Tento článek je druhou částí článku o typech a principech činnosti senzorů. Pro ty, kteří to nečetli, doporučuji, na policích je rozloženo spousta jemností.

Zde jsem samostatně nastolil tak důležitou praktickou otázku, jako je připojení indukčních snímačů s tranzistorovým výstupem, které jsou všudypřítomné v moderních průmyslových zařízeních. Kromě toho jsou uvedeny skutečné pokyny pro senzory a odkazy na příklady.

Princip aktivace (funkce) snímačů může být jakýkoli – indukční (blízkost), optický (fotoelektrický) atd.

V první části byly popsány možné možnosti výstupů senzorů. S připojením senzorů s kontakty (reléový výstup) by neměly být problémy. Ale s těmi tranzistorovými a připojením k regulátoru není vše tak jednoduché.

Pro zájemce doporučuji i můj článek o paralelním zapojení tranzistorových výstupů.

Schémata zapojení pro snímače PNP a NPN

Rozdíl mezi snímači PNP a NPN je v tom, že spínají různé póly zdroje energie. PNP (od slova „Positive“) spíná kladný výstup zdroje, NPN – záporný.

Níže jsou jako příklad uvedena schémata připojení snímačů s tranzistorovým výstupem. Zátěž – zpravidla se jedná o vstup regulátoru.

PNP výstup

PNP výstup senzor Zátěž (Load) je trvale připojena na „mínus“ (0V), napájení diskrétní „1“ (+V) je spínáno tranzistorem. NO nebo NC senzor – závisí na řídicím obvodu (hlavní obvod)

NPN výstup

NPN výstup senzor Zátěž (Load) je trvale připojena ke znaménku „plus“ (+V). Zde je aktivní úroveň (diskrétní „1“) na výstupu snímače nízká (0 V), zatímco zátěž je napájena přes otevřený tranzistor.

Vyzývám všechny, aby se nepletli; fungování těchto schémat bude podrobně popsáno níže.

SamElektrik.ru v sociálních sítích:

Zajímavý? Chcete vědět více? Připojte se ke skupině VK!

Předplatit! Je to také zajímavé!

Níže uvedené diagramy ukazují v podstatě to samé. Důraz je kladen na rozdíly ve výstupních obvodech PNP a NPN.

schémata zapojení snímačů pnp a npn

Schémata zapojení pro výstupy snímačů NPN a PNP

Na levém obrázku je snímač s výstupním tranzistorem NPN. Společný vodič je přepnut, což je v tomto případě záporný vodič napájecího zdroje.

Vpravo je pouzdro s tranzistorem PNP u východu. Tento případ je nejběžnější, protože v moderní elektronice je obvyklé vytvořit společný záporný vodič napájecího zdroje a aktivovat vstupy ovladačů a dalších záznamových zařízení s kladným potenciálem.

Připojení dvouvodičových snímačů

O paralelním zapojení senzorů jsem psal na blogu několikrát, odkazy na konci článku. Pokud je ale u třívodičových vše víceméně jasné (s reléovými nejsou vůbec žádné problémy), pak dvouvodičové nemohou fungovat paralelně na rozdíl od třívodičových.

READ
Co zasadit v blízkosti jahod?

Když se zapne první, přijde napětí na výstup druhého a ten nemůže nijak fungovat, protože nemá odkud brát energii. Koneckonců, snímačem neprochází žádný proud.

Obecně platí, že dvouvodičové jsou velmi rozmarné z hlediska zátěže a napájení, potřebují určitou úroveň proudu a nepracují s každou zátěží. Například indukční zátěže, spínané zdroje PFC a LED žárovky nemohou zajistit normální provoz dvouvodičových snímačů. Proto je nemám rád.
Pokud potřebujete paralelu, pak existují tři řešení –
1. ponechte jeden snímač
2. ponechat dva snímače, ale tak, aby nepracovaly paralelně, ale každý pro svou zátěž.
3. zapojte třívodičové snímače paralelně.

Jak zkontrolovat indukční snímač?

Chcete-li to provést, musíte ji napájet, to znamená připojit ji k obvodu. Poté – aktivujte (iniciujte). Po aktivaci se indikátor rozsvítí. Indikace však nezaručuje správnou funkci indukčního snímače. Pro 100% jistotu je potřeba připojit zátěž a změřit na ní napětí.

Výměna senzorů

Jak jsem již psal, existují v zásadě 4 typy snímačů s tranzistorovým výstupem, které se dělí podle vnitřní struktury a spínacího obvodu:

Všechny tyto typy snímačů lze mezi sebou vyměnit, tzn. jsou zaměnitelné.

To je implementováno následujícími způsoby:

  • Změna iniciačního zařízení – mechanicky se mění konstrukce.
  • Změna stávajícího obvodu připojení snímače.
  • Přepínání typu výstupu snímače (pokud jsou takové přepínače na těle snímače).
  • Přeprogramování programu – změna aktivní úrovně daného vstupu, změna algoritmu programu.

