机电源回路，确保设备的安全。

本发明的控制方案采用两位旋钮的选择实现限位开关旁路的启用或断开，当往返设备正常运行时，断开限位开关旁路，避免往返设备触发任一机械式限位开关时不能有效的断开往返设定驱动电机电源回路。当往返设备运行异常，超出正常行程时，触发任一机械式限位开关实现往返设备驱动电机电源回路的断开，此时，启用限位开关旁路功能，通过旁路功能接通往返设备驱动电机电源回路，手动操作往返设备运行至正常行程内，避免了触发机械式限位开关时，往返设备驱动电机电源回路断开，为使其恢复至正常行程内而外加的动力，避免了实际操作时存在的繁琐及难度。

如图1所示，2个机械式限位开关的常闭触发进行串连，串连后的一端连接电源+24V，另一端连接继电器2线圈的一端（如继电器2的线圈两端分正负极，请连接在对应的正极端子上），继电器2线圈的另一端连接电源0V（如继电器2的线圈两端分正负极，请连接在对应的负极端子上）。

如图2所示，继电器2的一组常开触点一端连接电源220V的一端，继电器2的同组常开触点另一端连接接触器1线圈的一端，接触器1线圈的另一端连接电源220V的另一端。继电器1的一组常开触点的两端分别连接在上述继电器2所使用的那组常开触点的两端。

此电气硬件回路的作用是当机械式限位开关1、2同时未被触发时，上述继电器2线圈通电，其常闭触点吸合，接触器1线圈通电，其常开触点吸合，往返设备驱动电机得电。反之，当机械式限位开关1、2任一开关被触发时，往返设备驱动电机失电。当机械式限位开关1、2任一开关被触发而导致往返设备驱动电机失电时，使继电器1线圈通电，吸合常开触点时，同样可以使往返设备驱动电机得电，确保往返设备驱动电机可以手动操作运行。

如图3所示，两位旋钮的两位常开触点分别连接在输入模块的两个输入点Input 01、Input 02上，当两位旋钮旋至对应输入点Input 01时，表示启用限位开关旁路，当两位旋钮旋至对应输入点Input 02时，表示断开限位开关旁路。机械式限位开关1、2的常开触点分别连接在输入模块的两个输入点Input 03、Input 04上，当任一输入信号被触发时，表示往返设备运行超出正常行程，逻辑程序形成故障警报，断开往返设备自动运行程序。

如图4所示，继电器1的线圈的两端分别连接在输出模块的输出点Output 1和电源0V上（如继电器1的线圈两端分正负极，按本发明所述图，请把线圈的正极端子与输出模块的输出点Output 01连接，线圈的负极端子与电源0V连接），当输出模块的输出点Output 1置ON，继电器1的线圈通电吸合时，表示启用限位开关旁路，反之表示断开限位开关旁路。

综合上述，往返设备在其固定轨道的正常行程内往返运行时，设备正常。机械式限位开关1、2未被触发，其对应的输入模块的两个输入点Input 03、Input 04均未被触发，继电器2的线圈回路通电；两位旋钮旋至对应输入点Input 02，断开限位开关旁路；连接至输出模块的输出点Output 1的继电器1，根据两位旋钮旋至的档位，通过逻辑程序执行结果，继电器1未吸合；接触器1的线圈两端通过继电器2的常开触点的吸合形成回路通电，接触器1吸合，常开触点接通，往返设备驱动电机得电运行。

