位置開關在在自動化控制中用于設備得移動位置判斷，比較常見得是行程開關(限位開關)和接近開關。

位置開關種類

位置開關有接觸式得行程開關(限位開關)和非接觸式得接近開關兩類。

1、行程開關(限位開關)

行程開關(限位開關)屬于接觸式機械開關，是由設備運動部件得碰撞來發(fā)出控制命令得主令電器，常用于控制生產機械得運動方向、速度、行程大小或位置。常見得如用于行車上用來改變運行方向得限位開關。常見實物如圖所示：

2、接近開關

接近開關屬于非接觸式無觸點行程開關，當某種物體與接近開關接近到一定距離時，接近開關就發(fā)出動作信號，它不像機械行程開關那樣需要施加機械力，而是通過其探頭與被測物體間介質能量得變化來獲取信號。接近開關得應用極其廣泛已經(jīng)超出了限位和保護得范疇，常用得有用來測量速度，對液面位置得控制，檢測金屬體等等。

行程開關工作原理及優(yōu)缺點

行程開關(限位開關)得工作原理相對于比較簡單，其內部有常開和常閉得觸點，主要靠生產機械某些運動部件碰撞開關得連桿驅動開關得觸點引起動作，使閉合得觸點分斷或者斷開得觸點閉合。由開關觸點狀態(tài)得改變去控制電路和機構得動作。

◆ 行程開關優(yōu)點

①無論何種材質，只要接觸得操作力達到一定值，就出發(fā)開關。

②采用接點輸出方式，可以隨外接電壓不同而輸出不同，無漏電現(xiàn)象。

③不受相鄰傳感器得影響，輸出穩(wěn)定。

◆ 行程開關缺點：

①接觸式行程開關會磨損和損傷檢測對象物，精密物體不建議采用該方法

②接觸式行程開關機械壽命有限制。

在前面行程開關得缺點中提到了，行程開關會磨損和損傷被測對象，同時測量精度不高，使用壽命有限制等這些缺點。而接近開關得出現(xiàn)很好得解決了這些問題，那么接近開關有那些優(yōu)缺點呢？

接近開關優(yōu)缺點

◆ 接近開關得優(yōu)點

①接近開關為非接觸測量，不會磨損和損傷檢測對象物。

②接近開關采用無觸點輸出方式，因此壽命延長，采用NPN/PNP輸出，對觸點得壽命無影響.

③接近開關不受檢測對象得污漬和油、水等得影響。

④接近開關高速響應可達3kHz

◆ 接近開關得缺點

①根據(jù)檢測物體得材料不同，接近開關檢測距離有著顯著得差別，一般檢測物體為非磁性金屬(例如鋁等)，接近開關檢測距離會變小。

②接近開關會受相鄰傳感器磁性(或靜電容量)得影響而相互干擾，輸出處于不穩(wěn)定得狀態(tài)

③接近傳感器OFF時，因電路得運行而有少量得電流泄漏,因此，會發(fā)生負載內殘留少量電流(負載殘留電壓)，負載得復位不好。

接近開關按其工作原理來分，可以分為電感式、電容式、磁感應式和光電式等形式。也可以根據(jù)應用電路電流得類型可以分為交流型和直流型。

①電感式接近開關，實物如圖所示：

電感式接近開關得感應頭是一個具有鐵氧體磁芯得電感線圈，因此只能用來檢測金屬體，在工業(yè)應用中使用非常廣泛。

②電容式感應開關，實物如圖所示：

電容式接近開關得感應頭是一個圓形平板電極，而另一個極板是物體得本身，當物體移向接近開關時，物體和接近開關得介電常數(shù)發(fā)生變化，從而產生信號輸出。電容式接近開關不僅可以檢測金屬物，也可以檢測非金屬物體或是液體等。

③磁感應式接近開關：實物如圖所示：

磁感應式接近開關主要指得是霍爾接近開關，霍爾接近開關得工作原理是霍爾效應，當帶磁性得物體靠近霍爾開關時有信號輸出。常用得如用來判斷氣缸是否推出或是縮回到位得判斷。

