一种电气限位电路的制作方法

1.本实用新型涉及电气控制技术领域，更具体的，是一种电气限位电路。


背景技术：

2.在一些伺服旋转机构或伺服位移机构中，由于设备运行范围受到外部条件限制，这些机构需要在极限位置设计限位装置用来保护人员和设备安全，传统的限位装置包括软件限位(通过位置传感器数据来设定)，电气限位(通过行程开关或者光电开关信号来设定)，机械限位(结构撞块等)；本实用新型专利主要是针对现有电气限位进行设计和改进。
3.现有电气限位设计思路：控制器(计算机或者微控芯片)通过i/o引脚采样到行程开关或者光电开关触发信号，然后通过软件处理将控制电机运行的模拟信号置零从而实现电机刹车、待机来实现限位功能，再通过软件控制输出反向运动信号使机构反向运行，机构反向运行后脱开电气限位；这种方法实际上是通过软件处理的方式来实现电气限位的功能，这种设计存在以下问题：当软件存在bug崩溃时、软件调试逻辑出错时、限位信号采样出错时以及开关出现问题时等等；此时电气限位就会失灵，设备运行很可能超出其安全运行范围，从而造成设备损坏和人员人身安全问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种可在复杂恶劣的环境下稳定工作，可适合多种旋转机构和位移机构需求，电路简单可靠的电气限位电路。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种电气限位电路，包括：
7.信号输入/输出端，用以输入/输出旋转、位移机构的行程或光电开关信号；
8.正向/逆向禁止信号端，用于将电气限位信号状态反馈给处理芯片；
9.微型继电器，用以将旋转、位移机构的行程或光电开关信号连接到正向/反向禁止信号端引脚，以触发微型继电器动作；
10.续流二极管，跨设在微型继电器的两端，以保护电路；
11.开关二极管，设置于微型继电器与信号输入/输出端之间；
12.信号滤波电容，多组信号滤波电容并联设置于信号输出端，用以过滤电压。
13.进一步的，还包括调试用跳帽，设置在信号输入和输出端之间，用以短路电气限位电路。
14.进一步的，微型继电器低电平为有效触发电平；正向/逆向禁止信号高电平有效。
15.进一步的，旋转、位移机构的一般行程或光电开关选用常闭型。
16.进一步的，一种电气限位电路，包括，信号输入端，用以输入旋转、位移机构的行程或光电开关信号；
17.信号输出端，用以输出旋转、位移机构的行程或光电开关信号；
18.正向禁止信号端，用于将正向电气限位信号状态反馈给处理芯片；
19.逆向禁止信号端，用于将逆向电气限位信号状态反馈给处理芯片；
20.两个微型继电器：第一微型继电器ds1和第二微型继电器ds2；第一微型继电器ds1设置在信号输入端与正向禁止信号端之间，第一微型继电器ds1设置在信号输出端与逆向禁止信号端之间；第一微型继电器ds1和第二微型继电器ds2电性连接；
21.两个续流二极管：第一续流二极管d1和第二续流二极管d3；其中，第一续流二极管d1跨设在第一微型继电器ds1两端，第二续流二极管d1跨设在第二微型继电器ds1两端；
22.两个开关二极管：第一开关二极管d2和第二开关二极管d4；其中，第一开关二极管d2一端设置在第一微型继电器ds1和信号输入端之间，第二开关二极管d4一端设置在第二微型继电器ds1和信号输出端之间；
23.四个信号滤波电容：信号滤波电容c1、信号滤波电容c2、信号滤波电容c3、信号滤波电容c4并联设置在信号输出端与第二微型继电器ds1之间；
24.调试用跳帽j1，设置在信号输入端和信号输出端之间。
25.本技术的有益效果：
26.可在复杂恶劣的环境下稳定工作；
27.可适合各种旋转机构和位移机构需求；
28.电气限位不受软件逻辑错误影响；
29.软件失灵的情况下可以保证电气限位功能；
30.开关出现问题时，电路会切断控制信号，保护设备和人员人身安全；
31.电路简单可靠，限位延时小。
附图说明
