Näherungssensoren werden verwendet, um Objekte berührungslos zu erkennen. Es gibt 2-Draht- und 3-Draht-Näherungssensoren, und 3-Draht-Näherungssensoren sind beliebter. Je nach Ausgangstyp gibt es zwei Haupttypen von Näherungssensoren: NPN und PNP.
Die Auswahl des richtigen Näherungssensortyps für eine bestimmte Anwendung kann den korrekten Betrieb eines Systems sicherstellen. Dieser Artikel soll einen Überblick über die beiden Hauptausgangstypen und eine Anleitung zum Anschließen eines Näherungssensors an eine SPS geben.
Was ist ein NPN-Näherungssensor?
NPN-Näherungssensoren bieten einen aktiven LOW-Ausgang. Das heißt, wenn ein Objekt in den Erfassungsbereich des Sensors eintritt, wird der Ausgang des Sensors mit Masse verbunden. Dieser Sensortyp wird auch als 'Sinken'-Sensor.
Was ist ein PNP-Näherungssensor?
PNP-Näherungssensoren bieten einen aktiven HIGH-Ausgang. Wenn ein Objekt in den Erfassungsbereich des Sensors eintritt, wird der Ausgang des Sensors mit +24V verbunden. Bei Anschluss an einen SPS-Eingang erkennt er dies als logisches HIGH-Signal. PNP-Näherungssensoren werden auch als 'Beschaffung' Sensoren.
Eine Möglichkeit, sich an die Verkabelung von NPN- und PNP-Sensoren zu erinnern
Um sich die Verdrahtung eines 3-Draht-DC-Näherungssensors leicht zu merken, können wir die folgende Analogie verwenden:
PNP = Geschaltet Positiv
NPN = Geschaltet Negativ
Näherungssensoren sind digitale Sensoren. Daher müssen sie immer an eine 24V-Stromquelle angeschlossen sein, um zu funktionieren.
In der PNP-Sensorverkabelung beträgt die Last immer mit Negativ verbunden. Das Positiv wird geschaltet, wenn der Näherungssensor ein Objekt erkennt. Aber in der NPN-Sensorverkabelung ist die Last immer mit Positiv verbundenund der Negative wird geschaltet, wenn ein Objekt erkannt wird.
PNP vs NPN für 3-Leiter-Anschluss eines Sensors
Fast alle industriellen Näherungssensoren sind Solid-State-Geräte, das heißt, sie haben keine beweglichen Teile im Inneren. Der beliebteste Näherungssensortyp ist der 3-Draht-Typ. Sie verwenden Transistoren vom Typ PNP oder NPN, um den Ausgang zu schalten, wenn ein Objekt erkannt wird.
Zwei der Drähte werden verwendet, um den Sensor mit Strom zu versorgen, während der andere Draht der Ausgang des Sensors ist.
An dieser Stelle ist es erwähnenswert, dass es sich um einen PNP- oder NPN-Sensor handelt. nicht implizieren, ob der Sensorausgang normalerweise offen (N/O) oder normalerweise geschlossen (N/C) ist. Dies ist nur von der Anwendung abhängig. (dh ein PNP-Sensor kann entweder N/O oder N/C sein, ebenso wie ein NPN entweder N/O oder N/C)
Schauen wir uns eine Relaisschaltung an, bei der ein Relais direkt von einem Näherungssensor betätigt wird.
Der Unterschied zwischen den beiden Verdrahtungen besteht darin, dass bei der PNP-Verdrahtung das Relais immer mit 0 V verbunden ist und +24 V vom Sensor geschaltet wird. Bei der NPN-Verkabelung ist das Relais jedoch immer mit +24V verbunden und der Sensor schaltet die 0V-Verbindung. Unabhängig davon ist der Sensor an +24 und 0V angeschlossen, um ihn mit Strom zu versorgen.
So verbinden Sie den NPN/PNP-Näherungssensor mit der SPS
Warnung! Stellen Sie vor jeder Verdrahtung sicher, dass das System ausgeschaltet ist, um einen Stromschlag zu vermeiden.
