Nabijheidssensoren worden gebruikt om objecten te detecteren zonder fysiek contact te maken. Er zijn 2-draads en 3-draads naderingssensoren, en 3-draads naderingssensoren zijn populairder. Er zijn twee hoofdtypen naderingssensoren op basis van hun uitgangstype: NPN en PNP.
Het selecteren van het juiste type naderingssensor voor een bepaalde toepassing kan zorgen voor de juiste werking van een systeem. Dit artikel is bedoeld om een overzicht te geven van de twee belangrijkste uitgangstypen en een gids voor het aansluiten van een naderingssensor op een PLC.
Wat is een NPN-nabijheidssensor?
NPN naderingssensoren zorgen voor een actieve LOW output. Dit betekent dat wanneer een object het detectiebereik van de sensor binnenkomt, de uitgang van de sensor is verbonden met de grond. Dit type sensor staat ook wel bekend als 'zinken'sensor.
Wat is een PNP-nabijheidssensor?
PNP naderingssensoren zorgen voor een actieve HIGH output. Wanneer een object het detectiebereik van de sensor binnenkomt, wordt de uitgang van de sensor verbonden met +24V. Bij aansluiting op een PLC-ingang detecteert het dit als een logisch HOOG-signaal. PNP naderingssensoren zijn ook bekend als 'sourcing-' sensoren.
Een manier om NPN- en PNP-sensorbedrading te onthouden
Om de bedrading van een 3-draads DC-nabijheidssensor gemakkelijk te onthouden, kunnen we de volgende analogie gebruiken:
PNP = Geschakeld Positief
NPN = Geschakeld Negatief
Nabijheidssensoren zijn digitale sensoren. Daarom moeten ze altijd zijn aangesloten op een 24V-stroombron om te kunnen functioneren.
In de bedrading van de PNP-sensor is de belasting: altijd verbonden met Negatief. De Positive wordt geschakeld wanneer de naderingssensor een object detecteert. Maar in de NPN-sensorbedrading is de belasting: altijd verbonden met PositiefEn Negatief wordt geschakeld wanneer een object wordt gedetecteerd.
PNP vs NPN voor 3-draads aansluiting van een sensor
Bijna alle industriële naderingssensoren zijn solid-state apparaten, wat betekent dat ze geen bewegende delen bevatten. Het meest populaire type naderingssensor is het 3-draads type. Ze gebruiken PNP- of NPN-transistors om de uitgang te schakelen wanneer een object wordt gedetecteerd.
Twee van de draden worden gebruikt om de sensor van stroom te voorzien, terwijl de andere draad de output van de sensor is.
Op dit punt is het vermeldenswaard dat het een PNP- of NPN-type sensor is, niet impliceren of de sensoruitgang normaal open (N/O) of normaal gesloten (N/C) is. Dit is alleen afhankelijk van de toepassing. (Dwz een PNP-sensor kan N/O of N/C zijn, net zoals een NPN N/O of N/C kan zijn)
Laten we eens kijken naar een circuit van het relaistype, waarbij een relais rechtstreeks wordt bediend door een naderingssensor.
Het verschil tussen de twee bedradingen is dat bij de bedrading van het PNP-type het relais altijd is aangesloten op 0V en +24V wordt geschakeld door de sensor. Maar in de NPN-type bedrading is het relais altijd verbonden met +24V en schakelt de sensor de 0V-verbinding. Hoe dan ook, de sensor is verbonden met +24 en 0V om hem van stroom te voorzien.
Hoe de NPN/PNP-nabijheidssensor op de PLC aan te sluiten
Waarschuwing! Alvorens enige bedrading aan te brengen, moet u ervoor zorgen dat het systeem is uitgeschakeld om elektrische schokken te voorkomen.
De kleurcode van een 3-draads naderingssensor identificeren
Op een 3-draads sensor is de bedradingskleurcode als volgt: (Bruin: +24V, Blauw: 0V, Zwart: uitgang)
Als de draden van uw sensor een andere kleur hebben of als u niet zeker bent over de kleurcode, raadpleeg dan het gegevensblad van de fabrikant.
Een NPN-type 3-draads naderingssensor aansluiten op een PLC
Voordat u de sensor op de PLC aansluit, moet u ervoor zorgen dat de PLC is geconfigureerd op de 'bevoorrading' type. Op een Siemens S7-200 PLC kan dit door ingang 1M aan te sluiten op +24V. Dit betekent dat de PLC 'stroom' uit de ingang haalt, en dat de NPN-sensor stroom 'afvangt' wanneer hij een object detecteert.
Als de invoer via een invoerkaart naar de PLC wordt gevoerd, moet dit een sourcing type: invoerkaart, of anders een configureerbare. De SIMATIC S7-1200, digitale ingang SB 1221 is zo'n sourcing-type invoerkaart.
Een 3-draads naderingssensor van het PNP-type aansluiten op een PLC
Voor een sensor van het PNP-type moet de PLC worden geconfigureerd als een 'zinkend' type. Door de ingang 1M op 0V aan te sluiten, wordt de PLC geconfigureerd als ingangssinking. Met deze configuratie kan de sensor 'stroom leveren' en zal de PLC 'stroom afnemen' om de sensoruitvoer te detecteren.
Voor een naderingssensor van het PNP-type, als een invoerkaart wordt gebruikt, moet deze een 'zinken' type kaart. De S7-1200, digitale ingang SM 1221 ingangskaart voor S7-1200 PLC's is een sink/source configureerbare ingangskaart en kan worden gekoppeld aan elk type sensor.
Hoe een PNP- of NPN-sensor kiezen?
Het selecteren van PNP versus NPN hangt grotendeels af van de toepassing en de beschikbaarheid. Als arrow Electronics vermeldt, komen NPN-sensoren vaker voor in de automatiseringsindustrie in de regio Azië. PNP-sensoren zijn populairder in Europa en Amerika.
NPN-sensoren worden gebruikt in hogesnelheidstoepassingen omdat ze sneller zijn dan PNP-sensoren. Ze vinden ook meer toepassingen in relaiscircuits dan in PLC-circuits. PNP-sensoren zijn populairder in PLC-circuits omdat ze vals-positieve signalen kunnen voorkomen als ze beschadigd en kortgesloten zijn met de grond.
Hoe weet ik of mijn naderingssensor NPN of PNP is?
De eenvoudigste manier om het sensortype te identificeren, is door de sticker op de behuizing van de sensor te bekijken. Op deze sticker kan soms ook een bedradingsschema worden afgedrukt.
Als de sensor niet is gemarkeerd en is geïnstalleerd, kan een multimeter helpen bij het identificeren van het sensortype. Schakel het systeem in en meet zorgvuldig de spanning tussen 0V en de zwarte draad. Als er een spanning van +24V is wanneer de sensor actief is, is het een PNP-type sensor. Als er een 0V-waarde op de multimeter staat wanneer de sensor actief is, is dit hoogstwaarschijnlijk een NPN-sensor.
Conclusie
In dit artikel hebben we de twee soorten naderingssensoren, hun constructie en hun toepassingen in automatiseringssystemen besproken. Het is altijd een goede gewoonte om het systeem zo te ontwerpen dat het indien mogelijk zowel NPN- als PNP-sensoren kan gebruiken. Dit kan de besturingsflexibiliteit aanzienlijk vergroten.
