制限スイッチの仕組み

産業自動化の急速な進歩の中で、制限スイッチ、コア検出および制御コンポーネントとして、さまざまな機械装置、生産ライン、自動化されたシステムで広範なアプリケーションを発見しました。これらは、ワークピースの変位の大きさと方向を制限または排除するために使用されるセンサーデバイスです。位置や旅行などのさまざまなオブジェクトパラメーターを正確に識別し、対応する信号を迅速に生成し、機器の正確な制御と保護を可能にします。これは、生産プロセスの安定性、安全性、効率を確保する上で重要な役割を果たします。今日の市場での一般的な制限スイッチには、機械的、電磁、誘導コイルの種類が含まれます。この記事では、制限スイッチの動作メカニズムを掘り下げ、機械的動作、さまざまな動作環境でのパフォーマンス、およびPLCなどの制御システムとの相互運用性を通じて電気信号をトリガーする方法に特に焦点を当てています。

トラベルスイッチとも呼ばれるリミットスイッチは、機械装置の移動を調整し、制限保護を提供するように設計された低-電流、マスター-制御デバイスです。通常のオープンコンタクトを介して電源に接続します。制御回路は、オン状態またはオフ状態へのスイッチを制御し、オンとオフの時間を設定して、目的の設定を達成することができます。デバイスの移動部分が所定の位置に達すると、回路の動作モードを自動的に調整し、デバイスの制御または保護を提供します。

リミットスイッチの一般的なタイプには、機械的および電子が含まれます。機械的制限スイッチは機械的影響を介して動作し、単純な構造、高い信頼性、低コストなどの利点を提供します。それらは、精度が優先事項ではないアプリケーションで広く使用されています。電子制限スイッチは、電子センサー（光電センサーや磁気センサーなど）を使用して、オブジェクトの位置を検出します。それらは-無料で、応答速度が高速で、高精度を提供します。したがって、高精度と信頼性を必要とする自動化システムに適しています。

機械構造
1。操作ヘッド（トリガーコンポーネントとして機能する）：この操作ヘッドは、外部オブジェクトに直接接触するリミットスイッチの領域です。その設計と材料は、アプリケーションシナリオによって異なります。一般的な操作ヘッドタイプには、さまざまな形状とモーションパターンのトリガーオブジェクトに対応できるプランガー、ローラー、およびレバーが含まれます。
2。トランスミッションメカニズム（例、レバー、ギアなど）：このメカニズムの主な機能は、動作ヘッドの動きを送信および調整し、意図したパターンに従って接触システムが動作するようにすることです。たとえば、レバー構造は、小さな動作ヘッド変位でも増幅し、接触システムのより安定した作動をもたらすことができます。
3。コンタクトシステム（通常は開いており、通常は閉じた連絡先を含む）：このコンタクトシステムは、制限スイッチで電気信号を変換するコアコンポーネントです。通常、通常閉じた連絡先の両方に、制限スイッチが作動したかどうかを検出するコントロールゾーンと、制限スイッチが作動したかどうかを決定する動作ゾーンの2つの動作ゾーンがあります。通常、通常、開いた連絡先は開いていますが、制限スイッチがアクティブになったときに自動的に閉じます。逆に、通常は閉じた連絡先は通常の条件下で閉じられますが、トリガーされると自動的に開きます。
機械的動作プロセス
外部オブジェクトが操作ヘッドに接触すると、操作ヘッドが動きます。この変位を検出および制御するには、デバイスがそれらの間の距離を決定するために必要です。この変位は、伝送メカニズムによって送信、増幅、または方向化され、最終的に接触システムが動作します。この場合、接点ポイント間の距離により、変化が観察可能であることを防ぐため、センサーを使用して変更を測定する必要があります。接点システムの動作により、接点のスイッチ状態が変更され、電気信号がトリガーされます。連絡先が動作状態にある場合、信号を検出できます。たとえば、基本的な機械伝送システムでは、動作部品が制限スイッチの動作ヘッドに接触すると、動作ヘッドがレバーを押し、接点を駆動し、通常開いた接点を閉じ、通常閉じた接点を開き、デバイスがリミット位置に達したことを制御システムに合図します。