Farbcode eines 3-Draht-Näherungssensors erkennen
Bei einem 3-Draht-Sensor lautet der Farbcode der Verkabelung wie folgt: (Braun: +24 V, Blau: 0 V, Schwarz: Ausgang)
Wenn die Drähte Ihres Sensors anders gefärbt sind oder sich der Farbcode nicht sicher ist, lesen Sie bitte das Datenblatt des Herstellers.
Anschluss eines 3-Draht-Näherungssensors vom Typ NPN an eine SPS
Stellen Sie vor dem Anschluss des Sensors an die SPS sicher, dass die SPS auf die 'Beschaffung' Typ. Bei einer Siemens S7-200 SPS kann dies durch Verbinden des Eingangs 1M mit +24V erfolgen. Dies bedeutet, dass die SPS Strom aus dem Eingang bezieht und der NPN-Sensor Strom zieht, wenn er ein Objekt erkennt.
Wird der Eingang der SPS über eine Eingangskarte zugeführt, muss er a Beschaffungsart Eingangskarte oder eine konfigurierbare. Die SIMATIC S7-1200, Digitaleingang SB 1221 ist eine solche Eingangskarte vom Sourcing-Typ.
Anschluss eines 3-Draht-Näherungssensors vom Typ PNP an eine SPS
Für einen PNP-Sensor muss die SPS als 'Untergang' Typ. Durch Verbinden des Eingangs 1M mit 0V wird die SPS als Eingangssenke konfiguriert. Mit dieser Konfiguration kann der Sensor „Strom liefern“ und die SPS wird „Strom aufnehmen“, um den Sensorausgang zu erkennen.
Bei einem PNP-Näherungssensor muss bei Verwendung einer Eingangskarte ein 'Sinken' Typ Karte. Die S7-1200, Digitaleingang SM 1221 Die Eingangskarte für S7-1200-SPS ist eine als Senke/Quelle konfigurierbare Eingangskarte und kann mit beiden Sensortypen verbunden werden.
Wie wählt man einen PNP- oder NPN-Sensor aus?
Die Auswahl von PNP oder NPN hängt hauptsächlich von der Anwendung und der Verfügbarkeit ab. Wie Arrow Electronics erwähnt, sind NPN-Sensoren in der Automatisierungsbranche im asiatischen Raum häufiger anzutreffen. PNP-Sensoren sind in Europa und Amerika beliebter.
NPN-Sensoren werden in Hochgeschwindigkeitsanwendungen verwendet, da sie schneller sind als PNP-Sensoren. Sie finden auch mehr Anwendungen in Relaisschaltungen als in SPS-Schaltungen. PNP-Sensoren sind in SPS-Schaltkreisen beliebter, da sie falsch-positive Signale verhindern können, wenn sie beschädigt und mit Masse kurzgeschlossen werden.
Woher weiß ich, ob mein Näherungssensor NPN oder PNP ist?
Den Sensortyp erkennen Sie am einfachsten anhand des Aufklebers am Sensorkörper. Auf diesem Aufkleber kann manchmal auch ein Schaltplan aufgedruckt sein.
Wenn der Sensor nicht markiert und installiert ist, kann ein Multimeter helfen, den Sensortyp zu identifizieren. Schalten Sie das System ein und messen Sie sorgfältig die Spannung zwischen 0 V und dem schwarzen Kabel. Liegt bei aktivem Sensor eine Spannung von +24V an, handelt es sich um einen PNP-Sensor. Wenn das Multimeter bei aktivem Sensor 0 V anzeigt, handelt es sich höchstwahrscheinlich um einen NPN-Sensor.
Zusammenfassung
In diesem Artikel haben wir die beiden Arten von Näherungssensoren, ihren Aufbau und ihre Anwendungen in Automatisierungssystemen diskutiert. Es empfiehlt sich immer, das System so auszulegen, dass nach Möglichkeit sowohl NPN- als auch PNP-Sensoren verwendet werden können. Dies kann die Flexibilität der Steuerung erheblich erhöhen.
