接近開關(guān)接線

1、一、接近開關(guān)原理：簡單的講就是信號輸出分PNP型（24V輸出）和NPN型（0V輸出）在討論這個問題時，有一個問題先弄明白就是這里所說的低電平即0V，并不是指如果不給電的狀態(tài)例如一個接近開關(guān)的黑線或藍(lán)線被剪斷時黑/藍(lán)線一端就是0V；0V也是有電壓的，而剪斷的話就沒有了電壓，所以沒電和0V是兩個概念，不要混淆。其次，負(fù)極不一定就是0V，要看負(fù)極給定的引入電壓是多少。首先說NPN：NPN接通時是低電平輸出，即接通時黑色線輸出低電平（通常為0V），下圖即為NPN型接近開關(guān)原理圖，中間電阻代表負(fù)載，此負(fù)載可以是金屬感應(yīng)物或繼電器或PLC等，中間三個圓圈代表開關(guān)引出的三根線，其中棕線要接正，藍(lán)線要接負(fù)，黑

2、色為信號線。此為常開開關(guān)，當(dāng)開關(guān)動作關(guān)閉時黑色和藍(lán)色兩線接通如下圖2，這時黑色線輸出電壓與藍(lán)線電壓相同，自然就是負(fù)極給定電壓（通常為0V）。圖1：NPN型接近開關(guān)電路圖圖2：NPN型接近開關(guān)工作狀態(tài)PNP：PNP接通時為高電平輸出，即接通時黑線輸出高電平（通常為24V），下圖為PNP型三線開關(guān)原理圖，電阻代表負(fù)載，當(dāng)開關(guān)工作時，圖1開關(guān)閉合，即黑線和棕線接通如圖2，此時棕線與黑線相當(dāng)于一條線，電壓自然就是正極電壓（通常為24V）。圖1：PNP接近開關(guān)原理圖圖2：PNP常開型接近開關(guān)工作狀態(tài)1）接近開關(guān)有兩線制和三線制之區(qū)別，三線制接近開關(guān)又分為NPN型和PNP型，它們的接線是不同的。請見下圖所

3、示： 2）兩線制接近開關(guān)的接線比較簡單，接近開關(guān)與負(fù)載串聯(lián)后接到電源即可。 3）三線制接近開關(guān)的接線：紅（棕）線接電源正端；藍(lán)線接電源0V端；黃（黑）線為信號，應(yīng)接負(fù)載。而負(fù)載的另一端是這樣接的：對于NPN型接近開關(guān)，應(yīng)接到電源正端；對于PNP型接近開關(guān)，則應(yīng)接到電源0V端。 4）接近開關(guān)的負(fù)載可以是信號燈、繼電器線圈或可編程控制器PLC的數(shù)字量輸入模塊。 5）需要特別注意接到PLC數(shù)字輸入模塊的三線制接近開關(guān)的型式選擇。PLC數(shù)字量輸入模塊一般可分為兩類：一類的公共輸入端為電源0V，電流從輸入模塊 流出（日本模式），此時，一定要選用NPN型接近開關(guān)；另一類的公共輸入端為電源正端，電流流入輸入

4、模塊，即阱式輸入（歐洲模式），此時，一定要選用 PNP型接近開關(guān)。千萬不要選錯了。 6）兩線制接近開關(guān)受工作條件的限制，導(dǎo)通時開關(guān)本身產(chǎn)生一定壓降，截止時又有一定的剩余電流流過，選用時應(yīng)予考慮。三線制接近開關(guān)雖多了一根線，但不受剩余電流之類不利因素的困擾，工作更為可靠。 7）有的廠商將接近開關(guān)的“常開”和“常閉”信號同時引出，或增加其它功能，此種情況，請按產(chǎn)品說明書具體接線。1） 如同我在3樓第5）條中所說的，接入PLC的三線制接近開關(guān)是用NPN型還是用PNP型，這要看PLC的硬件情況，很難說孰多孰少！主要是由PLC輸 入電路的結(jié)構(gòu)決定的，是日本式還是歐洲式？現(xiàn)先舉西門子公司S7-300 PL

