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工控人家園 資料互助 傳感器與PLC的配合

panlj

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樓主發(fā)表于: 2007-10-26 00:30

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[[size=]s:31]傳感器與PLC的配合本人無法上傳圖片，大家可以到我的博客上去看（工業(yè)自動化類）http://hbpanlj.blog.163.com/blog/
以下是本人近期學習的一點資料，所有的的資料均為本人收集。非原創(chuàng)。我現(xiàn)在正在研究PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，整個框圖和部分芯片的資料已收集分析完成。現(xiàn)有一光耦標為0J P180 GR不清楚具體參數(shù)，希望知道的朋友提供一下。還有本人現(xiàn)在求[color=#FF0000]FX0[N的中文編程手冊和有關(guān)自動化方面（PLC或51單片機在生產(chǎn)中的實際應用）的論文。（本人近期正在忙于技師論文答辯）。有這方面資料的發(fā)到我郵箱：[email protected] 謝謝有關(guān)PLC和傳感器方面的原創(chuàng)文章完成后推出，歡迎回帖。
參考資料1:接近開關(guān)與PLC問？
接近開關(guān)與PLC問：
10～30VDC接近開關(guān)與PLC連接時，如何判斷用PNP還是NPN？？？謝謝！！！
答：首先找到接近開關(guān)的電源端和輸出端。如果是兩線制，則應該有＋VDC端、輸出端）或者“－”端！對于源型輸入的PLC例如莫迪康、西門子等（看看你是采用何種PLC）你可以將PLC自帶的＋24V傳感器電源聯(lián)接于＋VDC端！接近開關(guān)的輸出端就可以聯(lián)接于PLC的輸入端！對于源型輸入的PLC，一旦接近開關(guān)動作，PLC輸入端就會得到略小于PLC傳感器電源的直流電壓，從而使PLC開關(guān)量輸入有效！對于三菱等PLC，由于它接收漏輸入，故接近開關(guān)電源端應聯(lián)接于輸入端（例如X10），而輸出（或者是“－”端應聯(lián)接與電源地端，一旦接近開關(guān)動作，接近開關(guān)輸出變低（或者接近地電位），就使得PLC輸入有效！
三線式的接近開關(guān)必須聯(lián)接傳感器的正電源和地端！傳感器電源必須與接近開關(guān)的電源屬同一電源或者應該有電流形成回路才能工作！三菱則不必區(qū)別，因為它的開關(guān)量輸入已經(jīng)自帶電源了！
需要注意：有些接近開關(guān)雖然為兩線式，但有三根線，其中有一根是屏蔽線，應區(qū)別開來！
總結(jié)：對于PLC的開關(guān)量輸入回路。我個人感覺日本三菱的要好得多，甚至比西門子等赫赫大名的PLC都要實用和可靠！其主要原因是三菱等日本PLC從歐美那兒學來技術(shù)并優(yōu)化設(shè)計，作到：
1、采用漏輸入，輸入端本來就設(shè)計為對地短路就引發(fā)開入有效！不會對電源系統(tǒng)構(gòu)成危害，也不會由于電源故障影響其他輸入回路的正常工作！
2、采用源輸入，是共電源輸入端。在工程實際應用中往往有太多的電纜，你可能無法保證電纜的相互接觸、破損，說不定共電源的開關(guān)量線路會無意接觸到設(shè)備地、外殼、其他地電位。因此可能斷路電源供應回路。造成電源損壞或者燒掉保險，從而可能影響其他輸入回路的正常工作。除非，每個輸入回路加保險……應用成本較高也容易出現(xiàn)其他故障！
參考資料2:我在網(wǎng)上的發(fā)帖和回帖
問：為什么三菱PLC要選擇NPN型傳感器？而西門子PLC要選擇PNP型傳感器？NPN型和PNP型傳感器有什么區(qū)別和特點？如何畫及讀時序圖？數(shù)字技術(shù)書籍里有詳細的介紹嗎？
答：三菱的用低電平觸發(fā)輸入繼電器，西門子的用高電平，NPN和PNP型傳感器的區(qū)別就是在與輸出的電平不同，NPN輸出低電平，PNP反之。時序圖在畫和讀的時候只要注意高低電平就可以了，他只有0和1的狀態(tài)，一般數(shù)字技術(shù)書籍里都有介紹
參考資料3：NPN與PNP集電極開路型傳感器在PLC連接中的轉(zhuǎn)換
1、輸入傳感器為接近開關(guān)時，只要接近開關(guān)的輸出驅(qū)動力足夠，漏型輸入的PLC輸入端就可以直接與NPN集電極開路型接近開關(guān)的輸出進行連接。如圖1。

