传感器与PLC的配合 - 工控人家园

panlj

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楼主发表于: 2007-10-26 00:30

[[size=]s:31]传感器与PLC的配合本人无法上传图片，大家可以到我的博客上去看（工业自动化类）http://hbpanlj.blog.163.com/blog/
以下是本人近期学习的一点资料，所有的的资料均为本人收集。非原创。我现在正在研究PLC的内部结构，整个框图和部分芯片的资料已收集分析完成。现有一光耦标为0J P180 GR不清楚具体参数，希望知道的朋友提供一下。还有本人现在求[color=#FF0000]FX0[N的中文编程手册和有关自动化方面（PLC或51单片机在生产中的实际应用）的论文。（本人近期正在忙于技师论文答辩）。有这方面资料的发到我邮箱：hbpanlj@163.com 谢谢有关PLC和传感器方面的原创文章完成后推出，欢迎回帖。
参考资料1:接近开关与PLC问？
接近开关与PLC问：
10～30VDC接近开关与PLC连接时，如何判断用PNP还是NPN？？？谢谢！！！
答：首先找到接近开关的电源端和输出端。如果是两线制，则应该有＋VDC端、输出端）或者“－”端！对于源型输入的PLC例如莫迪康、西门子等（看看你是采用何种PLC）你可以将PLC自带的＋24V传感器电源联接于＋VDC端！接近开关的输出端就可以联接于PLC的输入端！对于源型输入的PLC，一旦接近开关动作，PLC输入端就会得到略小于PLC传感器电源的直流电压，从而使PLC开关量输入有效！对于三菱等PLC，由于它接收漏输入，故接近开关电源端应联接于输入端（例如X10），而输出（或者是“－”端应联接与电源地端，一旦接近开关动作，接近开关输出变低（或者接近地电位），就使得PLC输入有效！
三线式的接近开关必须联接传感器的正电源和地端！传感器电源必须与接近开关的电源属同一电源或者应该有电流形成回路才能工作！三菱则不必区别，因为它的开关量输入已经自带电源了！
需要注意：有些接近开关虽然为两线式，但有三根线，其中有一根是屏蔽线，应区别开来！
总结：对于PLC的开关量输入回路。我个人感觉日本三菱的要好得多，甚至比西门子等赫赫大名的PLC都要实用和可靠！其主要原因是三菱等日本PLC从欧美那儿学来技术并优化设计，作到：
1、采用漏输入，输入端本来就设计为对地短路就引发开入有效！不会对电源系统构成危害，也不会由于电源故障影响其他输入回路的正常工作！
2、采用源输入，是共电源输入端。在工程实际应用中往往有太多的电缆，你可能无法保证电缆的相互接触、破损，说不定共电源的开关量线路会无意接触到设备地、外壳、其他地电位。因此可能断路电源供应回路。造成电源损坏或者烧掉保险，从而可能影响其他输入回路的正常工作。除非，每个输入回路加保险……应用成本较高也容易出现其他故障！
参考资料2:我在网上的发帖和回帖
问：为什么三菱PLC要选择NPN型传感器？而西门子PLC要选择PNP型传感器？NPN型和PNP型传感器有什么区别和特点？如何画及读时序图？数字技术书籍里有详细的介绍吗？
答：三菱的用低电平触发输入继电器，西门子的用高电平，NPN和PNP型传感器的区别就是在与输出的电平不同，NPN输出低电平，PNP反之。时序图在画和读的时候只要注意高低电平就可以了，他只有0和1的状态，一般数字技术书籍里都有介绍
参考资料3：NPN与PNP集电极开路型传感器在PLC连接中的转换
1、输入传感器为接近开关时，只要接近开关的输出驱动力足够，漏型输入的PLC输入端就可以直接与NPN集电极开路型接近开关的输出进行连接。如图1。

图1
但是，当采用PNP集电极开路型接近开关时，由于接近开关内部输出端与0V间的电阻很大，无法提供电耦合器件所需要的驱动电流，因此需要增加“下拉电阻”。如图。增加下拉电阻后应注意，此时的PLC内部输入信号与接近开关发信状态相反，即接近开关发信时，“下拉电阻”上端为24V，光电耦合器件无电流，内部信号为“0”；未发信时，PLC内部DC24V与0V之间，通过光电耦合器件、限流电阻、“下拉电阻”经公共端COM构成电流回路，输入为“1”。
下拉电阻的阻值主要决定于PLC输入光电耦合器件的驱动电流、PLC内部输入电路的限流电阻阻值。通常情况下，其值为1.5—2KΩ，计算公式如下：
第一种公式：R≤[（Ve-0.7）/Ii]-Ri
式中：R——下拉电阻（KΩ）
Ve——输入电源电压（V）
Ii——最小输入驱动电流（mA）
Ri——PLC内部输入限流电阻（KΩ）
公式中取发光二极管的导通电压为0.7V。
第二种公式：下拉电阻≤[输入限流电阻/（最小ON电压/24V）]-输入限流电阻
2、输入传感器为接近开关时，只要接近开关的输出驱动力足够，源型输入的PLC输入端就可以直接与PNP集电极开路型接近开关的输出进行连接。如图2。

