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【工控项目分享】+也谈NPN/PNP三线制传感器 点击:5728 | 回复:69



巴德

    
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发表于:2019-04-24 15:56:17
楼主

也谈NPN/PNP三线制传感器

一项目中使用两个欧姆龙E2B系列C型接近开关,用于无杆气缸开/关位置检测,见图1,信号接入ABB机器人DSQC1030标准IO板。在实际调试中,费了一番功夫,才发现选型错误,使用的接近开关是NPN型,见图2,实际需要的是PNP型,这就导致IO版无法采集气缸位置信号。

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图1 接近开关安装示意图 

b2b240e2f64e419b9aba1ea89b6b76c6_w_084635.jpg

                                          

图2欧姆龙接近开关订货号

1.  NPN和PNP传感器地区别

NPN、PNP型传感器都是相对于三极管来说的,所以首先了解一下三极管,不同的是控制电流方向相反。简单说,NPN型传感器输出是低电平,PNP型传感器输出是高电平,见图3。

 

图3 NPN、PNP三极管          

 

图4 NPN、PNP型传感器接线图


以欧姆龙E2B系列接近开关接线图为例,见图4、图5,以常开型为例加以说明。结合上述三极管的阐述,可以得知,图5中左图即B型E2B传感器为PNP型,右图即C型E2B传感器为NPN型。

TIM截图20190422133417.png

图5 欧姆龙E2B系列接近开关接线图

2.  PLC DI模块的选择使用

在自动化行业中,一般三线制传感器信号都要经DI模块采集送至PLC,参与逻辑控制。PLC的DI模块一般有漏型和源型分类这一说,但需要特别注意的是欧系和日系,对此的定义是相反的。西门子PLC是以DI通道为参照对象,电流流入DI通道是漏型, 流出DI通道是源型;而三菱的PLC是以COM端为参照对象,与西门子PLC相反。所以在PLC、传感器设计选型时,要注意两者之间的相互匹配。

3.  PLC DI模块类型举例

本人西门子PLC1200、300用的比较多。S7-1200输入端既支持漏型也支持源型,也就是说既可以接NPN传感器也可以接PNP的传感器,如图6、图7。

 

图6 CPU1215参数  

    TIM截图20190422144940.png

图7 SM1221 DI模块参数

西门子1200官方样本中,给出了漏型的DI通道接线图,见图8。

      

图8 1200PLC 漏型DI通道接线图


300PLC的大部分DI模块均为漏型(应该选取PNP型的传感器),在硬件组态时不提示输入信号类型时,就是默认为漏型的意思,如:6ES7 321-1BL00-0AA0;S7-300的源型DI模块(应该选取NPN传感器),如:6ES7321-1BH50-0AA0;源型/漏型两用式DI模块(既可NPN也可以PNP型传感器):如:6ES7321-1BP00-0AA0。具体信息和接线,请参考300PLC设备手册,这里不再详细列举。可以看出西门子PLC所谓的漏型输入是以DI通道为参照对象。

再以三菱FX3U系列CPU为例加以说明,见图9。参考三菱PLC官方硬件手册,可以看出日系PLC是以COM端为参考对象定义漏型/源型DI信号的。

TIM截图20190422220643.png


图9 三菱FX3U基本单元和扩展单元DI通道接线

4.  ABB机器人DSQC1030标准IO板

本项目中欧姆龙三线制接近开关信号接入DSQC1030标准IO板,见图10,这里需要介绍一下。

 

  

图10  DSQC1030标准IO板


DSQC1030标准IO板作为欧系产品,结合图10,其DI通道共用GND作为公共端,可以称之为漏型输入,此DI通道只能接受PNP型三线制传感器信号,而NPN型的不行。

此时,可以得出结论,项目中所使用的欧姆龙E2B系列 C型(NPN)接近开关,属选型错误,DSQC1030标准IO板不可能检测到实际信号,应选用欧姆龙E2B系列 B型(PNP)接近开关。

5.  总结

本文结合实际项目,可以较为清晰的理解NPN、PNP三线制传感器的区别。实际工作中,最好不要死记硬背,要更多的结合设备手册、原理图和接线图来指导设计选型、接线调试等;另外还要注意到欧系与日系PLC所谓的漏型和源型DI输入,参照不同,恰好相反。



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@Q

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发表于:2020-05-14 12:49:22
61楼

这个帖子放到现在,悲剧的是大家到现在还是没有认清楚,这是西门子样本上的错误,PNP就是源型,NPN就是漏型!你西门子要么不要用源型、漏型表达,如果要表达,就要在中国市场上大家认知统一起来表达,而不是把中国工程师们越搞越糊涂。为什么我来肯定PNP就是源型,而否定西门子样本上的表达?因为我们是做编码器的,编码器讲编码逻辑地,PNP是正逻辑,源型。而NPN是负逻辑,漏型!漏型逻辑就要用上补码,不然解码出来后是乱码。这编码器的编码是不能错的。我不知道西门子样本上反过来表达的,PNP是漏型的依据是什么?

@Q

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发表于:2020-05-14 13:06:44
62楼

标准化是做工业化的基础,是工业1.0时代的标志。

一个传感器是源型、漏型的概念,都搞得几年了还乱哄哄的,公说公婆说婆的,害得工程师们买错了规格,还要讨论是不是要用继电器转一下,我都怀疑我们还谈什么工业4.0?工业1.0时代的工业标准化概念都没有意识。

i1o

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发表于:2020-06-07 10:14:54
63楼

不错哦,好好学习一下

天寒星宇

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发表于:2020-07-06 12:06:55
64楼

新人学习啦!谢谢楼主!



wgcg

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发表于:2020-07-09 21:54:08
65楼

非常感谢楼主的分享

all_units

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发表于:2020-08-16 11:50:39
66楼

感谢分享!

对酒当歌

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发表于:2020-08-23 16:10:31
67楼

学习了,蛮详细

6677d

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发表于:2020-09-09 16:11:10
68楼

谢谢分享

fyz920757923

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发表于:2020-09-12 16:06:07
69楼

谢谢分享学习


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