圖1
但是，當采用PNP集電極開路型接近開關(guān)時，由于接近開關(guān)內(nèi)部輸出端與0V間的電阻很大，無法提供電耦合器件所需要的驅(qū)動電流，因此需要增加“下拉電阻”。如圖。增加下拉電阻后應注意，此時的PLC內(nèi)部輸入信號與接近開關(guān)發(fā)信狀態(tài)相反，即接近開關(guān)發(fā)信時，“下拉電阻”上端為24V，光電耦合器件無電流，內(nèi)部信號為“0”；未發(fā)信時，PLC內(nèi)部DC24V與0V之間，通過光電耦合器件、限流電阻、“下拉電阻”經(jīng)公共端COM構(gòu)成電流回路，輸入為“1”。
下拉電阻的阻值主要決定于PLC輸入光電耦合器件的驅(qū)動電流、PLC內(nèi)部輸入電路的限流電阻阻值。通常情況下，其值為1.5—2KΩ，計算公式如下：
第一種公式：R≤[（Ve-0.7）/Ii]-Ri
式中：R——下拉電阻（KΩ）
Ve——輸入電源電壓（V）
Ii——最小輸入驅(qū)動電流（mA）
Ri——PLC內(nèi)部輸入限流電阻（KΩ）
公式中取發(fā)光二極管的導通電壓為0.7V。
第二種公式：下拉電阻≤[輸入限流電阻/（最小ON電壓/24V）]-輸入限流電阻
2、輸入傳感器為接近開關(guān)時，只要接近開關(guān)的輸出驅(qū)動力足夠，源型輸入的PLC輸入端就可以直接與PNP集電極開路型接近開關(guān)的輸出進行連接。如圖2。

圖2
相反，當采用NPN集電極開路型接近開關(guān)時，由于接近開關(guān)內(nèi)部輸出端與24V間的電阻很大，無法提供電耦合器件所需要的驅(qū)動電流，因此需要增加“上拉電阻”。如圖。增加下拉電阻后應注意，此時的PLC內(nèi)部輸入信號與接近開關(guān)發(fā)信狀態(tài)相反，即接近開關(guān)發(fā)信時，“上拉電阻”上端為0V，光電耦合器件無電流，內(nèi)部信號為“0”；未發(fā)信時，PLC內(nèi)部DC24V與0V之間，通過光電耦合器件、限流電阻、“上拉電阻”經(jīng)公共端COM構(gòu)成電流回路，輸入為“1”。
上拉電阻的阻值主要決定于PLC輸入光電耦合器件的驅(qū)動電流、PLC內(nèi)部輸入電路的限流電阻阻值。通常情況下，其值為1.5—2KΩ，其計算公式與下拉電阻計算公式相同。
參考資料4：漏型與源型PLC輸入的區(qū)別
1、所謂“漏型輸入”，是一種由PLC內(nèi)部提供輸入信號源，全部輸入信號的一端匯總到輸入的公共連接端COM的輸入形式。又稱為“匯點輸入”。如圖3

圖3
3、所謂“源型輸入”，是一種由外部提供輸入信號電源或使用PLC內(nèi)部提供給輸入回路的電源，全部輸入信號為“有源”信號，并獨立輸入PLC的輸入連接形式。如圖4