5、C為例，常用的數(shù)字量輸入模塊是32點(diǎn)的SM321,DI32DC24V（6ES7 321-1BL00-0AA0），該模塊的接線圖如下所示： 從圖中可以看出，外部開關(guān)量輸入觸點(diǎn)的公共端接到了電源的正端，這種情況應(yīng)使用PNP型接近開關(guān)，接線方法按9樓網(wǎng)友所說的。如果使用NPN型，是不能工作的！ 2）再看三菱公司的FX1N PLC，輸入電路的結(jié)構(gòu)是典型的日本式，接線圖如下所示：從圖中可以看出，外部開關(guān)量輸入觸點(diǎn)的公共端接到了電源的0V端，這種情況應(yīng)使用NPN型接近開關(guān)，接線方法還是按9樓網(wǎng)友所說的（只不過PLC的“M”，相當(dāng)于三菱系列中的“COM”）。同理，三菱PLC如果使用PNP型接近開關(guān)，也是不能

6、工作的！ 3）本帖中兩個插圖是在廠商提供的產(chǎn)品樣本的基礎(chǔ)上補(bǔ)充繪制而成的，供參考。Pepperl+Fuchs公司成功研發(fā)新型VariKont傳感器 2010-7-16 Pepperl+Fuchs公司研發(fā)成功的新一代傳感器將創(chuàng)新性、可靠性以及無壓釋放功能結(jié)合于一體，在零故障工作方面又向前邁進(jìn)了一步。老款傳感器無需性能匹配，在簡便地安裝調(diào)試后即可被新型傳感器所替代。 VariKont傳感器是感應(yīng)式接近開關(guān)至今最典型的結(jié)構(gòu)形式。由Pepperl+Fuchs公司研發(fā)的傳感器外殼形狀在整個傳感器市場中得到認(rèn)可，并已成為了國際標(biāo)準(zhǔn)。如今，在世界各地的不同應(yīng)用領(lǐng)域中，都可以看到VariKont傳感器；在機(jī)床

7、及設(shè)備制造領(lǐng)域中，其為使用者提供重要信息，保障各個生產(chǎn)過程及流程的順利進(jìn)行。 現(xiàn)在若想研發(fā)一款全新的傳感器產(chǎn)品，使其與穩(wěn)居市場達(dá)30年的成功產(chǎn)品進(jìn)行競爭，這并不是一件容易的事情。一方面，ISO國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳感器外殼尺寸不得改變；另一方面，若向用戶表明新產(chǎn)品具有真正意義上的改進(jìn)，確實強(qiáng)于原先同類產(chǎn)品，這也并非易事。 盡管在這種背景下，Mannheim的專家們最終仍然獲得了成功：他們在市場上為其他傳感器研發(fā)者樹立了新標(biāo)桿。例如，除了電氣性能得到提高外， 其堅固耐用的性能與在嚴(yán)酷環(huán)境下的工作可靠性等皆有提高。專家們期望，能為用戶提供在機(jī)床及設(shè)備在壓力釋放條件下都可以使用的新型傳感器。 新型傳感器在

8、產(chǎn)品角與邊的設(shè)計上更加完美，總共8個角中的4個角上安裝了LED發(fā)光二極管，其中各有兩個閃爍發(fā)光的綠色與黃色LED二極管用于表示不同的工作狀態(tài)和開關(guān)狀態(tài)。 因此，操作者可以從不同觀察角度清楚地掌握當(dāng)前工作狀況，從而大大減輕了設(shè)備調(diào)試、維修以及故障查詢時的工作量。LED發(fā)光二極管這種新穎獨(dú)特的 設(shè)計，使得市場上假冒偽劣產(chǎn)品不會具有相同的功能。這種角部二極管的安裝形式早在2003年時便已成功投放市場，當(dāng)時的產(chǎn)品型號為VariKont L，是一種適用于內(nèi)腔、沒有單獨(dú)鎖緊槽的小型傳感器。 VariKont L外殼尺寸僅有118mm40mm40mm，此種變型傳感器的外殼設(shè)計了鎖緊槽。傳感器頂部帶有傳感及電