32.图1为本技术的电路示意图。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.结合附图，本技术公开了一种电气限位电路，电路主要由以下元器件组成：1两个微型继电器ds1，ds2；2两个续流二极管d1,d3；3两个开关二极管d2,d4；4信号滤波电容c1,c2,c3,c4；5调试用跳帽j1。并有信号输入端、信号输出端各一个，正向、逆向禁止信号端各一个。信号输入/输出端，用以输入/输出旋转、位移机构的行程或光电开关信号；正向/逆向禁止信号端，用于将电气限位信号状态反馈给处理芯片。
35.各个器件所起作用：
36.微型继电器：旋转、位移机构的行程或光电开关信号连接到正向/反向禁止引脚触发继电器动作，低电平为有效触发电平；动作前引脚cm与nc导通，nc为常闭触点；动作后引脚cm与no导通，no为常开触点。一般行程或光电开关选用常闭型：即未触发开关时，开关输出低电平有效信号，触发开关时切断低电平信号输出。
37.续流二极管d1和d3：微型继电器控制部分的线圈是一个很大的电感，它能以磁场
的形式储存电能，所以当他吸合的时候存储大量的磁场。当控制继电器由导通变为截断时，线圈断电，但是线圈里有磁场。这时将产生反向电动势，电压可高达1000v以上，很容易击穿光电开关或其他电路元件。这是由于二极管的接入正好和反向电动势方向一致，把反向电势通过续流二极管以电流的形式中和掉，从而保护了其他电路元器件。
38.开关二极管：二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用它开关特性，可以组成模拟输入信号和输出信号通道。
39.信号滤波电容：滤除电压的尖峰和毛刺另外去除电压中的交流干扰成分获得平滑稳定的电压，使得旋转和位移机构运行更加平稳。
40.调试用跳帽j1:安装上跳帽j1后可将电气限位电路短路掉，可以把电气限位功能去掉。
41.正向/逆向禁止信号用于将电气限位信号状态反馈给处理芯片，高电平有效。
42.电气限位工作原理：将微型继电器正向/逆向禁止引脚连接到行程/光电开关常闭信号脚，由于行程/光电开关是常闭(引脚低电平)型所以微型继电器ds1,ds2动作，左侧引脚cm和no引脚导通；这样信号可以形成如下通道：input
‑
>ds1_3脚
‑
>ds1_5脚
‑
>ds2_3脚
‑
>ds2_5脚
‑
>output，此时属于无电气限位状态，input输入端可以输入正负电压，旋转/位移机构可以正反运行。
43.当机构运行到正向限位装置时，正向行程/光电开关动作，引脚低电平切断，微型继电器ds1动作取消，此时ds1引脚cm和nc导通，此时input到output正向电压通道切断，形成负向电压通道：output
‑
>ds2_5脚
‑
>ds2_3脚
‑
>d2二极管
‑
>input，因此output信号输出只能输出电压0或者负电压，机构只能停止或者反向运行。实现了电气限位功能。同时ds1引脚8cm可以把状态电平传给未处理芯片完成状态的识别。
44.当机构运行到负向限位装置时，原理同上。
45.如果出现行程/光电开关损坏时，开关就不能输出低电平有效信号，微型继电器就不能动作，此种情况微型继电器属于限位状态，机构只能停止或反向运行，在机构反向运行到逆限限位装置时就会出现双向禁止运行信号，机构完全不能运行了。这时需要人工排查故障，避免了机构超出安全运行范围。
46.在微型继电器出现问题时，最终机构也会出现完全不能运行情况，原理同上。
47.本技术可在复杂恶劣的环境下稳定工作，可适合各种旋转机构和位移机构需求，电气限位不受软件逻辑错误影响，软件失灵的情况下可以保证电气限位功能，开关出现问题时，电路会切断控制信号，保护设备和人员人身安全，电路简单可靠，限位延时小。
48.对于本领域的普通技术人员而言，上述已经展示和描述了本实用新型的实施例，就实现上述所述的功能技术特点，在程序编程和技术运算实现层面都不存在难度，对于可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。