想象一下,沉重的冲床滑块急速下落,操作者的手距离危险区域仅毫厘之差——就在这一瞬间,一道无形的光束被遮挡,机器瞬间停止。这种看似“救命”的瞬间,背后正是光电开关与正确接线构建的安全防线。在冲压作业中,光电保护装置就是操作者生命的最后屏障,而正确接线是实现其可靠保护功能的基石,容不得半点差错。
一、冲床光电开关:安全防线的核心卫士
光电开关在冲床安全防护系统中扮演着核心感知角色,属于*安全光幕*或*安全光栅*的组成部分。其核心功能在于:
- 实时监控危险区域: 在冲床滑块与模具形成的危险区域前方,通过发射器和接收器构筑一道或多道无形的红外光束防护墙。
- 瞬间中断危险动作: 一旦操作者的手、手指或其他身体部位(甚至意外进入的物体)遮挡住任何一道光束,接收器会立即探测到光信号中断。
- 触发安全停机信号: 接收器产生急停信号(通常是输出信号状态改变),该信号会通过配套的安全继电器模块或直接发送给冲床控制系统,强制冲床滑块在下一个可能的危险动作(如连续冲程的下一次下行)前停止或在当前下行冲程中紧急制动。
二、常见冲床光电开关类型与接线原理
冲床安全应用通常选用对射式光电开关,由分离的*发射器*和*接收器*组成。其核心机制为:
- 发射器工作: 持续发射调制红外光束。
- 光束监控: 光束穿过防护区域射向接收器。
- 接收器检测: 接收器检测到光束存在时,输出特定状态(安全状态)。
- 危险中断: 光束被遮挡中断,接收器输出状态立即翻转(触发危险信号)。
根据输出信号类型(决定如何接线):
- PNP(源型)输出:
- 高电平有效: 无遮挡(光通)时输出+24V(或供电电压)。
- 低电平触发: 有遮挡(光断)时输出0V(接近0V)。
- NPN(漏型)输出:
- 低电平有效: 无遮挡(光通)时输出0V(接近0V)。
- 高电平触发: 有遮挡(光断)时输出+24V(或供电电压)。
关键提示:冲床安全应用必须选择带有安全继电器模块的安全型光电开关系统(如安全光幕)。安全继电器通常为独立模块,负责处理光电开关的信号,具备强制导向触点、冗余设计、自检等功能,确保达到安全等级(如Category 3, PLd)。光电开关本身通常接入安全继电器模块的输入接口。
三、冲床光电开关接线步骤与核心要点
重要警告:接线前必须严格遵守“断电操作”原则!切断冲床主电源和控制电源,使用验电笔确认无电后方可进行。
接线核心流程:
- 明确供电需求:
- 查阅光电开关及安全继电器模块说明书,确认其工作电压(最常见的工业控制电压为 DC 24V)。
- 确保为光电开关和安全继电器提供独立、稳定且容量足够的电源(通常来自低压开关电源)。避免与驱动器、电磁阀等高干扰负载共用电源。
- 安全保护装置必须使用独立电源供电,避免与其它设备共用电源而导致干扰或失效。
- 连接工作电源:
- 将开关电源输出的“+24V”端连接到发射器、接收器以及安全继电器模块的“+V”或“Vcc”端子。
- 将开关电源输出的“0V”或“GND”端连接到发射器、接收器以及安全继电器模块的“0V”、“GND”或“COM”端子。务必保证所有设备的参考地(0V)是良好共接的。
- *确保极性正确*,反接极易烧毁设备!
- 连接光束信号线(发射器到接收器):
- 部分型号的光电开关,发射器和接收器之间需要连接同步线(SYNC线),以保证多光束按顺序工作,避免相互干扰。严格按说明书要求连接对应的同步端子。
- 具有屏蔽层的信号线,屏蔽层应在控制柜端单点接地(接设备外壳或电源GND),避免形成地环路干扰。
- 输出信号连接到安全继电器模块:
- 识别接收器输出类型(PNP/NPN): 查看接收器说明书或端子上方标识。
- 连接接收器输出线:
- PNP输出接收器: 将其“OUT”/“Signal”端子连接到安全继电器模块对应的“+信号输入”端子(可能标记为 S11, S21等)。
- NPN输出接收器: 将其“OUT”/“Signal”端子连接到安全继电器模块对应的“-信号输入”端子(或标记为“0V Signal Input”/“S-”)。同时,可能还需要将接收器的“0V”/“COM”端子也连接到安全继电器模块的“0V”/“COM”参考点。务必仔细对照安全继电器的说明书!
- 注意:部分安全光幕的输出是整个器件状态(如OSSDs),接线方式以其说明书为准。
- 连接安全继电器模块到冲床控制系统:
- 安全继电器模块具有一组或多组强制导向的“安全输出触点”(常开触点 - NO,常闭触点 - NC)。
- 将安全输出的常开触点(NO)或常闭触点(NC)串联接入冲床控制系统的安全回路中,通常是串联在控制滑块运行(如离合器控制、主接触器控制线圈)的电路上。
- 核心逻辑: 光电保护装置正常(光通)时,安全继电器内部触点应处于允许机器运行的状态(如NO触点闭合);一旦光束被遮挡(光断),安全继电器立即动作,断开运行回路(打开NO触点或闭合NC触点),迫使冲床停机。
- 绝不允许图省事直接短接安全继电器输出点或绕过安全回路! 这是严重违规操作,会彻底丧失保护功能。
- 连接复位/屏蔽/静音信号(可选):
- 复位按钮: 如果光电开关被遮挡触发停机后,需要手动按复位按钮才能恢复运行,需将复位按钮的常开触点接入安全继电器的复位端子(RESET)。
- 屏蔽/静音功能: 当用于保护多人操作区域或需要临时屏蔽特定区域时(需确保安全流程),则需按要求连接屏蔽/静



