例

例として、一般的に使用される制限スイッチを取ります。その動作ヘッドは通常、ローラータイプです。この構造は、多くの場合、さまざまなサイズの一部に対応するために、または高精度を必要とするアプリケーションに対応するために、生産中に調整する必要があります。したがって、自動ムーブメントと特定の範囲の移動と速度を備えたトランスミッションデバイスが不可欠です。機械コンポーネント（コンベアベルトの材料バッフルなど）がローラーに接触すると、ローラーはその内側のレバーを駆動して回転します。レバーは、移動可能な支点とフレームに固定された固定プーリーを介して回路のリレーに接続されています。レバーの回転により、コンタクトシステムがアクティブになり、通常開いた接触を閉じ、通常閉じた連絡先を開きます。オブジェクトがローラーを離れると、接点は開いた状態と閉じた状態を切り替え、対応する電気信号を介してオブジェクトの位置を検出します。これにより、接点に接続された回路の状態が変更され、制御システムが材料が目的の場所に到達したかどうかを判断し、この信号に基づいて、コンベアの開始、停止、およびその他の関連操作を制御できます。

（i）リミットスイッチに対する高温の影響
1。材料特性の変化：高温条件下では、制限スイッチ内の材料の物理的および化学的特性が影響を受けます。ゴムコンポーネントはある程度老化し、変形が起こりやすくなります。たとえば、プラスチックコンポーネントは柔らかくなり、形状が変化する可能性があり、機械的動作の精度に悪影響を与える可能性があります。金属コンポーネントは拡張され、コンポーネント間の適合が変化し、潜在的に伝送メカニズムの詰まりや接触の問題が発生する可能性があります。
2。電気性能の変化：高温条件下では、接触抵抗が増加し、電気信号伝達中のエネルギー損失が増加する可能性があります。さらに、絶縁材料の特性は劣化し、漏れや短絡などの電気障害を引き起こす可能性があり、信号伝達と安定性に影響します。
3。動作原則の変化：高温条件下では、制限スイッチの動作方法は本質的に変更されていませんが、その性能指標は大きな影響を受ける可能性があります。たとえば、接点のアクティベーション時間とリセット時間が長くなる可能性があり、信号伝送の遅延を引き起こす可能性があります。

（ii）制限スイッチに対する湿度の環境の影響
1。腐食：湿った空気では、水分は金属部品に錆や腐食を引き起こす可能性があります。これにより、機械構造の滑らかな動きを妨げ、操作ヘッドの柔軟性を低下させるだけでなく、接触の信頼性を低下させる可能性があり、接触不良または接触抵抗の増加につながります。
2。断熱材の弱体化：水分は、制限スイッチの内部に浸透し、電気断熱材を分解する可能性があります。断熱性能が特定のレベルに低下すると、短絡をトリガーし、誤動作へのリミットスイッチを引き起こす可能性があります。
3。動作原則の変化：湿度の高い環境での制限スイッチの動作は根本的に変化しませんが、その全体的なパフォーマンスが大きく影響を受ける可能性があります。たとえば、不安定な接触抵抗は、電気信号の不安定性を引き起こし、制御システムの判断の精度に影響を与える可能性があります。
（iii）さまざまな環境の測定
高温や湿度などの特別な条件を必要とするアプリケーションでは、設計、材料選択、保護対策における-深度の考慮事項で制限スイッチが受けています。この記事では、防水、防塵、防水の新しい多機能リミットスイッチを紹介します。優れた雨プルーフ特性を提供し、他のアプリケーションで使用できます。たとえば、住宅と内部コンポーネントは、高温に耐えることができる材料で構成されており、スイッチの耐熱性を高めます。密閉された設計により、水分やほこりが入るのを効果的に防ぎ、電気部品と機械的構造の安全性を確保します。金属成分の耐食性を高めるために、亜鉛やニッケルメッキなどの表面処理が適用されます。