9、子數(shù)據(jù)處理技術(shù)所必需的所有元器件，其主體上 帶有機(jī)械固定裝置及電氣安裝使用的鎖緊槽。僅用三個螺釘即可將預(yù)裝的固定板和電氣連接件都連接在一起。新型VariKont傳感器采用了新技術(shù)360 顯示當(dāng)前電氣功能狀態(tài)，使傳感器的安裝更加簡便，有利于設(shè)備在調(diào)試和維修時的更換，無需重復(fù)電氣接線。 新型傳感器堅固耐用，可在室內(nèi)及戶外各種工作條件下使用，且性能穩(wěn)定。現(xiàn)在，這些重要的技術(shù)特性有了進(jìn)一步擴(kuò)展：具有良好的耐UV紫外線照射性 能，采用新型密封方案使傳感器在野外工作時可更好地抵抗潮氣侵蝕。另外，外殼的密封性與堅固耐用性可滿足安全防護(hù)等級IP 67和IP 69k的要求。因此，新一代傳感器具有更好的耐氣候、防

10、水、耐熱和耐沖擊性能。 在標(biāo)準(zhǔn)外形的情況下，新一代傳感器可在2040mm內(nèi)有效完成開關(guān)控制任務(wù)，尤其是控制距離為40mm這一類型。原先若要完成如此大間距的控 制，必須采用規(guī)格更大的傳感器，型號尺寸至少要大一號。新型VariKont傳感器的另一大特點(diǎn)是衰減系數(shù)為1。在檢測金屬材料經(jīng)常變化的生產(chǎn)過程中，具 有這一衰減系數(shù)的傳感器提供了理想的解決方案；例如汽車工業(yè)企業(yè)中經(jīng)常加工的鐵炭合金、鋁合金或其他輕合金材料。當(dāng)機(jī)床設(shè)備的多種電氣件都被安裝在較為狹 小的空間中時，此種傳感器的電磁性能便可很好地抵抗周圍環(huán)境干擾電流的影響。傳感器可按npn型或pnp型開關(guān)，作為常閉或常開開關(guān)使用，可按照市場中常 見的

11、雙線、三線及四線技術(shù)提供給用戶。 全新技術(shù)水平的傳感器 新型傳感器采用現(xiàn)代化設(shè)計，在電氣與機(jī)械性能方面進(jìn)行了大量技術(shù)改進(jìn)，采用了壓力狀況閃爍顯示技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠且無壓力的工作，這使 VariKont傳感器又向著零缺陷原則邁進(jìn)了一步。由于傳感器上下部分間采用了性能可靠的連接技術(shù)，使用戶掌握了可方便更換傳感器的可能性，用戶能夠在 沒有新投資的情況下使自己的設(shè)備達(dá)到新技術(shù)水平；同時，機(jī)床設(shè)備現(xiàn)有的電纜連接和接口技術(shù)PLC與接近開關(guān)、光電開關(guān)的接線問題收藏此信息 打印該信息 添加：佚名 來源：未知摘要：本文主要分析了數(shù)字量輸入時PLC內(nèi)部電路常見的幾種形式，SINK- 拉電流輸入 ，SOURCE-

12、灌電流輸入，并結(jié)合傳感器常見幾種輸出形式和經(jīng)常遇到的NPN和PNP輸出，以及單端與雙端接口,給出了和不同的PLC電路形式連接時的接線方法。關(guān)鍵詞： PLC SINK- 拉電流輸入 NPN輸出 SOURCE- 灌電流輸入 PNP輸出 單端 雙端接口一:引言PLC的數(shù)字量輸入接口并不復(fù)雜，我們都知道PLC為了提高抗干擾能力，輸入接口都采用光電耦合器來隔離輸入信號與內(nèi)部處理電路的傳輸。因此，輸入端的信號只是驅(qū)動光電耦合器的內(nèi)部LED導(dǎo)通，被光電耦合器的光電管接收，即可使外部輸入信號可靠傳輸。目 前PLC數(shù)字量輸入端口一般分單端共點(diǎn)與雙端輸入，各廠商的單端共點(diǎn)（Com）的接口有光電耦合器正極共點(diǎn)與負(fù)極

