[0001] 技术领域：本
发明涉及一种开关量限位检测装置，属于电气控制技术领域。
[0002] 背景技术：开关量限位开关广泛应用于工业控制领域，起到检测目标物体
位置的作用，一般包含感应装置、电气控制装置和
信号输出装置，而且这三个部分往往进行一体化密封。感应装置应用霍尔原理或磁原理等感应目标物体的位置，电气控制装置将感应装置感应到的信号进行放大或转换，而信号输出装置将电气控制装置生成的信号进行输出。对于单个的开关量限位，在检测目标物体位置时，只能输出常开或常闭的开关量信号，由于一体化的密封方式，感应装置、电气控制装置和信号输出装置所处的工作环境相同，对环境要求较高的单元最先容易出现故障。一旦感应装置或电气控制装置出现故障，就会导致信号的误触发或不触发，对于重要的连
锁限位和保护限位来说，出现上述问题将导致安全生产事故。而目前的
单体开关量限位根本无法对自身的故障进行判别，只有在故障出现后依靠人工去查找分析出现故障的限位，对于生产安全和设备维护极其不利。
发明内容
[0003] 本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种开关量限位检测装置，结构简单、操作方便、成本较低，可以实现开关量限位的可靠工作和故障自检。
[0004] 上述的目的通过以下技术方案实现：开关量限位检测装置，包括感应端、控制端和输出端，所述的感应端包括至少两个独立的感应元件；所述的控制端用于接收感应端上每个感应元件传来的信号后，依靠电气逻辑
电路输出相应的闭合和断开信号；所述的输出端用于工作电源的接入，故障信号、限位常开点和限位常闭点信号的输出，是开关量限位检测装置与外部电气控制装置的交接点。
[0005] 所述的开关量限位检测装置，所述的控制端外部具有设置和
显示面板，所述的设置和显示面板上具有用于设置感应元件的触发偏差时间的延时继电器KT；用于对故障信号进行复位和确认的复位按钮；用于指示工作状态的指示灯。
[0006] 所述的开关量限位检测装置，所述的电气
逻辑电路包括与电源电路连接的5个支路，其中1号支路包括与电源线L连接的感应元件SQ1，继电器KA1的线圈和指示灯HL1并联后一端与感应元件SQ1
串联，另一端连电源线N；2号支路包括与电源线L连接的感应元件SQ2，继电器KA2的线圈和指示灯HL2并联后一端与感应元件SQ2串联，另一端连电源线N；3号支路为继电器KA1的常开点和继电器KA2的常闭点串联，继电器KA1的常闭点和继电器KA2的常开点串联，这两条串联线路并联后一端连接电源线L，另一端串联时间继电器KT的线圈，时间继电器KT的线圈另一端连电源线N；4号支路包括与电源线L连接的故障复位按钮SB，时间继电器KT的延时闭合开关和继电器KA3的常开点并联后与故障复位按钮SB串联，继电器KA3的线圈和故障报警指示灯HL3并联后与前一级串联，另一端连电源线N；5号支路为继电器KA1的常开点连接电源线L，与继电器KA2的常开点串联，继电器KA4的线圈和限位工作指示灯HL4并联后与前一级串联，另一端连电源线N。
附图说明
[0007] 图1为开关量限位检测装置结构图。
[0008] 图2为开关量限位检测装置控制端逻辑电路原理图。
[0009] SQ1-感应端中的1#感应元件；SQ2-感应端中的2#感应元件；KA1-1#感应元件的继电器；KA2-2#感应元件的继电器；KT-偏差时间继电器；KA3-故障继电器；KA4-触发继电器；SB-故障复位按钮；HL1-1#感应元件工作指示；HL2-2#感应元件工作指示；HL3-故障报警指示；HL4-限位工作指示。其中图右边的继电器常开和
