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      【工控項目分享】+也談NPN/PNP三線制傳感器
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      巴德 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-24 15:56:17 樓主

      也談NPN/PNP三線制傳感器

      一項目中使用兩個歐姆龍E2B系列C型接近開關,用于無桿氣缸開/關位置檢測,見圖1,信號接入ABB機器人DSQC1030標準IO板。在實際調試中,費了一番功夫,才發現選型錯誤,使用的接近開關是NPN型,見圖2,實際需要的是PNP型,這就導致IO版無法采集氣缸位置信號。

      c8aec668dead47b490c73494b78a4bbd_w.png  

      圖1 接近開關安裝示意圖 

      b2b240e2f64e419b9aba1ea89b6b76c6_w_084635.jpg

                                                

      圖2歐姆龍接近開關訂貨號

      1.  NPN和PNP傳感器地區別

      NPN、PNP型傳感器都是相對于三極管來說的,所以首先了解一下三極管,不同的是控制電流方向相反。簡單說,NPN型傳感器輸出是低電平,PNP型傳感器輸出是高電平,見圖3。

       

      圖3 NPN、PNP三極管          

       

      圖4 NPN、PNP型傳感器接線圖


      以歐姆龍E2B系列接近開關接線圖為例,見圖4、圖5,以常開型為例加以說明。結合上述三極管的闡述,可以得知,圖5中左圖即B型E2B傳感器為PNP型,右圖即C型E2B傳感器為NPN型。

      TIM截圖20190422133417.png

      圖5 歐姆龍E2B系列接近開關接線圖

      2.  PLC DI模塊的選擇使用

      在自動化行業中,一般三線制傳感器信號都要經DI模塊采集送至PLC,參與邏輯控制。PLC的DI模塊一般有漏型和源型分類這一說,但需要特別注意的是歐系和日系,對此的定義是相反的。西門子PLC是以DI通道為參照對象,電流流入DI通道是漏型, 流出DI通道是源型;而三菱的PLC是以COM端為參照對象,與西門子PLC相反。所以在PLC、傳感器設計選型時,要注意兩者之間的相互匹配。

      3.  PLC DI模塊類型舉例

      本人西門子PLC1200、300用的比較多。S7-1200輸入端既支持漏型也支持源型,也就是說既可以接NPN傳感器也可以接PNP的傳感器,如圖6、圖7。

       

      圖6 CPU1215參數  

          TIM截圖20190422144940.png

      圖7 SM1221 DI模塊參數

      西門子1200官方樣本中,給出了漏型的DI通道接線圖,見圖8。

            

      圖8 1200PLC 漏型DI通道接線圖


      300PLC的大部分DI模塊均為漏型(應該選取PNP型的傳感器),在硬件組態時不提示輸入信號類型時,就是默認為漏型的意思,如:6ES7 321-1BL00-0AA0;S7-300的源型DI模塊(應該選取NPN傳感器),如:6ES7321-1BH50-0AA0;源型/漏型兩用式DI模塊(既可NPN也可以PNP型傳感器):如:6ES7321-1BP00-0AA0。具體信息和接線,請參考300PLC設備手冊,這里不再詳細列舉。可以看出西門子PLC所謂的漏型輸入是以DI通道為參照對象。

      再以三菱FX3U系列CPU為例加以說明,見圖9。參考三菱PLC官方硬件手冊,可以看出日系PLC是以COM端為參考對象定義漏型/源型DI信號的。

      TIM截圖20190422220643.png


      圖9 三菱FX3U基本單元和擴展單元DI通道接線

      4.  ABB機器人DSQC1030標準IO板

      本項目中歐姆龍三線制接近開關信號接入DSQC1030標準IO板,見圖10,這里需要介紹一下。

       

        

      圖10  DSQC1030標準IO板


      DSQC1030標準IO板作為歐系產品,結合圖10,其DI通道共用GND作為公共端,可以稱之為漏型輸入,此DI通道只能接受PNP型三線制傳感器信號,而NPN型的不行。

      此時,可以得出結論,項目中所使用的歐姆龍E2B系列 C型(NPN)接近開關,屬選型錯誤,DSQC1030標準IO板不可能檢測到實際信號,應選用歐姆龍E2B系列 B型(PNP)接近開關。

      5.  總結

      本文結合實際項目,可以較為清晰的理解NPN、PNP三線制傳感器的區別。實際工作中,最好不要死記硬背,要更多的結合設備手冊、原理圖和接線圖來指導設計選型、接線調試等;另外還要注意到歐系與日系PLC所謂的漏型和源型DI輸入,參照不同,恰好相反。



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      GKstudying 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-24 16:08:16 1樓
       

      樓主圖文結合總結的很詳細,學習了。

        回復 引用 舉報
      victor329 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-24 16:25:43 2樓
       

      全是干貨呀!