13、共點(diǎn)之分，日系PLC通常采用正極共點(diǎn)， 歐系PLC習(xí)慣采用負(fù)極共點(diǎn)；日系PLC供應(yīng)歐洲市場也按歐洲習(xí)慣采用負(fù)極共點(diǎn)；為了能靈活使用又發(fā)展了單端共點(diǎn)（S/S）可選型，根據(jù)需要單端共點(diǎn)可以 接負(fù)極也可以接正極。由于這些區(qū)別，用戶在選配外部傳感器時接法上需要一定的區(qū)分與了解才能正確使用傳感器與PLC為后期的編程工作和系統(tǒng)穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。二：輸入電路的形式1、輸入類型的分類PLC的數(shù)字量輸入端子，按電源分直流與交流，按輸入接口分類由單端共點(diǎn)輸入與雙端輸入，單端共點(diǎn)接電源正極為SINK（sink Current 拉電流），單端共點(diǎn)接電源負(fù)極為SRCE（source Current 灌電流）。2、術(shù)語的解釋

14、SINK漏型SOURCE源型SINK漏型為電流從輸入端流出，那么輸入端與電源負(fù)極相連即可，說明接口內(nèi)部的光電耦合器為單端共點(diǎn)為電源正極，可接NPN型傳感器。SOURCE源型為電流從輸入端流進(jìn)，那么輸入端與電源正極相連即可，說明接口內(nèi)部的光電耦合器為單端共點(diǎn)為電源負(fù)極，可接PNP型傳感器。國內(nèi)對這兩種方式的說法有各種表達(dá)：1）、根據(jù)TI的定義，sink Current 為拉電流，source Current為 灌電流，2）、由按接口的單端共點(diǎn)的極性，共正極與共負(fù)極。這樣的表述比較容易分清楚。3）、SINK為NPN接法，SOURCE為PNP接法（按傳感器的輸出形式的表述）。4）、SINK為負(fù)邏輯接

15、法，SOURCE為正邏輯接法（按傳感器的輸出形式的表述）。5）、SINK為傳感器的低電平有效，SOURCE為傳感器的高電平有效（按傳感器的輸出狀態(tài)的表述）。這種表述的筆者接觸的最多，也是最容易引起混淆的說法。接近開關(guān)與光電開關(guān)三、四線輸出分NPN與PNP輸出，對于無檢測信號時NPN的接近開關(guān)與光電開關(guān)輸出為高電平（對內(nèi)部有上拉電阻而言），當(dāng)有檢測信號，內(nèi)部NPN管導(dǎo)通，開關(guān)輸出為低電平。對于無檢測信號時PNP的接近開關(guān)與光電開關(guān)輸出為低電平（對內(nèi)部有下拉電阻而言），當(dāng)有檢測信號，內(nèi)部PNP管導(dǎo)通，開關(guān)輸出為高電平。以上的情況只是針對，傳感器是屬于常開的狀態(tài)下。目前可廠商生產(chǎn)的傳感器有常開與常閉

16、之分；常閉型NPN輸出為低電平，常閉型PNP輸出為高電平。因此用戶在選型上與供應(yīng)商配合上經(jīng)常產(chǎn)生偏差。另 一種情況，用戶也遇到SINK接PNP型傳感器，SOURCE接NPN型傳感器，也能驅(qū)動PLC接口，對于PLC輸入信號狀態(tài)則由PLC程序修改。原因是 傳感器輸出有個上拉電阻與下拉電阻的緣故，對于集電極開路的傳感器，這樣的接法是無效的；另外輸出的上拉電阻與下拉電阻阻值與PLC接口漏電流參數(shù)有很大 關(guān)系。并非所有的傳感器與PLC都可以通用，對于此類問題可以參考筆者的另一文接近開關(guān)、光電開關(guān)的輸出與負(fù)載接口問題，在此不再贅述。SINK漏型、SOURCE源型在下文有詳細(xì)圖解描述。3、按電源配置類型3.

