接近开关应用与介绍

接近开关的应用和注意事项

一、接近开关的简介

接近开关其实是一种开关型位置传感器。是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以动作的位置开关，当检测体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动直流电器或给PLC控制装置提供控制指令。它同时具有传感性能强，动作可靠，性能稳定，频率响应快，使用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。

图1 电感型接近开关

二、接近开关在药厂提取车间的应用

那么，在药厂提取车间里接近开关主要使用在什么地方呢？以本项目为例，接近开关的应用主要使用在两各方面：工艺管道转接板上和提取罐盖子的开关。现场照片如下：

图2 接近开关

图3 转接板正面图4 转接板背面

图5 提取罐盖子上

在工艺管道转接板上的应用：提取车间生产线有各种药液管道、CIP清洗液管道等等，在生产过程中这些管道需要在转接板上进行转换连接，而接近开关的作用就是感应各种工艺管道的转换连接是否到位，从而给出控制指令到PLC控制装置以判断相应管道的自控阀门是否可以开启或关闭，或者进行其它操作。

提取罐盖子的开关：提取罐盖子的开关主要是气缸驱动的，接近开关的作用是感应盖子的各种动作是否已经到位，从而给出控制指令到PLC控制装置判断是否可以进行下一步操作。

关于接近开关在提取车间里的大量使用，我们可以从以下几个方面进行分析：

首先，从环境因素上来说，提取车间是有防爆要求的生产环境，而接近开关是一种本安型的电气设备，从上面介绍可以看出，当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花地迅速发出开关指令，因此接近开关是适合提取车间防爆生产环境的要求的。

其次，从生产工艺上来说，本项目提取车间有大量的工艺管道需要转换连接，有各种罐体盖子需要开关，而接近开关体积小、安装方便这是接近开关能够大量使用的原因。

再次，提取车间在生产过程中会产生很多水、药液、酸碱等腐蚀性物质，而接近开关对这样的环境具有较好的适应性。

最后，从制药工艺的严谨和重要性上来说，对各项控制的精确性、可靠性、稳定性都是有着相当严格的要求的，而接近开关在这些方面是一般机械式行程开关所不能相比的。

可以看出，对于药厂提取车间来说，接近开关是一种理想的控制装置，因此被广泛大量的使用。

三、接近开关的选择

接近开关有很多种类型，产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型等。对于不同材质的检测体和不同的检测距离，应选用不同类型的接近开关。当被测对象是金属或导电物体时，一般都选用电感式接近开关。电感式接近开关具有响应频率高、抗环境干扰性能好、价格低等特点。为此，本项目选用的是电感式。除此之外，对于接近开关的选择，我们还要注意以下几个方面：

1、参数匹配性

主要是指与控制系统PLC模块、安全栅等的匹配，这个是我们在选择时首先要考虑的。这些匹配参数主要包括线芯数、工作电压、输出信号类型等,比如本项目就是根据安全栅的类型选择的如下参数：2-wire\DC 8.2V\NAMUR.这里的“NAMUR”是德国测量与控制标准委员会制定的一项标准，很多安全栅厂家和PLC厂家的I/O模块都支持它。它需要提供一个8V 左右的直流电压，根据金属物接近传感器的距离，会产生一个1.2mA到2.1mA的变化电流信号，从而会产生一个输出信号的变化（开或关）。这样它可以检测金属物是否接近。

2、感应距离

感应距离是指检测体靠近接近开关，开关动作时检测体与接近开关感应面之间的距离。根据检测体大小和检测精度要求不同，开关的感应距离选择也不同。对于本项目来说，感应距离在3mm至8mm都是合适的，但是施工经验告诉我们：由于我们在施工过程中对加工精准度的控制不太理想，所以建议尽量选择感应距离大一些的接近开关，这样可以减小一些由于操作精度不高造成的影响。

3、环境温度

使用环境的温度也是必须要考虑的因素之一，如果环境温度不适合，也会造成检测故障和使用寿命的缩短、或者频繁损坏。接近开关一般的环境温度要求是-25℃-100℃，如果超出这个温度范围就需要选择特殊类型了。

4、外形及规格尺寸

外形及规格尺寸主要针对安装要求来选择。接近开关按其外型形状可分为圆柱型、方型、沟型、穿孔（贯通）型等等，从安装角度来说，圆柱型最为简单方便，所以本项目选择的也是圆柱形。规格尺寸可以根据现场安装条件并结合成本因素综合进行考虑和选择。

四、施工注意事项举例

1、转接管上感应金属板的焊接

图6 转接管上感应金属板焊接照片

由图6可以看出，由于转接管距离接近开关太远，所以需要另外焊接一支金属杆延伸至接近开关的感应距离内，而一个转接管需要连接不同的管道，由于转板加工及接近开关开洞位置的精度不够理想，导致感应的金属杆与接近开关对应不上，所以需要在金属杆末端再焊接一块不锈钢板以增大检测面积。这种情况应该是需要提前考虑到，并严格控制好加工精度，从而尽量避免的。

2、提取罐盖子的开关检测安装距离问题

前面提到感应距离的问题，建议选择感应距离大一点的接近开关。主要是因为遇到了这种情况：提取罐盖子的打开、关闭是气缸控制的，动作精准度相对差一些，有时候会超出设

定的位置而把接近开关顶坏，所以接近开关的安装应尽量距离盖子上的检测钢板远一些，以保留一些安全距离，避免接近开关被撞坏。而这就要求选择的接近开关感应距离要大一些，这一点也是需要注意的地方。

图7 撞坏的接近开关

3、电缆连接方式

接近开关的接线需要一个电缆接头，接线在电缆接头上完成，接头与开关之间是“插接+丝扣旋紧”的连接方式，所以接近开关的拆、装很简单，维护很方便。下图是接近开关及其电缆接头照片：

图8 接近开关图9 电缆接头

在现场施工时我们采用了一种电缆连接方式：电缆外面套透明PVC软管保护，出桥架一端用格兰接头锁紧固定，接近开关一端用专用电缆接头接线连接并用热缩管热缩密封，如图10。

图10 现场照片

这种连接方式比较稳固，提高了可靠性，而且比较容易清洁，又提升了观感效果，看上去更美观，所以可以作为以后施工的参考。