常闭开关KA3用于限位的故障报警，继电器常开开关KA4用于限位常开点信号输出，继电器常闭开关KA4用于限位常闭点信号输出。
具体实施方式
[0011] 如图1所示，本发明的开关量限位检测装置，包括感应端、控制端和输出端三个主要部分，检测方法包括限位的故障判断和信号的输出处理。感应端含有多个感应元件，在目标限位到达感应端感应区域后，每个感应元件可以独立进行动作触发，触发信号送入控制端进行处理。
[0012] 控制端接收到感应端上每个感应元件传来的信号后，依靠电气逻辑电路输出相应的闭合和断开信号。由于感应端安装在工作现场，环境相对恶劣，因此故障率也会变高，为此，控制端要对感应端的状态进行监控，及时发现感应端的故障，进行信号的后继处理。在多个感应元件共同工作的情况下，所有的触发信号应该同时触发和释放，一但某个感应元件出现故障，表现出来的特征就是与其他感应元件不能同时触发和释放，这时控制端对感应元件的信号进行逻辑分析，判断感应端是否出现故障，若出现故障则可输出报警指示和连锁
控制信号。由于感应端中的多个感应元件在检测物体位置状态的触发时间上存在微小的偏差，为保证位置检测的可靠性，控制端的逻辑电路中设有感应元件触发时间偏差设定装置，用于设定不同感应元件触发时间上的偏差，避免故障信号误触发。控制端带有简洁的工作状态设置和指示界面，可以进行感应元件触发偏差时间设置和复位故障，也可指示感应端每个感应元件的工作状态、限位的自检情况和工作状态。
[0013] 输出端用于工作电源的接入，故障信号、限位常开点和限位常闭点信号的输出，是开关量限位检测装置与外部电气控制装置的交接点。
[0014] 具体的工作过程：以感应端包含两个感应元件SQ1和SQ2为例，见图1，SQ1和SQ2可以独立感应目标物体的位置，由于两个感应元件紧密安装在一起，因此其触发和释放的
节点几乎相同。感应端安装在目标物体周围，而控制端通过接线与感应端相连，可以远离感应端避开恶劣的现场环境。控制端外部有设置和显示面板，其中延时继电器KT用于设置感应元件SQ1和SQ2的触发偏差时间，避免故障信号误触发，对于工况稳定的场合，只要在设备调试阶段进行一次校验即可；复位按钮用于对故障信号进行复位和确认；指示灯HL1用于指示感应元件SQ1的工作状态，当SQ1被触发时，指示灯HL1亮起；指示灯HL2用于指示感应元件SQ2的工作状态，当SQ2被触发时，指示灯HL2亮起；指示灯HL3用于限位的故障指示；指示灯HL4用于限位的工作状态指示，当感应端被正确触发时该指示灯亮起。接线端包含工作电源的进线
端子、故障信号、限位常开点和限位常闭点的出线端子，用于向外界电气控制系统提供本限位的状态信号和工作信号。
[0015] 控制端的逻辑电路原理见图2，电路图1号支路，感应元件SQ1连接电源线L，继电器KA1的线圈和指示灯HL1并联后一端与感应元件SQ1串联，另一端连电源线N；
电路图2号支路，感应元件SQ2连接电源线L，继电器KA2的线圈和指示灯HL2并联后一端与感应元件SQ2串联，另一端连电源线N；
电路图3号支路，继电器KA1的常开点和继电器KA2的常闭点串联，继电器KA1的常闭点和继电器KA2的常开点串联，然后两条支路进行并联，并联后一端连接电源线L，另一端串联时间继电器KT的线圈，时间继电器KT的线圈另一端连电源线N；
电路图4号支路，故障复位按钮SB连接电源线L，时间继电器KT的延时闭合开关和继电器KA3的常开点并联后与故障复位按钮SB串联，继电器KA3的线圈和故障报警指示灯HL3并联后与前一级串联，另一端连电源线N，这时继电器KA3的常开点或常闭点（线路图外）可用于进行故障信号的输出；
