技術知識

主令電器是電氣成套設備中必不可少的元器件，它用于在控制電路中以開關接點的通斷形式來發布控制命令，使控制電路執行對應的控制任務。主令電器應用廣泛，種類繁多，常見的有按鈕、行程開關、接近開關、萬能轉換開關、主令控制器、選擇開關、足踏開關等。

>>>>按鈕

按鈕是一種最常用的的主令電器，其結構簡單，控制方便。

1. 按鈕的結構、種類及常用型號

按鈕由按鈕帽、復位彈簧、橋式觸點和外殼等組成，其結構示意圖及圖形符號如圖1所示。觸點采用橋式觸點，額定電流在5A以下。觸點又分常開觸點（動斷觸點）和常閉觸點（動合觸點）兩種。

按鈕從外形和操作方式上可以分為平鈕和急停按鈕，急停按鈕也叫蘑菇頭按鈕，如圖1（c）所示，除此之外還有鑰匙鈕、旋鈕、拉式鈕、萬向操縱桿式、帶燈式等多種類型。

從按鈕的觸點動作方式可以分為直動式和微動式兩種，如圖1所示的按鈕均為直動式，其觸點動作速度和手按下的速度有關。而微動式按鈕的觸點動作變換速度快，和手按下的速度無關，其動作原理如圖2所示。動觸點由變形簧片組成，當彎形簧片受壓向下運動低于平形簧片時，彎形簧片迅速變形，將平形簧片觸點彈向上方，實現觸點瞬間動作。

小型微動式按鈕也叫微動開關，微動開關還可以用于各種繼電器和限位開關中，如時間繼電器、壓力繼電器和限位開關等。

按鈕一般為復位式，也有自鎖式按鈕，最常用的按鈕為復位式平按鈕，如圖1（a）所示，其按鈕與外殼平齊，可防止異物誤碰。

2. 按鈕的顏色

·紅色按鈕用于“停止”、“斷電”或“事故”。

·綠色按鈕優先用于“起動”或“通電”，但也允許選用黑、白或灰色按鈕。

·一鈕雙用的“起動”與“停止”或“通電”與“斷電”，即交替按壓后改變功能的，不能用紅色按鈕，也不能用綠色按鈕，而應用黑、白或灰色按鈕。

·按壓時運動，抬起時停止運動（如點動、微動），應用黑、白、灰或綠色按鈕，最好是黑色按鈕，而不能用紅色按鈕。

·用于單一復位功能的，用藍、黑、白或灰色按鈕。

·同時有“復位”、“停止”與“斷電”功能的用紅色按鈕。燈光按鈕不得用作“事故”按鈕。

3. 按鈕的選擇原則

（1）根據使用場合，選擇控制按鈕的種類，如開啟式、防水式、防腐式等。

（2）根據用途，選用合適的型式，如鑰匙式、緊急式、帶燈式等。

（3）按控制回路的需要，確定不同的按鈕數，如單鈕、雙鈕、三鈕、多鈕等。

（4）按工作狀態指示和工作情況的要求，選擇按鈕及指示燈的顏色。

圖3給出了按鈕顏色的含義。

>>>>行程開關

行程開關又叫限位開關，它的種類很多，按運動形式可分為直動式、微動式、轉動式等；按觸點的性質分可為有觸點式和無觸點式。

1. 有觸點行程開關

有觸點行程開關簡稱行程開關，行程開關的工作原理和按鈕相同，區別在于它不是靠手的按壓，而是利用生產機械運動的部件碰壓而使觸點動作來發出控制指令的主令電器。它用于控制生產機械的運動方向、速度、行程大小或位置等，其結構形式多種多樣。

圖4所示為幾種操作類型的行程開關動作原理示意圖及圖形符號。

行程開關的主要參數有型式、動作行程、工作電壓及觸頭的電流容量。

2. 無觸點行程開關

無觸點行程開關又稱接近開關，它可以代替有觸頭行程開關來完成行程控制和限位保護，還可用于高頻計數、測速、液位控制、零件尺寸檢測、加工程序的自動銜接等的非接觸式開關。由于它具有非接觸式觸發、動作速度快、可在不同的檢測距離內動作、發出的信號穩定無脈動、工作穩定可靠、壽命長、重復定位精度高以及能適應惡劣的工作環境等特點，所以在機床、紡織、印刷、塑料等工業生產中應用廣泛。

無觸點行程開關分為有源型和無源型兩種，多數無觸點行程開關為有源型，主要包括檢測元件、放大電路、輸出驅動電路3部分，一般采用5V～24V的直流電流，或220V交流電源等。如圖5所示為三線式有源型接近開關結構框圖。

接近開關按檢測元件工作原理可分為高頻振蕩型、超聲波型、電容型、電磁感應型、永磁型、霍爾元件型與磁敏元件型等。不同型式的接近開關所檢測的被檢測體不同。

電容式接近開關可以檢測各種固體、液體或粉狀物體，其主要由電容式振蕩器及電子電路組成，它的電容位于傳感界面，當物體接近時，將因改變了電容值而振蕩，從而產生輸出信號。

霍爾接近開關用于檢測磁場，一般用磁鋼作為被檢測體。其內部的磁敏感器件僅對垂直于傳感器端面的磁場敏感，當磁極S極正對接近開關時，接近開關的輸出產生正跳變，輸出為高電平，若磁極N極正對接近開關時，輸出為低電平。

超聲波接近開關適于檢測不能或不可觸及的目標，其控制功能不受聲、電、光等因素干擾，檢測物體可以是固體、液體或粉末狀態的物體，只要能反射超聲波即可。其主要由壓電陶瓷傳感器、發射超聲波和接收反射波用的電子裝置及調節檢測范圍用的程控橋式開關等幾個部分組成。

高頻振蕩式接近開關用于檢測各種金屬，主要由高頻振蕩器、集成電路或晶體管放大器和輸出器3部分組成，其基本工作原理是當有金屬物體接近振蕩器的線圈時，該金屬物體內部產生的渦流將吸取振蕩器的能量，致使振蕩器停振。振蕩器的振蕩和停振這兩個信號，經整形放大后轉換成開關信號輸出。

接近開關輸出形式有兩線、三線和四線式幾種，晶體管輸出類型有NPN和PNP兩種，外形有方型、圓型、槽型和分離型等多種，圖6為槽型三線式光電式接近開關的工作原理圖和遠距分離型光電開關工作示意圖。

 接近開關的主要參數有型式、動作距離范圍、動作頻率、響應時間、重復精度、輸出型式、工作電壓及輸出觸點的容量等。接近開關的圖形符號可用圖7表示。

接近開關的產品種類十分豐富，常用的國產接近開關有LJ、3SG和LXJ18等多種系列，國外進口及引進產品亦在國內有大量的應用。

3. 有觸點行程開關的選擇

有觸點行程開關的選擇應注意以下幾點：

（1）應用場合及控制對象選擇。

（2）安裝環境選擇防護形式，如開啟式或保護式。

（3）控制回路的電壓和電流。

（4）機械與行程開關的傳力與位移關系選擇合適的頭部形式。

4. 接近開關的選擇

（1）工作頻率、可靠性及精度。

（2）檢測距離、安裝尺寸。

（3）觸點形式（有觸點、無觸點）、觸點數量及輸出形式（NPN型、PNP型）。

（4）電源類型（直流、交流）、電壓等級。