在各種運動和位置控制設備中常用限位開關來對其運動部件的位置進行限位控制，通過限位開關可以將其運動部件的運動范圍限制在工作需要的安全范圍內，一旦限位開關失效，將可能造成控制設備的損壞或發生生產事故，因此限位開關的穩定性和可靠性對于各種運動和位置控制設備來講是十分重要的。

為了提高控制設備的穩定性和可靠性，可將多個限位開關進行復合控制使用。目前常用的限位開關有機械式、光電式、感應式等幾種，其中機械式限位開關是一種接觸式限位開關，光電式和感應式限位開關則屬于非接觸式限位開關，在這幾種限位開關中，無論采用哪一種，都必須在其運動部件所經過的需限位的地方固定安裝限位開關部件，為了能將這些限位開關與本文所介紹的軟限位開關相區別，以下本文將其統稱為硬限位開關。

本文所介紹的軟限位開關實際可以看成是一個虛擬的限位開關，其基本原理是通過計數控制電路實時跟蹤計算設備中運動部件的位置，當設備中運動部件的位置到達計數控制電路預先設定的位置值時，計數控制電路就認為其運動部件已經到達限位處，此時計數控制電路就會向驅動控制器發出相應的控制信號，驅動控制器控制電機停止運轉或反向運轉，這樣就可起到常規的硬限位開關的作用。

在實際應用過程中，通常可以將硬限位開關和軟限位開關結合起來使用，當兩者結合使用時，可以將軟限位開關設置在硬限位開關前端，這樣硬限位開關不僅能起到限位作用，還可起到系統故障報警作用，因為此時如果硬限位開關動作了，說明軟限位開關設置沒起作用，應立即停機檢查計數控制電路和相應的控制環節。

軟限位開關的設置原理

要在一個自動控制設備中設置軟限位開關，該設備中的運動和位置控制必須是一個帶位置檢測和反饋環節的閉環控制系統才行，如果是一個開環控制系統的話，必須增加相應的閉環控制環節后才能設置軟限位開關。

圖1是硬限位開關和軟限位開關結構對比示意圖，圖1(a)所示是某一自動定點控制系統硬限位開關結構的示意圖，圖1(b)所示是將圖1(a)中的自動定點控制系統硬限位開關結構改為軟限位開關結構的示意圖。

圖1 硬限位開關和軟限位開關結構對比

在圖1(b)中，軟限位開關點A’點處的編碼計數值就是運動滑塊的上限值，當編碼計數值等于此值時，后級的計數控制電路就認為其已到達上限位處，此時計數控制電路就會向驅動控制器發出相應的控制信號，驅動控制器控制電機停止運轉或反向運轉，由此可起到圖1(a)中硬限位開關A的同樣作用。

同理，在圖1(b)中，軟限位開關點B’點處的編碼計數值就是運動滑塊的下限值，當編碼計數值等于此值時，后級的計數控制電路就認為其已到達下限位處，此時計數控制電路就會向驅動控制器發出相應的控制信號，驅動控制器控制電機停止運轉或反向運轉，由此可起到圖1(a)中硬限位開關B的同樣作用。

軟限位開關的應用

通常軟限位開關應該和硬限位開關結合起來使用，軟限位開關需設置在硬限位開關的前端，在設備正常工作情況下，其運動部件的運動位置應該在軟限位開關設定的區域內，硬限位開關并不起作用，只有當軟限位開關失常時，此時硬限位開關起極限位置保護和運動系統故障報警作用。

圖2是某分切設備自動定點控制環節中軟限位開關和硬限位開關結合使用的應用實例示意圖。

圖2 軟限位開關的應用實例

在圖2所示的應用實例示意圖中，上下軟限位A’點和B’點的對應編碼計數值應預先設定到計數控制器中，當定位滑塊運動到A’和B’點位置時，計數控制器就會發出相應的控制信號，驅動控制器就會使驅動電機停轉或反向運轉，從而起到上下限位的作用。

圖2中的硬限位開關A(上限位開關)和硬限位開關B(下限位開關)可在系統中作為極限位置和系統故障檢測報警使用，當硬限位開關A和B動作時，說明系統中的軟限位開關沒起作用，此時應仔細分析查找原因。

結束語

軟限位開關實際上是一種虛擬的限位開關，與傳統的硬限位開關相比，它具有壽命長、可靠性高、重復性好等優點，在各種電氣設備中，將軟限位開關和硬限位開關復合使用后，可以較大提高電氣設備運行的可靠性和穩定性。

相信隨著電子技術和檢測技術的不斷進步與發展，在各種電氣設備的技術更新和技術改造活動中，軟限位開關技術必將會得到越來越廣泛的應用。

（摘編自《電氣技術》，原文標題為“軟限位開關的設置原理與應用”，作者為武鋒、于淑萍。）