接线法实现接近开关“二选一”“二选二”逻辑功能

接线法实现接近开关“二选一”“二选二”逻辑功能

吉宁

中石油兰州石化公司设备维修公司 甘肃西固 730060

摘要：在生产现场为了保证工艺生产安全可靠，根据控制和安全需要，常常对一些检测元件的信号采用“二选一”“二选二”逻辑运算，避免仪表假信号或仪表不可靠影响生产过程的可靠安全运行。“二选一”“二选二”逻辑运算一般都是通过控制仪表组态或由继电器搭接的逻辑电路实现的，本文通过对现场使用的两个接近开关使用接线的方式，阐述了用接近开关实现“二选一”“二选二”逻辑功能的思路，并总结出实现接近开关“二选一”“二选二”逻辑功能的方法和接线方式。

关键词：二选一 二选二 接线方式 接近开关

前言： 接近开关是自动化控制中最常用的一种检测仪表，尤其是在在自动包装线、运动机械上被广泛使用。它常常用于检测物体的位置或存在，在生产现场为了保证工艺生产安全可靠，根据控制和安全需要，常常对一些接近开关的信号采用“二选一”“二选二”逻辑运算，避免单个接近开关工作不可靠影响生产过程的可靠安全运行。“二选一”“二选二”逻辑运算一般都是通过控制仪表组态或由继电器搭接的逻辑电路实现的，但是在很多时候，因为继电器搭接的逻辑电路很麻烦或者无法通过控制仪表实现“二选一”“二选二”逻辑运算功能。在无法搭接继电器逻辑电路或者无法通过控制仪表实现“二选一”“二选二”逻辑运算功能的情况下，怎样才能使这两个接近开关实现“二选一”“二选二”逻辑功能。在生茶工作实际中，通过对接近开关工作原理的认识和联锁功能的学习，进过不断实践，总结出用接线的方式实现两个接近开关“二选一”“二选二”逻辑功能，经过现场使用完全满足了工艺生产安全可靠的需要。

接近开关的原理：接近开关是一种检测仪表，它是一种非接触式检测元件。接近开关的种类一般有无源接近开关、电涡流是接近开关、电容式接近开关霍尔接近开关、光电式接近开关等。虽然接近开关的种类很多，但它们的工作原理大同小异：当物体接近开关的感应区域时，不需要任何机械接触外部压力，接近开关就能感受物体的位置和是否存在物体，接近开关的内部接点就能迅速发出接通或断开的电气指令。根据这个指令，既能判断出物体是否存在或位置。接近开关的接线一般有两线制、三线制两种。但为了满足更多的使用需求，在三线制接近开关的基础上又衍生出四线制、五线制的接近开关。三线制接近开关一般有两根线接电源，另一根线是接近开关发出的接通（断开）指令，三线制接近开关只输出一种指令，要么是接通指令，要么是断开指令。四线制、五线制的接近开关为了满足更多的使用需求，在三线制接近开关的基础上，增加了两种类型（接通、断开）指令或者为了满足不同负载的需求，输出无源接点信号。接近开关常用于检测距离、尺寸检测、物体检测是否存在、计数的检测。在一般的工业生产现场，最常用是电涡流接近开关和光电式接近开关，最常用的功能是检测物体是否存在。

“二选一”“二选二”的逻辑功能和选用：在生产现场为了保证工艺生产安全可靠，根据控制和安全需要，常常对一些检测元件的信号采用“二选一”“二选二”逻辑运算，避免仪表假信号或仪表不可靠影响生产过程的可靠安全运行。所谓“二选一”逻辑关系就是：为了实现同一种结果，两个检测信号只要有一个信号满足要求，结果就会发生，在逻辑运算中是一种“或”的逻辑运算。而“二选二”逻辑关系是：为了实现同一种结果，两个检测信号必须同时满足要求，结果才会发生，在逻辑运算中是一种“与”的逻辑运算。