Níže je uveden příklad, jak můžete vyměnit snímač PNP za snímač NPN změnou schématu připojení:

Náhrada PNP-NPN. Nestandardní schémata připojení. Schémata zaměnitelnosti pro npn a pnp senzory

Schémata zaměnitelnosti PNP-NPN. Vlevo je původní schéma, vpravo upravené.

Pochopení činnosti těchto obvodů vám pomůže pochopit skutečnost, že tranzistor je klíčovým prvkem, který může být reprezentován běžnými reléovými kontakty (příklady jsou uvedeny níže v notaci).

Takže tady je schéma vlevo. Předpokládejme, že typ snímače je NE. Poté (bez ohledu na typ tranzistoru na výstupu), když snímač není aktivní, jsou jeho výstupní „kontakty“ otevřené a neprotéká jimi žádný proud. Když je senzor aktivní, kontakty jsou sepnuté se všemi z toho vyplývajícími důsledky. Přesněji s proudem procházejícím těmito kontakty)). Procházející proud vytváří úbytek napětí na zátěži.

Vnitřní zatížení je z nějakého důvodu zobrazeno tečkovanou čarou. Tento rezistor existuje, ale jeho přítomnost nezaručuje stabilní provoz snímače, snímač musí být připojen na vstup regulátoru nebo jiné zátěže. Odpor tohoto vstupu je hlavní zátěží.

Pokud ve snímači není žádné vnitřní zatížení a kolektor „visí ve vzduchu“, nazývá se to „okruh s otevřeným kolektorem“. Tento obvod funguje POUZE s připojenou zátěží.

Takže v obvodu s výstupem PNP, když je aktivován, je napětí (+V) přivedeno na vstup regulátoru přes otevřený tranzistor a je aktivováno. Jak můžeme dosáhnout stejného s výstupem NPN?

Jsou situace, kdy požadovaný senzor není po ruce a stroj musí pracovat „hned“.

Podíváme se na změny v diagramu vpravo. V první řadě je zajištěn pracovní režim výstupního tranzistoru snímače. K tomu je do obvodu přidán další rezistor, jehož odpor je obvykle asi 5,1 – 10 kOhm. Nyní, když senzor není aktivní, je na vstup regulátoru přivedeno napětí (+V) přes přídavný odpor a vstup regulátoru je aktivován. Když je senzor aktivní, je na vstupu regulátoru diskrétní „0“, protože vstup regulátoru je přerušen otevřeným NPN tranzistorem a téměř veškerý přídavný odporový proud prochází tímto tranzistorem.

READ
Jak správně lepit jednoduché papírové tapety?

V tomto případě dojde k přefázování činnosti snímače. Ale senzor pracuje v režimu a regulátor přijímá informace. Ve většině případů to stačí. Například v režimu počítání pulsů – tachometr, nebo počet obrobků.

Ano, není to přesně to, co jsme chtěli, a schémata zaměnitelnosti pro npn a pnp senzory nejsou vždy přijatelné.

Jak dosáhnout plné funkčnosti? Způsob 1 – mechanicky přemístit nebo předělat kovovou desku (aktivátor). Nebo světelná mezera, pokud mluvíme o optickém senzoru. Metoda 2 – přeprogramujte vstup regulátoru tak, že diskrétní „0“ je aktivní stav regulátoru a „1“ je pasivní stav. Pokud máte po ruce notebook, pak je druhý způsob rychlejší a jednodušší.

Symbol senzoru přiblížení

Ve schématech zapojení jsou indukční snímače (snímače přiblížení) označeny odlišně. Hlavní ale je, že je čtverec otočený o 45° a v něm dvě svislé čáry. Jako na níže uvedených diagramech.

ŽÁDNÉ NC obvody

ŽÁDNÉ NC senzory. Schématická schémata.

Na horním diagramu je normálně otevřený (NO) kontakt (konvenčně označovaný PNP tranzistor). Druhý obvod je normálně uzavřen a třetí obvod jsou oba kontakty v jednom pouzdře.

Barevné kódování vodičů snímače

K dispozici je standardní systém označování senzorů. Všichni výrobci ho v současnosti dodržují.

Před instalací je však dobré se přesvědčit o správnosti zapojení podle návodu k připojení (pokynů). Kromě toho jsou zpravidla barvy vodičů uvedeny na samotném snímači, pokud to jeho velikost umožňuje.

Toto je označení.

  • Modrá – výkon mínus
  • Hnědá – plus
  • Černá – výstup
  • Bílá – druhý výstup nebo ovládací vstup, musíte se podívat na návod.

Systém označení pro indukční snímače

Typ snímače je indikován číslicově abecedním kódem, který kóduje hlavní parametry snímače. Níže je uveden systém označování oblíbených senzorů Autonics.

Systém označení autoniky

Systém označení autoniky

Stáhněte si pokyny a manuály pro některé typy indukčních snímačů:

• Autonics_PR / Indukční senzory přiblížení. Podrobný popis parametrů, pdf, 135.28 kB, staženo: 3799x./

• Autonics_proximity_sensor / Katalog senzorů přiblížení Autonics, pdf, 1.73 MB, staženo: 2276 krát./

• Omron_E2A / Katalog senzorů přiblížení Omron, pdf, 1.14 MB, staženo: 2911 krát./

• TEKO_Tabulka zaměnitelnosti jističů zahraničních výrobců / Co může nahradit senzory TEKO, pdf, 179.92 kB, staženo: 2309x./

READ
Jak se nazývá kovový profil ve tvaru U?