图2
相反，当采用NPN集电极开路型接近开关时，由于接近开关内部输出端与24V间的电阻很大，无法提供电耦合器件所需要的驱动电流，因此需要增加“上拉电阻”。如图。增加下拉电阻后应注意，此时的PLC内部输入信号与接近开关发信状态相反，即接近开关发信时，“上拉电阻”上端为0V，光电耦合器件无电流，内部信号为“0”；未发信时，PLC内部DC24V与0V之间，通过光电耦合器件、限流电阻、“上拉电阻”经公共端COM构成电流回路，输入为“1”。
上拉电阻的阻值主要决定于PLC输入光电耦合器件的驱动电流、PLC内部输入电路的限流电阻阻值。通常情况下，其值为1.5—2KΩ，其计算公式与下拉电阻计算公式相同。
参考资料4：漏型与源型PLC输入的区别
1、所谓“漏型输入”，是一种由PLC内部提供输入信号源，全部输入信号的一端汇总到输入的公共连接端COM的输入形式。又称为“汇点输入”。如图3

图3
3、所谓“源型输入”，是一种由外部提供输入信号电源或使用PLC内部提供给输入回路的电源，全部输入信号为“有源”信号，并独立输入PLC的输入连接形式。如图4

参考资料5：PNP与NPN型传感器——介绍
PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止，输出两种状态，属于开关型传感器。但输出信号是截然相反的，即高电平和低电平。PNP输出是高电平1，NPN输出的是低电平0。
PNP与NPN型传感器（开关型）分为六类：
1、NPN-NO（常开型）
2、NPN-NC（常闭型）
3、NPN-NC+NO（常开、常闭共有型）
4、PNP-NO（常开型）
5、PNP-NC（常闭型）
6、PNP-NC+NO（常开、常闭共有型）
PNP与NPN型传感器一般有三条引出线，即电源线VCC、0V线，OUT信号输出线。

1、PNP类
PNP是指当有信号触发时，信号输出线OUT和电源线VCC连接，相当于输出高电平的电源线。
对于PNP-NO型，在没有信号触发时，输出线是悬空的，就是VCC电源线和OUT线断开。有信号触发时，发出与VCC电源线相同的电压，也就是OUT线和电源线VCC连接，输出高电平VCC。
对于PNP-NC型，在没有信号触发时，发出与VCC电源线相同的电压，也就是OUT线和电源线VCC连接，输出高电平VCC。当有信号触发后，输出线是悬空的，就是VCC电源线和OUT线断开。
对于PNP-NC+NO型，其实就是多出一个输出线OUT，根据需要取舍。
2、NPN类
NPN是指当有信号触发时，信号输出线OUT和0v线连接，相当于输出低电平0V。
对于NPN-NO型，在没有信号触发时，输出线是悬空的，就是0v线和OUT线断开。有信号触发时，发出与0V相同的电压，也就是OUT线和0V线连接，输出输出低电平OV。
对于NPN-NC型，在没有信号触发时，发出与0V线相同的电压，也就是OUT线和0V线连接，输出低电平0V。当有信号触发后，输出线是悬空的，就是0V线和OUT线断开。
对于NPN-NC+NO型类似，多出一个输出线OUT，及两条信号反相的输出线，根据需要取舍。
我们一般常用的是NPN型，即低电平有效状态。PNP很少使用。
参考资料：直流2线式传感器连接中的注意事项
DC24V输入设备中，使用2线式传感器时，请确认满足以下条件。不满足的情况下，会造成误动作。
1)、 PLC的ON电压与传感器的剩余电压的关系
VON≤VCC-VR
2)、 PLC的ON电流与传感器的控制输出（负载电流）的关系
IOUT（min）≤ION≤IOUT（max）
ION=( VCC-VR-1.5[PLC的内部剩余电压]*)/RIN
ION比IOUT（min）小的情况下，请连接泄放电阻R。
泄放电阻的常数可根据以下公式求出：
R≤（VCC-VR）/（IOUT（min）- ION）
功率W≥（VCC-VR）2/R×4[余裕度]
3)、 PLC的OFF电流与传感器的漏电流的关系
IOFF≥Ileak
Ileak 比IOFF 大的情况下，请连接泄放电阻R。
泄放电阻的常数可根据以下公式求出：
R≤RIN×VOFF/（Ileak×RIN- VOFF）
功率W≥（VCC-VR）2/R×4[余裕度]
VCC ：电源电压
VR ：传感器的输出剩余电压
VON ： PLC的ON电压
IOUT ：传感器的控制输出（负载电流）
VOFF ： PLC的OFF电压
ION ： PLC的ON电流
Ileak：传感器的漏电流
IOFF ： PLC的OFF电流
R ：泄放电阻
RIN ： PLC的输入阻抗
4)、对传感器的浪涌电流的考虑
如果PLC的电源先置为ON，传感器的电源再置于ON，有时会因传感器的浪涌电流而导致误输入。

确认从传感器的电源接通后到稳定动作为止的时间，使用传感器电源接通后定时器延迟的相应措施通过应用程序进行处理。延迟时间大约为100ms，PLC输入采集的2线式传感器信号大于100ms时为真值，小于100ms时为假值。