        回復 引用 舉報
      竹葉三—王者之師 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-24 17:00:20 3樓
       

      這個講解的非常好。

        回復 引用 舉報
      @Q 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-29 12:35:39 4樓
       

      我們過去在學習和教學中,歐系沒有“源型”和“漏型”的說法(日文漢字),只有PNP與NPN之分。以信號發生源頭的特性來定義,必須PNP對PNP,NPN對NPN。只有日系的PLC和傳感器才有“源型”和“漏型”的說法,而且定性還要區分是信號發生端還是信號接收端,搞到新手一頭霧水。歐洲人比較嚴謹,不會讓人搞錯,到了現場再發現錯了。

      我很奇怪西門子的1200和1500怎么會出現了“源型”和“漏性”日文漢字,然后定義還跟日系原意是反的?哪一個英文單詞對上的?煩請西門子PLC能把“德國人”的“英文”原文放上來,給我們大家學習一下。

      日系歐系打架,中國人被糊涂了。

        回復 引用 舉報
      @Q 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-29 12:44:15 5樓
       

      歐系控制系統,0V是公共端,EMC還要求接PE。PNP也是0V是公共端。歐系要求就應該是PNP的接法。在歐系日系混用的情況下,不該用NPN,因為多個NPN接在一起,電源高為公共端了。即使現在有些也能用上,但是這個高電壓公共端與PE的0V公共端形成極間電容,啟動瞬間會走電容燒電氣。NPN基本上只能用在純日系設備。

      更別說歐系設備居然也要跑出了“漏型”了。

      以后工控行業別在出現“源型”“漏型”這種不規范不統一的讓人產生歧義的說法,統一以PNP對PNP,NPN對NPN,誰還會再搞錯,讓中國人吃了這個虧?

        回復 引用 舉報
      @Q 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-29 13:08:10 6樓
       

      2000年初,上海市重點工程外灘蘇州河口水閘自動化項目,離要求竣工的日子只剩下1個多月,某家歐系送來的光電開關PNP與現場的日系三菱PLC配不上( NPN) ,重新訂購因為是進口品牌交貨周期2個月(在歐系NPN是特殊系列),現場總工程師為此開現場辦公會議,點名批評了傳感器選型,并緊急尋求對策。。我們通過一個電阻配壓臨時供調試,并加急從國外進口NPN的光電傳感器趕上驗收。

        回復 引用 舉報
      李東澤 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-29 14:07:16 7樓
       


      引用 @Q 的回復內容: 2000年初,上海市重點工程外灘蘇州河口水閘自動化項目...

      -------------------------

      其實也可以用繼電器轉一下

        回復 引用 舉報
      @Q 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-29 15:00:27 8樓
       

      是的。

      只是加繼電器是要改圖紙的,不改圖紙只能是臨時調試用。


      樓主寫得很好,能夠把這趟渾水自己搞明白了。其實不用看源型漏型,就是PNP對PNP,公共是0V,看到歐系就想到要用PNP。

      至于日系,他們也在改進,增加了PNP,以便與歐系兼容。

        回復 引用 舉報
      李東澤 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-30 15:33:58 9樓
       


      引用 @Q 的回復內容: 是的。只是加繼電器是要改圖紙的,不改圖紙只能是臨時調試...

      -------------------------

      日系也可以用PNP,首先PNP輸出的高電平

        回復 引用 舉報
      gcm1213@163.com 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-04-30 16:10:46 10樓
       

      不錯不錯,總結的挺好的!

        回復 引用 舉報
      看一一一一灰機 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-01 15:44:37 11樓
       

      打擾,加點兒分兒.打擾,加點兒分兒.