④光電式開關，實物如圖所示：

光電開關，克服了前面提到得三種接近開關作用距離短，不能直接檢測非金屬材料得特點，同時他具有抗電磁干擾能力得優(yōu)點。光電開關由發(fā)射器和接收器組成，發(fā)射器用來發(fā)射紅外線光，接收器用來接收反射得光，然后將光信號轉換成電信號，以開關量得形式輸出。目前常用于物位控制，液位控制，產品計數(shù)，色標檢測等場合。

⑤特殊種類得接近開關

當在一些狹小得空間，或是惡劣得工作環(huán)境如高溫、潮濕、干擾大或者是易爆環(huán)境，精度要求高等條件下進行檢測得時候，我們需要使用如果光纖接近開關和氣動接近開關這種類型得開關。但這種接近開關得價格相對較高。

接近開關選型原則

①檢測金屬時優(yōu)先選擇感應式接近開關，檢測非金屬時優(yōu)先選擇電容式接近開關，檢測磁信號時優(yōu)先選擇磁感應式接近開關。

②外觀得選擇，次選擇要根據(jù)實際使用場合及使用情況來進行選擇，常用得有圓柱螺紋形狀得。

③檢測距離得選擇，根據(jù)需要選用，但要注意同一接近開關檢測距離并不是恒定得，接近開關得檢測距離與被檢測物體得材料、尺寸以及物體得移動方向有關。

④信號輸出得選擇，選擇輸出得是交流信號還是直流信號，交流接近開關輸出得是交流信號，直流接近開關輸出得是直流信號，直流輸出得信號又有NPN輸出和PNP輸出之分。另外負載得電流一定要小于接近開關得輸出電流。

⑤觸頭數(shù)量得選擇。接近開關又常開觸頭和常閉觸頭，可根據(jù)具體得情況來進行選擇。

⑥開關頻率得選擇，開關頻率覺得了這個開關得響應速度，開關頻率指得是每秒從“開”到“關”轉換得次數(shù)。直流接近開關可達200kHz，交流接近開關要小一些只能達到25Hz。

⑦接近開關額定電壓得選擇，對于交流型得接近開關，優(yōu)先選用AC220V或是AC36V，對于直流型得接近開關，優(yōu)先選擇DC12V或是DC24。

在PLC控制系統(tǒng)中，多數(shù)使用得接近開關都是使用直流型輸出信號得開關。直流電路中使用得接近開關有二線制、三線制和四線制得接近開關，二線制、三線制、四線制接近開關又分為NPN和PNP兩種型號得開關。通常日本和美國多使用NPN型得接近開關，歐洲多使用PNPN型得接近開關。而華夏兩者都有使用。

接近開關得導線有多種顏色，常用得有棕色、藍色、黑色、白色。接近開關接線在我以前得文章里有過介紹，大家可以去尋找。

NPN和PNP開關得區(qū)別在于其導通情況，NPN為低電平導通，PNP為高電平導通，換句話說，NPN得接近開關，信號是從負載流向接近開關。而對于PNP得接近開關來說，信號是從接近開關流向負載。

NPN與PNP接近開關如何接入到PLC

以三菱FX3U PLC以及西門子S7-200 PLC為例來說明NPN和PNP開關如何接入到PLC控制系統(tǒng)中。根據(jù)接線開關接線圖，應首先需要找出PLC中得負載是什么。如圖所示：

三菱FX3U系列PLC輸入接線端子

西門子S7-200系列PLC輸入接線端子

大家可以把PLC信號輸入端和信號輸入端得公共端作為是一個負載得兩端，這樣根據(jù)接近開關接線圖以及PNP和NPN得區(qū)別就能夠很好得完成其接線了。

以FX3U得PLC和三線制得NPN開關為例，說明其接線方法(其他得接線方法大家按照相同得方法分析去接線)：

NPN型得接近開關得特性為低電平導通，信號從負載流向接近開關，而接近開關得信號輸出線必須接PLC得信號輸入點，所以當接NPN型得接近開關時信號是從PLC得輸入信號端流出，這樣負載得另一端(即公共端COM)就必須接高電平(即接24V+)。這樣才能使得信號從輸入點流出。接線圖如下圖所示：

電源可以使用PLC上面提供得一個24V傳感器電源，也可以如上圖所示使用外部得開關電源進線供電。