參考資料5：PNP與NPN型傳感器——介紹
PNP與NPN型傳感器其實就是利用三極管的飽和和截止，輸出兩種狀態(tài)，屬于開關(guān)型傳感器。但輸出信號是截然相反的，即高電平和低電平。PNP輸出是高電平1，NPN輸出的是低電平0。
PNP與NPN型傳感器（開關(guān)型）分為六類：
1、NPN-NO（常開型）
2、NPN-NC（常閉型）
3、NPN-NC+NO（常開、常閉共有型）
4、PNP-NO（常開型）
5、PNP-NC（常閉型）
6、PNP-NC+NO（常開、常閉共有型）
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、PNP類
PNP是指當有信號觸發(fā)時，信號輸出線OUT和電源線VCC連接，相當于輸出高電平的電源線。
對于PNP-NO型，在沒有信號觸發(fā)時，輸出線是懸空的，就是VCC電源線和OUT線斷開。有信號觸發(fā)時，發(fā)出與VCC電源線相同的電壓，也就是OUT線和電源線VCC連接，輸出高電平VCC。
對于PNP-NC型，在沒有信號觸發(fā)時，發(fā)出與VCC電源線相同的電壓，也就是OUT線和電源線VCC連接，輸出高電平VCC。當有信號觸發(fā)后，輸出線是懸空的，就是VCC電源線和OUT線斷開。
對于PNP-NC+NO型，其實就是多出一個輸出線OUT，根據(jù)需要取舍。
2、NPN類
NPN是指當有信號觸發(fā)時，信號輸出線OUT和0v線連接，相當于輸出低電平0V。
對于NPN-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，發(fā)出與0V相同的電壓，也就是OUT線和0V線連接，輸出輸出低電平OV。
對于NPN-NC型，在沒有信號觸發(fā)時，發(fā)出與0V線相同的電壓，也就是OUT線和0V線連接，輸出低電平0V。當有信號觸發(fā)后，輸出線是懸空的，就是0V線和OUT線斷開。
對于NPN-NC+NO型類似，多出一個輸出線OUT，及兩條信號反相的輸出線，根據(jù)需要取舍。
我們一般常用的是NPN型，即低電平有效狀態(tài)。PNP很少使用。
參考資料：直流2線式傳感器連接中的注意事項
DC24V輸入設(shè)備中，使用2線式傳感器時，請確認滿足以下條件。不滿足的情況下，會造成誤動作。
1)、 PLC的ON電壓與傳感器的剩余電壓的關(guān)系
VON≤VCC-VR
2)、 PLC的ON電流與傳感器的控制輸出（負載電流）的關(guān)系
IOUT（min）≤ION≤IOUT（max）
ION=( VCC-VR-1.5[PLC的內(nèi)部剩余電壓]*)/RIN
ION比IOUT（min）小的情況下，請連接泄放電阻R。
泄放電阻的常數(shù)可根據(jù)以下公式求出：
R≤（VCC-VR）/（IOUT（min）- ION）
功率W≥（VCC-VR）2/R×4[余裕度]
3)、 PLC的OFF電流與傳感器的漏電流的關(guān)系
IOFF≥Ileak
Ileak 比IOFF 大的情況下，請連接泄放電阻R。
泄放電阻的常數(shù)可根據(jù)以下公式求出：
R≤RIN×VOFF/（Ileak×RIN- VOFF）
功率W≥（VCC-VR）2/R×4[余裕度]
VCC ：電源電壓
VR ：傳感器的輸出剩余電壓
VON ： PLC的ON電壓
IOUT ：傳感器的控制輸出（負載電流）
VOFF ： PLC的OFF電壓
ION ： PLC的ON電流
Ileak：傳感器的漏電流
IOFF ： PLC的OFF電流
R ：泄放電阻
RIN ： PLC的輸入阻抗
4)、對傳感器的浪涌電流的考慮
如果PLC的電源先置為ON，傳感器的電源再置于ON，有時會因傳感器的浪涌電流而導致誤輸入。

確認從傳感器的電源接通后到穩(wěn)定動作為止的時間，使用傳感器電源接通后定時器延遲的相應措施通過應用程序進行處理。延遲時間大約為100ms，PLC輸入采集的2線式傳感器信號大于100ms時為真值，小于100ms時為假值。

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