现场选用“二选一”或“二选二”是根据生产过程控制和安全需要。“二选一”通常用在安全性要求不高的场合。在生产控制过程中希望检测到某种结果的期望值高而又担心单一传感器检测不可靠时，通常采用“二选一”逻辑功能。“二选二”通常用在安全性要求很高的场合。在生产控制过程中希望检测到非常真实可靠某种结果而又担心单一传感器检测不可靠时，通常采用“二选二”逻辑功能。例如在生产过程中升降机上下运动过程中，如果升降机下方有人员或设备，为了防止升降机下降过程中砸伤人员或损伤设备，在升降机下方安装有两个检测人员或设备的检测开关。当检测开关检测到升降机下方有人员或设备时，升降机禁止下落。这时生产控制过程中希望检测到人员或设备的期望值高，这时对这两个检测开关采用“二选一”逻辑功能，只要两个检测开关其中一只检测到信号，哪怕是误检信号升降机都不会下降，保证了人员和设备具有极高的安全性。如果这种工况采用“二选二”逻辑功能，只要两个检测开关其中一只检测不到信号，升降机都会下落造成人员砸伤设备损坏。在一些对信号要求非常真实可靠的场所常常选用“二选二”逻辑功能。比如加热炉火焰检测探头，当加热炉点小火燃烧时，当火焰检测探头检测到火焰信号时，才会开主燃气阀门。如果这时两个检测开关采用“二选一”逻辑功能，如果炉膛没有火焰其中只要有一只火焰检测开关误动作都会使主燃气阀门打开，造成极大的安全隐患。这时的工况需要检测到非常真实可靠火焰信号，这时对两只火焰检测探头采用“二选二”逻辑，只有两只火焰检测探头必须都检测到火焰信号，主燃气阀门打开。显然在这种工况下，采用“二选二”逻辑的安全性高于“二选一”逻辑。

接线法实现接近开关“二选一”“二选二”逻辑功能的方法：在现场使用的接近开关工作原理大同小异，现在以最常用的三线制电涡流接近开关为例，用不同的接线方法实现“二选一”“二选二”逻辑功能。三线制电涡流接近开关其中两根线时接近开关的供电电源，另外一根是信号输出。当金属物体接近电涡流接近开关感应区时，信号被送出（这里以输出24V DC电源正极或220V AC L极）。“二选一”在逻辑功能上是一种“或”的关系，“或”的关系在电路中是一种并联关系，那么只要实现这两只接近开关的输出信号通过适当的接线方式实现并联的关系，就能实现“二选一”逻辑功能。根据这个思路，绘制了“二选一”逻辑接线图（图1）

图一 图二

按照图一接线，供电电源正极（或L极）并联、供电电源负极（或N极）并联、输出信号并联。两个接近开关只要其中一支感应到金属物体，都会有信号输出，从而实现了“二选一”逻辑功能。按照图二接线，供电电源正极（或L极）接到其中一支接近开关的正极（或L极），这支接近开关的信号输出接入到另外一支接近开关的电源正极（或L极），供电电源负极（或N极）并联。当两个接近开关其中一支感应到金属物体，输出的信号接入另外一支接近开关的电源正极（或L极），只有另外一支接近开关也感应到金属物体，才会输出信号，从而实现了“二选二”逻辑功能。

结论：在现场的生产控制中，出于生产过程的控制要求和安全需要，常常会对一些检测元件采用“二选一”“二选二”逻辑功能。“二选一”“二选二”逻辑功能的实现一般是通过继电器搭接或者通过控制仪表组态完成，实现方法复杂。本文通过现场检测元件接线的方法，实现“与”“或”逻辑功能，从而通过在现场接线的方法实现了“二选一”“二选二”逻辑功能。采用接线的方式实现“二选一”“二选二”逻辑功能的方法简单，不需要搭接继电器逻辑电路或者仪表组态就能实现。