电路图5号支路，继电器KA1的常开点连接电源线L，与继电器KA2的常开点串联，继电器KA4的线圈和限位工作指示灯HL4并联后与前一级串联，另一端连电源线N，这时继电器KA4的常开点或常闭点（线路图外）可用于进行检测信号的输出。
[0016] 在感应元件正常无故障的情况下SQ1和SQ2将会同时触发和释放，在触发的过程中，继电器KA1和KA2线圈得电吸合，状态指示灯HL1和HL2分别得电进行状态指示（见1号支路和2号支路），这时继电器KA1和KA2常开开关闭合，使限位触发继电器线圈KA4得电吸合，限位工作指示灯HL4得电进行状态指示（见5号支路），这时接线端的常开触点KA4将闭合，常闭触点KA4将断开，可以用于目标位置检测信号输出。
[0017] 在感应元件SQ1和SQ2出现故障的情况下，由于SQ1和SQ2分别独立，因此只会有其中一个先出现故障，在SQ1出现误感应触发故障的情况下，这时感应元件的触发和释放过程不在同步，在外界触
发条件不满足时，只有继电器KA1线圈得电吸合，状态指示灯HL1得电进行状态指示（见图2电路图1号支路），继电器KA2线圈断电断开，状态指示灯HL2不亮（见图2电路图1号支路），KA1和KA2的不同状态导致3号支路上的延时继电器KT线圈得电开始计时(设定时间不小于SQ1和SQ2的触发偏差时间)，到达设定时间后支路4中延时闭触点KT吸合，故障指示灯HL3得电亮起，同时故障继电器KA4线圈得电，并对支路进行自保直至复位按钮SB被按下（见4号支路），这时接线端的故障触点KA3将开始动作，向外输出故障信号用于连锁和保护控制，限位处于未触发报警状态。在外界触发条件满足时，由于SQ1和SQ2均导通，继电器KA1和KA2线圈得电吸合，状态指示灯HL1和HL2分别得电进行状态指示，这时继电器KA1和KA2常开开关闭合，使限位触发继电器线圈KA4得电吸合，限位工作指示灯HL4得电进行状态指示（见5号支路），这时接线端的常开触点KA4将闭合，常闭触点KA4将断开，可以正常用于目标位置检测信号输出。
[0018] 在SQ1出现不感应触发故障的情况下 ，在触发条件不满足时，SQ1和SQ2均不能导通1号支路和2号支路，报警指示灯不亮，限位处于未触发状态，限位工作正常。而触发条件满足时，SQ1因为故障不能闭合，1号支路的继电器KA1线圈不能得电吸合，而SQ2正常闭合，2号支路的继电器KA2线圈得电吸合，由于继电器KA1和KA2的触点在不同的状态，导致3号支路的的延时继电器KT线圈得电开始计时(设定时间不小于SQ1和SQ2的触发偏差时间)，到达设定时间后支路4中延时闭触点KT吸合，故障指示灯HL3得电亮起，同时故障继电器KA4线圈得电，并对支路进行自保直至复位按钮SB被按下，这时接线端的故障触点KA3将开始动作，向外输出故障信号用于连锁和保护控制。5号支路中的继电器触点KA1故障断开，致使触发继电器KA4不能得电吸合，限位处于未触发报警状态。
[0019] 本发明中限位感应端采用SQ1和SQ2两个感应元件，这两个感应元件可以起到相互自检的作用，在安装后进行调试时，根据SQ1和SQ2触发和释放的时间偏差在控制端上设定好偏差时间继电器KT的时间，避免故障信号误触发。感应端安装在目标位置附近用于感应其位置，而控制端和接线端可以安放在环境较好的环境中减少环境对其造成的损坏。由于SQ1和SQ2安装在现场，同时为敏感的
电子元件，损坏的概率较大，但由于是独立的元件，因此正常情况下只会出现单只故障的情况。可见在使用中若限位检测装置无报警故障
输出信号时，限位感应端即使有部分感应元件出现故障，限位仍可正常工作，一旦限位检测装置产生报警故障输出信号时，限位停止工作，不能被触发，不再进行物体位置检测信号的传递，只输出报警信号进行下一步电气保护， 限位工作和自检流程见图3所示。