        回復 引用 舉報
      個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-02 10:25:06 12樓
       

      可以考慮繼電器轉一下啊

        回復 引用 舉報
      wuxin 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-03 16:31:54 13樓
       

      謝謝

      好人一生平安

        回復 引用 舉報
      mosesxu001 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-03 21:17:16 14樓
       

      回復內容:

      對:GKstudying 樓主圖文結合總結的很詳細,學習了。     內容的回復:

      謝謝了,謝謝你的分享

        回復 引用 舉報
      一顆小小草 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-04 14:19:20 15樓
       

      這個PNP/NPN我是理論上一直沒有搞明白,實際工作中一般關注輸入輸出接受的是高還是低電平,還是兩者均可。

      涉獵面窄,只知道原來三菱FX2n系列輸入低電平有效(早已退市,現在基本看不到了),不接受高電平。其他常見品牌PLC輸入信號基本高低電平都可以接受

      問題主要存在晶體管輸出型PLC,選了NPN或者PNP輸出,那么驅動的外圍電路就要配合。(偷懶,不愿意搞明白這些的時候,能選擇繼電器輸出型就優先選用繼電器輸出型)

        回復 引用 舉報
      李東澤 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-07 09:16:41 16樓
       


      引用 一顆小小草 的回復內容: 這個PNP/NPN我是理論上一直沒有搞明白,實際工作中...

      -------------------------

      我都是記住,高低電平的區別,其他從來不記得。我認為這樣好區分PNP,npn

        回復 引用 舉報
      Mars-chan 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-07 09:22:07 17樓
       

      npn 輸出0v  pnp 輸出24v  這樣理解不是很好嘛?為什么要那么麻煩

        回復 引用 舉報
      李東澤 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-07 10:29:00 18樓
       


      引用 Mars-chan 的回復內容: npn 輸出0v  pnp 輸出24v  這樣理解不是...

      -------------------------

      是的,這樣比較方便,其實這個總結的不錯,但是大道至簡的原則,越復雜的東西,我們應該越簡單來記住。

      層主不錯總結

        回復 引用 舉報
      @Q 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-07 10:47:52 19樓
       


      回復內容:

      對: Mars-chan npn 輸出0v  pnp 輸出24v  這樣理解不是... 內容的回復!

      -------------------------

      這就是現在自動化行業的普遍問題:現在PLC與變頻在同一個現場使用已經很普遍了,在變頻端,0V是公共端,而在PLC端的NPN卻是出信號端,NPN的公共端在24V,兩個公共端混亂接法很容易引起干擾甚至變頻啟動瞬間燒東西,我一直在呼吁NPN該盡量少用了該淘汰了,更要禁止使用“源型”“漏型”這種容易讓人搞錯的不規范的表述。

        回復 引用 舉報
      AC米蘭 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-07 11:21:51 20樓
       


      回復內容:正解,簡單最重要

      對: Mars-chan npn 輸出0v  pnp 輸出24v  這樣理解不是... 內容的回復!

      -------------------------


        回復 引用 舉報
      李東澤 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-07 15:05:43 21樓
       


      引用 @Q 的回復內容: 回復內容:對: Mars-chan  npn 輸出0v...

      -------------------------

      為什么NPN的要少用。

      目前某些伺服驅動器可以接PNP也可以接NPN,

      我們可以這樣建議,應該建議PLC廠家,同時支持PNP和NPN

        回復 引用 舉報
      你猜你猜 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-08 11:39:50 22樓
       


      回復內容:這個肯定不好統一的,歐系、日系、韓系還有國產涉及的比較多

      對: @Q 回復內容:對: Mars-chan  npn 輸出0v... 內容的回復!

      -------------------------


        回復 引用 舉報
      你猜你猜 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-08 11:40:48 23樓
       


      回復內容:加個中繼省事些,干擾還小,一個也就十來塊錢

      對:   可以考慮繼電器轉一下啊 內容的回復!

      -------------------------


        回復 引用 舉報
      李東澤 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-08 23:03:18 24樓
       


      引用 你猜你猜 的回復內容: 回復內容:加個中繼省事些,干擾還小,一個也就十來塊錢對...

      -------------------------

      繼電器壽命有限,另外繼電器會影響反饋時間

        回復 引用 舉報
      你猜你猜 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-09 09:02:22 25樓
       


      回復內容:哦,那看來精度要求高的還得仔細考量考量

      對: 李東澤 引用 你猜你猜 的回復內容: 回復內容:加個中繼省事些... 內容的回復!

      -------------------------


        回復 引用 舉報
      李東澤 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-09 13:38:30 26樓
       


      引用 你猜你猜 的回復內容: 回復內容:哦,那看來精度要求高的還得仔細考量考量對: ...

      -------------------------

      這個不用加繼電器,如果要求反饋速度,壽命,淘寶,有專門的npn轉PnP的和PnP轉npn的電路板

        回復 引用 舉報
      AC米蘭 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-09 17:04:31 27樓
       

      某寶很強大,買什么有什么

      回復內容:

      對: 李東澤 引用 你猜你猜 的回復內容: 回復內容:哦,那看來精度... 內容的回復!