17、1、直流輸入電路如 圖1，直流輸入電路要求外部輸入信號的元件為無源的干接點(diǎn)或直流有源的無觸點(diǎn)開關(guān)接點(diǎn)，當(dāng)外部輸入元件與電源正極導(dǎo)通，電流通過R1，光電耦合器內(nèi)部 LED，VD1（接口指示）到COM端形成回路，光電耦合器內(nèi)部接收管接受外部元件導(dǎo)通的信號，傳輸?shù)絻?nèi)部處理；這種由直流電提供電源的接口方式，叫直流 輸入電路；直流電可以由PLC內(nèi)部提供也可以外接直流電源提供給外部輸入信號的元件。R2在電路中的作用是旁路光電耦合器內(nèi)部LED的電流，保證光電耦合 器LED不被兩線制接近開關(guān)的靜態(tài)泄漏電流導(dǎo)通。3.1、交流輸入電路如圖2，交流輸入電路要求外部輸入信 號的元件為無源的干接點(diǎn)或交流有源的無觸點(diǎn)開關(guān)

18、接點(diǎn)，它與直流接口的區(qū)分在光電耦合器前加一級降壓電路與橋整流電路。外部元件與交流電接通后，電流通過 R1，C2經(jīng)過橋整流，變成降壓后的直流電，后續(xù)電路的原理與直流的一致。交流PLC主要適用相對環(huán)境惡劣，布線技改變動不大等場合；如接近開關(guān)就用交 流兩線直接替代原來行程開關(guān)。4：按端口類型4.1單端共點(diǎn)（Comcon）數(shù)字量輸入方式為 了節(jié)省輸入端子，單端共點(diǎn)輸入的結(jié)構(gòu)是在PLC內(nèi)部將所有輸入電路（光電耦合器）的一端連接在一起接到標(biāo)示為COM的內(nèi)部公共端子（internal comcon terminal），各輸入電路的另一端才接到其對應(yīng)的輸入端子X0、X1、X2、.，com共點(diǎn)與N個單端輸入就可

19、以做N個數(shù)字量的輸入(N+1 個端子)，因此我們稱此結(jié)構(gòu)為單端共點(diǎn)輸入。用戶在做外部數(shù)字量輸入組件的接線時也需要同樣的作法，需要將所有輸入組件的一端連接在一起，叫輸入組件的的外部共線（external comcon wire）；輸入組件的另一端才接到PLC的輸入端子X0、X1、X2、.。如果COM為電源24V+（正極），外部共線就要接24V-（負(fù)極），此接法稱SINK（sink Current 拉電流）輸入方式；也稱之PLC接口共電源正極。如果COM為電源24V-（負(fù)極），外部共線就要接24V+（正極），此接法稱SRCE（source Current 灌電流）輸入方式；也稱之PLC接口共電源負(fù)

20、極。SINK（sink Current 拉電流）輸入方式，可接NPN型傳感器，即X端口與負(fù)極相連。SRCE（source Current 灌電流）輸入方式，可接PNP型傳感器。即X端口與整機(jī)極相連。為 了適應(yīng)各地區(qū)的使用習(xí)慣,內(nèi)部公共端子有的廠家的PLC是采用S/S端子，此端子可以與電源的24V+（正極）或24V-（負(fù)極）相連，結(jié)合外部共線接線 變化使PLC可以 SINK（sink Current 拉電流）輸入方式，可接NPN型傳感器和SRCE（source Current 灌電流）輸入方式，可接PNP型傳感器。較采用COM端的PLC更靈活。S/S端子的發(fā)展是為了適用日系與歐系PLC混合使用工

21、控場合,起到通用的作 用,S/S端子也稱之 SINK/SRCE可切換型。（外部輸入組件可以為按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、舌簧開關(guān)、霍爾開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、光幕傳感器、繼電器觸點(diǎn)、接觸器觸電等開關(guān)量的元件。）4.1.1 SINK（sink Current 拉電流）輸入方式單端共點(diǎn)SINK輸入接線（內(nèi)部共點(diǎn)端子COM24V+，外部共線24V-）。如圖3:4.1.2 SRCE（source Current 灌電流）輸入方式 單端共點(diǎn)SRCE輸入接線（內(nèi)部共點(diǎn)端子COM24V-，外部共線24V+）。如圖4:4.1.3 SINK/SRCE可切換輸入方式S/S端子與COM端不同的是,COM是與內(nèi)部電源正極或