往返设备在其固定轨道上运行超出正常行程时。其相对应固定轨道端的机械式限位开关被触发，其对应的输入模块的输入点Input 03或Input 04被触发，逻辑程序形成故障警报，断开往返设备自动运行程序，继电器2的线圈回路断开，上述继电器2的常开触点断开，接触器1的线圈回路断开，往返设备驱动电机失电停止运行；此时把两位旋钮旋至对应输入点Input 01，启用限位开关旁路；连接至输出模块的输出点Output 1的继电器1，根据两位旋钮旋至的档位，通过逻辑程序执行结果，继电器1吸合；接触器1的线圈两端通过继电器1的常开触点的吸合形成回路通电，接触器1吸合，常开触点接通，往返设备驱动电机得电，可手动操作运行至正常行程内。脱离所触发的机械式限位开关，上述机械式限位开关的常闭触点吸合，继电器2的线圈回路通电，所述的继电器2的常开触点吸合，接触器1的线圈回路可通过继电器2的常开触点形成通电回路。然后，把两位旋钮旋至对应输入点Input 02，断开限位开关旁路，继电器1断开吸合。复位故障警报，重新启动往返设备的自动运行程序，设备恢复正常运行。

本发明在往返设备运行超出正常行程，触发机械式限位开关时会产生故障警报的基础上增加了硬件回路断开往返设备驱动电机的电源，并增加了限位开关旁路功能，可通过此功能使得机械式限位开关被触发而导致往返设备驱动电机断电时，通过旁路功能给往返设备驱动电机通电，手动操作往返设备运行至正常行程内。提高了往返设备出现异常超出行程时的设备安全性及维护人员进行维护时的安全性，大大缩短了故障复位所需的时间，提高了设备的运行率。

由于本发明使用了限位开关旁路功能，它与传统控制方法比较，具有如下的优点。

1. 机械式限位开关的常闭触点串连：2个机械式限位开关的常闭触点串连，使得任一机械式限位开关被触发时可以有效断开往返设备电机电源回路。

2. 限位开关的旁路功能：当任一机械式限位开关被触发而断开往返设备驱动电机电源回路时，启用此功能避免了为使其恢复至正常行程内而外加的动力，消除了传统方式实际操作时存在的繁琐及难度。

3. 安全性更高：本发明的方案不仅在逻辑程序中形成故障警报，而且在硬件回路中断开往返设备驱动回路。提高了往返设备出现异常超出行程时的设备安全性及维护人员进行维护时的安全性。

恢复故障更方便：限位开关的旁路功能可以在机械式限位开关回路断开时，接通往返设备驱动电机电源回路，现实手动操作往返设备恢复至正常行程内，而不需要外加动力。大大缩短了故障复位所需的时间，提高了设备的运行率。

Claims (3)

1.往返设备中的限位开关旁路，其特征是：包括安装在固定轨道两端往返设备正常行程边界的2个机械式限位开关、1个两位旋钮、2个继电器、1个接触器以及PLC的输入模块、输出模块；2个继电器中，第二继电器的线圈与2个机械式限位开关的常闭触点串连，第二继电器的的触点与接触器的线圈串联，接触器的触点串联在往返设备驱动电机的电源回路中；第一继电器的控制端连接输出模块的输出点，第一继电器的触点与第一继电器的的触点并联；两位旋钮的两档分别接入到输入模块的两个输入点，用于控制限位开关旁路的启用和断开；第一继电器在启用限位开关旁路功能时吸合，第二继电器在2个机械式限位开关均未被触发时吸合，接触器在第一继电器和第二继电器同时或任一吸合时吸合，输入模块采集两位旋钮所在档位及2个机械式限位开关的信号；当往返设备在固定轨道上运行超出任一端的行程时，相对应的机械式限位开关将被触发，第二继电器常闭触点断开，从而通过接触器控制往返设备驱动电机电源回路的通断；第一继电器通过输出模块的输出点控制，当输出点为“开”时，第二继电器吸合从而实现在第一个继电器断开时控制往返设备驱动电机电源回路的通断。

2.如权利要求1所述往返设备中的限位开关旁路，其特征是：所述机械式限位开关为行程开关。

3.如权利要求1所述往返设备中的限位开关旁路，其特征是：所述2个机械式限位开关的常开触点分别接入至输入模块的输入点，当任一机械式限位开关被触发时，逻辑程序检测到输入点被点亮，形成故障警报，断开逻辑程序自动运行条件，往返设备停止自动运行。