（i）PLCおよびその他の制御システムの紹介
PLC（プログラマブルロジックコントローラーとも呼ばれます）は、産業環境で使用するために設計されたデジタル電子システムです。その強力なプログラミング機能により、さまざまな工業生産分野で広く使用されています。このデバイスは、論理、シーケンシャル、タイミング、カウント、および算術操作を実行するためのコマンドを保存するプログラム可能なストレージデバイスを使用します。デジタルまたはアナログの入力と出力を通じて、さまざまな機械装置または生産プロセスを制御します。その信頼性、強力なアンチ-干渉機能、およびシンプルで柔軟なプログラミングにより、工業生産で広く使用されています。 PLCに加えて、単一-チップマイクロコンピューター制御システムも一般的な制御システムです。それらの高い統合、小型、および低コストにより、それらは小さな自動化機器とインテリジェントインストゥルメントで広く使用されています。
（ii）制限スイッチとPLCの接続方法
1。入力インターフェイス接続について：リミットスイッチからの電気信号は、入力モジュールを介してPLCの入力インターフェイスに接続されます。入力モジュールの主な関数は、制限スイッチによって生成された信号を、PLCが. 2.信号タイプのマッチングを認識できる数値信号に変換することです。通常、デジタル信号を出力します（たとえば、連絡先のオープン/クローズステータス）、PLC入力インターフェイスには対応するデジタル信号も必要です。したがって、接続プロセス中に、正確な信号伝送を確保するために、一貫した信号タイプを確保することが重要です。
（iii）動作原則
1。信号収集：PLCは、入力インターフェイスを介して、オン/オフステータスを含むリミットスイッチから実際の-時間信号ステータスを取得できます。制限スイッチがアクティブになると、連絡先ステータスが変更されます。 PLC入力インターフェイスは、この変更を検出し、対応する信号をPLCに送信します。
2。プログラミング：PLCユーザーインターフェイスでは、Limit Switchの信号ステータスに基づいてロジック制御コードが記述されます。たとえば、制限スイッチの通常の開いた連絡先が閉じて検出された場合、プログラムは、オブジェクトがリミット位置に達していることを判断し、それに応じて対応するコントロールコマンドを実行することができます。機器の位置を制限します。たとえば、プログラムがモーターを停止する必要があると判断した場合、PLCは出力インターフェイスを介してモーター制御回路に停止信号を送信し、モーターの回転を停止させます。
（iv）アプリケーションの例
例として、単純な材料処理システムを取ります。コンベアベルトの両端にリミットスイッチを設置できます。材料がコンベアベルトを一方の端に移動すると、その端のリミットスイッチに接触する場合があります。制限スイッチとコンベアベルトの間に電気接続がないため、その方向と速度は不明です。制限スイッチの接点が変更され、送信する信号は入力モジュールを介してPLCに送信されます。 PLCユーザープログラムがこの信号を検出すると、材料が所定の位置に到達し、出力インターフェイスを介してコンベアベルトのモーター制御回路に停止信号を送信し、コンベアベルトを停止させることが判断されます。これにより、不動産端から排出端までの材料輸送プロセス全体が完了します。さらに、このプログラムには、ロボットアームなどの他のアクチュエーターを制御し、材料を所定の場所に移動させる機能もあります。

結論
制限スイッチが電気信号をトリガーするコアメカニズムは、動作ヘッド、伝送システム、接触システムを含む独自の機械構造に基づいています。外部オブジェクトが動作ヘッドをトリガーすると、伝送メカニズムを介して送信および移動し、最終的にコンタクトシステムがオン/オフ状態を変更し、それにより電気信号をトリガーします。
異なる動作環境は、リミットスイッチの動作メカニズムに根本的に影響しませんが、パフォーマンスパラメーターを大幅に変更します。実際には、温度と湿度が制限スイッチの障害を引き起こすことがよくあります。高温は材料と電気の特性に影響しますが、湿度は腐食を引き起こし、断熱性の低下を引き起こす可能性があります。これらの要因は、製品に潜在的なリスクをもたらし、生産の安全性を脅かすことさえあります。したがって、ターゲット設計ソリューションを実装し、適切な材料を選択し、適切な保護対策を実装することが重要です。

PLCなどのリミットスイッチと制御システムの共同操作は、信号の取得、プログラム処理、および出力制御を通じて制限制御を実現します。実際のアプリケーションでは、特定のシステムエラーにより、サイトの条件に基づいて調整を行う必要があります。この相乗効果を活用すると、機器の位置を正確に検出して制御し、生産プロセス全体のスムーズな動作を確保できます。先を見据えて、産業自動化が進歩し続けるにつれて、制限スイッチテクノロジーは革新と改善を続けます。今後数年間で、Limit Switchテクノロジーは多くの新しい課題に直面します。たとえば、リミットスイッチは、産業自動化の複雑さの増大に合うために、より高い精度、信頼性、および知性に向かって進化する可能性があります。工業生産におけるリミットスイッチの広範な適用は、間違いなく私の国の製造業のインテリジェントな製造への変化を促進します。さらに、リミットスイッチを他の新興技術（モノのインターネットや人工知能など）と統合すると、それらがさらに大きな応用の可能性があることを示しています。

引用されたコンテンツの要約ソース
1。産業自動化の教科書：基本概念や一般的なタイプなど、リミットスイッチに関する基本的な知識を提供します。
2。産業機器メーカーの技術マニュアル：さまざまな環境での制限スイッチの機械構造、動作手順、および性能パラメーターの詳細な説明。
3。電気制御技術書籍：制限スイッチの電気信号のトリガー原則と、それらが制御システムへの接続方法の説明に役立ちます。
4。産業環境適応性の研究論文：限界スイッチのパフォーマンスと運用原則に対するさまざまな操作環境の影響を分析します。
5。PLCテクノロジーブック：PLCの基本原則と、それらがリミットスイッチでどのように動作するかを説明します。
6.産業自動化システム統合ケーススタディ：実際の-世界の例を介して、制御システムの制限スイッチの適用を実証します。