      -------------------------


        回復 引用 舉報
      不銹鐵 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-12 21:15:56 28樓
       

      謝謝!非常謝謝,謝謝樓主的分享!

        回復 引用 舉報
      prol 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-15 09:01:19 29樓
       

      感謝樓主分享,最近也是遇到接近開關問題,不知道如何處理。


        回復 引用 舉報
      GKstudying 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-16 10:29:03 30樓
       


      回復內容:具體是什么問題說來看看

      對: prol 感謝樓主分享,最近也是遇到接近開關問題,不知道如何處理。 內容的回復!

      -------------------------


        回復 引用 舉報
      dongxw007 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-24 09:42:51 31樓
       

      謝謝!非常謝謝,謝謝樓主的分享!

        回復 引用 舉報
      候鳥ike 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-26 17:42:31 32樓
       

      謝謝!非常謝謝,謝謝樓主的分享!

        回復 引用 舉報
      蘇軍 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-28 14:44:21 33樓
       

      新人學習啦!謝謝樓主!


        回復 引用 舉報
      周光強 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-05-30 16:22:15 34樓
       

      加個繼電器解決一下

        回復 引用 舉報
      個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-06-02 15:36:42 35樓
       

      謝謝了,謝謝你的分享


        回復 引用 舉報
      多久能學好 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-06-05 10:49:13 36樓
       

      謝謝分享,學習了!

        回復 引用 舉報
      syl2018 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-06-05 15:13:21 37樓
       

      不錯,挺好的

        回復 引用 舉報
      傑哥 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-06-13 17:18:13 38樓
       


      回復內容:

      對: 李東澤 引用 @Q 的回復內容: 2000年初,上海市重點工程... 內容的回復!

      -------------------------

      這個對頭、其實就是負載的使用關系都是0沒法控制、肯定要1個0一個1,轉換也只是權宜之計,一個點您隨便玩、100個點很麻煩......

        回復 引用 舉報
      wssmjf 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-06-15 08:28:57 39樓
       

      不錯不錯,很經典

        回復 引用 舉報
      lzw555 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-07-05 11:27:42 40樓
       

      輸入是講源型 漏型  輸出才講PNP  NPN  現在1200  都支持兩種方式  就看你怎么接了

      回復內容:

      對: @Q 我們過去在學習和教學中,歐系沒有“源型”和“漏型”的說... 內容的回復!

      -------------------------


        回復 引用 舉報
      小小魚干 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-07-09 14:07:46 41樓
       

      吸收了一波知識

        回復 引用 舉報
      xieyu2019 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-07-11 22:24:30 42樓
       

      講解的非常詳細,謝謝分享

        回復 引用 舉報
      karino 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-07-19 10:39:59 43樓
       

      樓主威武,講解精細,圖文分析易懂易學

        回復 引用 舉報
      段勝寒 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-07-22 21:12:16 44樓
       

      回復內容:

      對:@Q 是的。只是加繼電器是要改圖紙的,不改圖紙只能是臨時調試用。樓主寫得很好,能夠把這趟渾水自己搞明白了。其實不用看源型漏型,就是PNP對PNP,公共是0V,看到歐系就想到要用PNP。至于日系,他們也在改進,增加了PNP,以便與歐系兼容。     內容的回復:

      請教一下,兩線制傳感器和三線制傳感器的區別,我理解的是兩線制可以不考慮plc的輸入形式,不管是npn還是pnp的,但是和三線制的本質區別在哪,為何到現在還會出現

        回復 引用 舉報
      永無止境 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-07-26 21:13:06 45樓
       

      持續學習,感謝樓主分享

        回復 引用 舉報
      same301 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-08-15 19:40:16 46樓
       

      樓主圖文結合總結的很詳細,學習了

        回復 引用 舉報
      王者之師-陌上塵 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-08-21 10:42:37 47樓
       

      贊一個

      很常用的一類檢測設備,信號接入好多人都會出現問題

      樓主圖文并茂,解析到位

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      管宏偉 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-08-22 09:33:45 48樓
       

      進來看看學一下 弄點積分真心不容易啊

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      藍文陽 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-08-29 11:53:53 49樓
       

      這個講解的非常好。

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      yang20908 個人主頁 給TA發消息 加TA為好友 發表于:2019-08-30 16:51:35 50樓
       


      回復內容:

      對: 李東澤 引用 @Q 的回復內容: 2000年初,上海市重點工程... 內容的回復!

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      高要求的場合還真轉不了   繼電器動作與延時   有些場合傳感器連NC  NO都不能混用

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