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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(xué)習(xí)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(biāo)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(yīng)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(yīng)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(yīng)聯(lián)接于輸入端（例如X10），而輸出（或者是“－”端應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(xué)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(dāng)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(yīng)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(dǎo)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(dāng)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(yīng)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(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(dāng)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(dāng)有信號觸發(fā)時，信號輸出線OUT和0v線連接，相當(dāng)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(dāng)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(dǎo)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(yīng)措施通過應(yīng)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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