22、負(fù)極固定相連，S/S端子是非固定相連的，根據(jù)需要才與內(nèi)部電源或外部電源的正極或者負(fù)極相連。 單端共點(diǎn)SINK輸入接線（內(nèi)部共點(diǎn)端子S/S24V+，外部共線24V-）。 單端共點(diǎn)SRCE輸入接線（內(nèi)部共點(diǎn)端子S/S24V-，外部共線24V+）。4.2.4： 當(dāng)有源輸入元件(霍爾開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、光幕傳感器等)數(shù)量比較多，消耗功率比較大，PLC內(nèi)置電源不能滿足時，需要配置外置電源。根據(jù)需求可以 配24VDC，一定功率的開關(guān)電源。外置電源原則上不能與內(nèi)置電源并聯(lián)，根據(jù)COM與外部共線的特點(diǎn)， SINK（sink Current 拉電流）輸入方式時，外置電源與內(nèi)置電源正極相連接； SRCE（s

23、ource Current 灌電流）輸入方式時，外置電源與內(nèi)置電源負(fù)極相連接。4.2.5： 簡單判斷SINK（sink Current 拉電流）輸入方式，只需要Xn端與負(fù)極短路，如果接口指示燈亮就說明是SINK輸入方式。共正極的光藕合器，可接NPN型的傳感器。 SRCE（source Current 灌電流）輸入方式，將Xn端與正極短路，如果接口指示燈亮就說明是SRCE輸入方式。共負(fù)極的光藕合器，可接PNP型的傳感器。4.2.4：對于2線式的開關(guān)量輸入，如果是無源觸點(diǎn)，SINK與SRCE按上圖的輸入元件接法，對于2線式的接近開關(guān)，需要判斷接近開關(guān)的極性，正確接入。我公司部分2線式的LJK系列接

24、近開關(guān)也有不分極性即可接入接口的，具體參考附帶產(chǎn)品說明書。4.2、超高速雙端輸入電路主 要用于硬件高速計數(shù)器（HHSC）的輸入使用，接口電壓為5VDC，在應(yīng)用上為確保高速及高噪音抗性通常采用雙線驅(qū)動方式（Line-Drive）。如果 工作頻率不高與噪音低也可以采用5VDC的單端SINK或者SRCE接法，串聯(lián)一個限流電阻轉(zhuǎn)換成24VDC的單端SINK或者SRCE接法。4.2.1、雙輸入端雙線驅(qū)動方式（Line-Drive）。 PNP與NPN型傳感器一般有三條引出線，即電源線VCC、0V線、OUT信號輸出線。 1、NPN類 NPN是指當(dāng)有信號觸發(fā)時，信號輸出線OUT和電源線VCC連接，相當(dāng)于輸出高

25、電平的電源線。 NPN-NO型，在沒有信號觸發(fā)時，輸出線是懸空的，即VCC電源線和OUT線斷開；當(dāng)有信號觸發(fā)時，OUT與VCC電源線電壓相同，二者相連，輸出高電平VCC。 NPN-NC型，在沒有信號觸發(fā)時，OUT與VCC電源線電壓相同，輸出高電平VCC；當(dāng)有信號觸發(fā)后，輸出線是懸空的，即VCC電源線和out線斷開。 NPN-NC+NO型，其實就是多出一個輸出線OUT，用戶可以根據(jù)需要選擇。 2、PNP類 PNP是指有信號觸發(fā)時，信號輸出OUT和0V線連接，相當(dāng)于輸出低電平0V。 PNP-NO型，在沒有信號觸發(fā)時，輸出線是懸空的，就是0V線和OUT線斷開。有信號觸發(fā)時，OUT線和0V線相連，電壓相同，輸出低電平O