Cảm biến tiệm cận được sử dụng để phát hiện các đối tượng mà không cần tiếp xúc vật lý. Có loại cảm biến tiệm cận 2 dây và 3 dây, còn cảm biến tiệm cận 3 dây thì phổ biến hơn. Có hai loại cảm biến tiệm cận chính dựa trên loại đầu ra của chúng: NPN và PNP.
Việc chọn đúng loại cảm biến tiệm cận cho một ứng dụng cụ thể có thể đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác. Bài viết này nhằm cung cấp sơ lược về hai loại đầu ra chính và hướng dẫn về cách kết nối cảm biến tiệm cận với PLC.
Cảm biến tiệm cận NPN là gì?
Cảm biến tiệm cận NPN cung cấp đầu ra LOW hoạt động. Điều này có nghĩa là khi một đối tượng đi vào phạm vi phát hiện của cảm biến, đầu ra của cảm biến được kết nối với mặt đất. Loại cảm biến này còn được gọi là 'hạ xuống' cảm biến.
Cảm biến tiệm cận PNP là gì?
Cảm biến tiệm cận PNP cung cấp đầu ra CAO đang hoạt động. Khi một đối tượng đi vào phạm vi phát hiện của cảm biến, đầu ra của cảm biến được kết nối với + 24V. Khi được kết nối với đầu vào PLC, nó sẽ phát hiện đây là tín hiệu logic CAO. Cảm biến tiệm cận PNP còn được gọi là 'tìm nguồn cung ứng'cảm biến.
Một cách để ghi nhớ hệ thống đấu dây cảm biến NPN và PNP
Để dễ dàng nhớ cách đấu dây của cảm biến tiệm cận DC 3 dây, chúng ta có thể sử dụng phép tương tự sau:
PNP = Đã chuyển Pcó sức sống
NPN = Đã chuyển Nví dụ
Cảm biến tiệm cận là cảm biến kỹ thuật số. Vì vậy, chúng phải luôn được kết nối với nguồn điện 24V để hoạt động.
Trong hệ thống dây cảm biến PNP, tải là luôn kết nối với Âm tính. Sản phẩm Positive được chuyển khi cảm biến khoảng cách phát hiện một đối tượng. Tuy nhiên, trong hệ thống dây cảm biến NPN, tải là luôn kết nối với Tích cực, và Negative được chuyển khi một đối tượng được phát hiện.
PNP so với NPN cho kết nối 3 dây của cảm biến
Hầu hết tất cả các cảm biến tiệm cận công nghiệp đều là thiết bị ở trạng thái rắn, có nghĩa là chúng không có các bộ phận chuyển động bên trong. Loại cảm biến tiệm cận phổ biến nhất là loại 3 dây. Chúng sử dụng các bóng bán dẫn loại PNP hoặc NPN để chuyển đổi đầu ra khi một đối tượng được phát hiện.
Hai trong số các dây được sử dụng để cung cấp năng lượng cho cảm biến hoạt động, trong khi dây còn lại là đầu ra từ cảm biến.
Tại thời điểm này, điều đáng nói là cảm biến loại PNP hoặc NPN, không ngụ ý nếu đầu ra cảm biến thường mở (N / O) hoặc thường đóng (N / C). Điều này chỉ phụ thuộc vào ứng dụng. (Tức là cảm biến PNP có thể là N / O hoặc N / C cũng như NPN có thể là N / O hoặc N / C)
Chúng ta hãy xem xét một mạch kiểu rơ le, trong đó một rơ le được vận hành trực tiếp bởi cảm biến tiệm cận.
Sự khác biệt giữa hai hệ thống dây điện là trong hệ thống dây điện kiểu PNP, rơ le luôn được kết nối với 0V, và + 24V được chuyển mạch bởi cảm biến. Nhưng trong hệ thống dây điện kiểu NPN, rơ le luôn được kết nối với + 24V và bộ cảm biến chuyển kết nối 0V. Bất kể cảm biến được kết nối với +24 và 0V để cấp nguồn cho nó.
Cách kết nối Cảm biến tiệm cận NPN / PNP với PLC
Cảnh báo! Trước khi thử nối dây, hãy đảm bảo rằng hệ thống đã được tắt nguồn để tránh bị điện giật.
Nhận dạng mã màu của cảm biến độ gần 3 dây
Trên cảm biến 3 dây, mã màu của dây như sau: (Nâu: + 24V, Xanh lam: 0V, Đen: đầu ra)
Nếu dây của cảm biến có màu khác hoặc không chắc chắn về mã màu, vui lòng tham khảo biểu dữ liệu của nhà sản xuất.
Đấu dây cảm biến tiệm cận loại NPN 3 dây với PLC
Trước khi kết nối cảm biến với PLC, hãy đảm bảo rằng PLC được định cấu hình 'tìm nguồn cung ứng' kiểu. Trên PLC Siemens S7-200, điều này có thể được thực hiện bằng cách kết nối đầu vào 1M đến + 24V. Điều này có nghĩa là PLC sẽ "tạo dòng" ra khỏi đầu vào và cảm biến NPN sẽ "giảm dòng" khi nó phát hiện một đối tượng.
Nếu đầu vào được cấp cho PLC thông qua thẻ đầu vào, thì nó phải là loại tìm nguồn cung ứng thẻ đầu vào hoặc thẻ có thể định cấu hình khác. Các SIMATIC S7-1200, Đầu vào kỹ thuật số SB 1221 là một thẻ đầu vào kiểu tìm nguồn cung ứng.
Đấu dây cảm biến tiệm cận loại PNP 3 dây với PLC
Đối với cảm biến loại PNP, PLC cần được cấu hình như một 'hạ xuống' kiểu. Kết nối đầu vào 1M đến 0V sẽ cấu hình PLC như đầu vào chìm. Với cấu hình này, cảm biến có thể "nguồn dòng" và PLC sẽ "chìm dòng" để phát hiện đầu ra của cảm biến.
Đối với cảm biến tiệm cận loại PNP, nếu thẻ đầu vào được sử dụng, thì thẻ đó phải là 'hạ xuống' loại thẻ. Các S7-1200, Đầu vào kỹ thuật số SM 1221 thẻ đầu vào cho PLC S7-1200 là thẻ đầu vào có thể cấu hình chìm / nguồn và nó có thể giao tiếp với một trong hai loại cảm biến.
Làm thế nào để chọn một cảm biến PNP hoặc NPN?
Lựa chọn PNP và NPN phụ thuộc chủ yếu vào ứng dụng và tính khả dụng. Như điện tử mũi tên đề cập, cảm biến NPN phổ biến hơn trong ngành công nghiệp tự động hóa ở khu vực Châu Á. Cảm biến PNP phổ biến hơn ở Châu Âu và Châu Mỹ.
Cảm biến NPN được sử dụng trong các ứng dụng tốc độ cao vì chúng nhanh hơn cảm biến PNP. Họ cũng tìm thấy nhiều ứng dụng trong mạch rơ le hơn là mạch PLC. Cảm biến PNP phổ biến hơn trong các mạch PLC vì chúng có thể ngăn chặn các tín hiệu dương tính giả nếu bị hỏng và nối đất.
Làm cách nào để biết cảm biến khoảng cách của tôi là NPN hay PNP?
Cách đơn giản nhất để xác định loại cảm biến là quan sát nhãn dán trên thân cảm biến. Nhãn dán này đôi khi cũng có thể có một sơ đồ đi dây được in trên đó.
Nếu cảm biến không được đánh dấu và được lắp đặt, đồng hồ vạn năng có thể giúp xác định loại cảm biến. Bật nguồn hệ thống và đo cẩn thận điện áp giữa 0V và dây màu đen. Nếu có điện áp + 24V khi cảm biến hoạt động thì đó là cảm biến kiểu PNP. Nếu có số đọc 0V trên đồng hồ vạn năng khi cảm biến hoạt động, rất có thể đó là cảm biến NPN.
Kết luận
Trong bài viết này, chúng tôi đã thảo luận về hai loại cảm biến tiệm cận, cấu tạo của chúng và ứng dụng của chúng trong các hệ thống tự động hóa. Luôn luôn là một thực tiễn tốt để thiết kế hệ thống để có thể sử dụng cả cảm biến loại NPN và PNP nếu có thể. Điều này có thể làm tăng đáng kể khả năng kiểm soát tính linh hoạt.