• Turck_InductiveSens / Senzory Turck, pdf, 4.13 MB, staženo: 2755 krát./

• pnp npn / Schéma připojení čidel podle schémat PNP a NPN v programu Splan / Zdrojový soubor., rar, 2.18 kB, staženo: 4449x./

Stáhněte si knihu o senzorech

• Aleinikov A.F. Gridchin V.A. Tsapenko M.P. Senzory / Aleinikov A.F. Gridchin V.A. Tsapenko M.P. Senzory. Jsou uvažovány všechny typy senzorů – teorie i praxe, pdf, 13.21 MB, staženo: 4365 krát./

Skutečné senzory

Senzory jsou specifickým produktem a elektrikáři je v obchodech neprodávají. Případně je můžete koupit v Číně na AliExpress.

Zde jsou typy optických senzorů, se kterými se při své práci setkávám.

Děkuji všem za pozornost, těším se na dotazy ohledně připojení senzorů v komentářích!

Senzory přiblížení se používají k detekci objektů bez fyzického kontaktu. Existují 2vodičové a 3vodičové senzory přiblížení, oblíbenější jsou 3vodičové senzory přiblížení. V závislosti na typu výstupu existují dva hlavní typy senzorů přiblížení: NPN и PNP.

Výběr správného typu senzoru přiblížení pro konkrétní aplikaci může zajistit, že systém bude správně fungovat. Tento článek poskytuje stručný popis dvou hlavních typů výstupů a průvodce připojením snímače přiblížení k PLC.

Co je NPN Proximity Sensor?

Senzory přiblížení NPN poskytují aktivní LOW výstup. To znamená, že když objekt vstoupí do detekčního rozsahu senzoru, výstup senzoru je spojen se zemí. Tento typ senzoru je také známý jako “ponořenísenzor.

Co je snímač přiblížení PNP?

PNP bezdotykové senzory poskytují aktivní HIGH výstup. Když se objekt dostane do detekční oblasti senzoru, výstup senzoru je připojen k +24V. Po připojení ke vstupu PLC to detekuje jako logický signál HIGH. Senzory přiblížení PNP jsou také známé jako „vyhledávánísenzory.

Způsob, jak si zapamatovat zapojení snímačů NPN a PNP

Pro snadné zapamatování schématu zapojení 3vodičového DC bezdotykového spínače můžeme použít následující analogii:

PNP = spínaný Pžíravina

NPN = přepínatelné Nstatečný

Senzory přiblížení jsou digitální senzory. Proto musí být pro provoz vždy připojeny ke zdroji 24 V.

V kabeláži snímače PNP je zátěž vždy spojena s negativním. Tak POsitive se spíná, když senzor přiblížení detekuje předmět. Ale v kabeláži snímače NPN je zátěž vždy spojeno s pozitivním, A Negativní spínače, když je detekován objekt.

READ
Co je tepelná baterie?

PNP vs NPN pro 3vodičové připojení snímače

Téměř všechny průmyslové senzory přiblížení jsou polovodičová zařízení, což znamená, že uvnitř nemají žádné pohyblivé části. Nejoblíbenějším typem senzoru přiblížení je třívodičový. Používají tranzistory typu PNP nebo NPN ke spínání výstupu při detekci objektu.

Dva vodiče slouží k napájení senzoru a druhý vodič je výstupní signál senzoru.

Zde stojí za zmínku, že se jedná o snímač typu PNP nebo NPN, ne znamená, že výstup snímače je normálně otevřený (N/O) nebo normálně uzavřený (N/C). Záleží jen na aplikaci. (tj. senzor PNP může být N/O nebo N/C a NPN může být N/O nebo N/C)

Podívejme se na obvod typu relé, ve kterém je relé řízeno přímo senzorem přiblížení.

Rozdíl mezi oběma zapojeními je v tom, že v PNP zapojení je relé vždy připojeno na 0V, zatímco +24V je spínáno čidlem. Ale v zapojení typu NPN je relé vždy připojeno na + 24V a snímač spíná připojení 0V. Čidlo je však připojeno k +24 a 0V, aby bylo napájeno.

Jak připojit snímač přiblížení NPN/PNP k PLC

Varování! Než se pokusíte provést jakékoli připojení, ujistěte se, že je systém vypnutý, aby nedošlo k úrazu elektrickým proudem.

Určení barevného kódu 3-vodičového přibližovacího senzoru

Na 3vodičovém senzoru je kód barvy vodiče následující: (hnědá: +24V, modrá: 0V, černá: výstup)

Pokud mají vodiče vašeho snímače jinou barvu nebo si nejste jisti kódem barvy, vyhledejte informace v datovém listu výrobce snímače.

Připojení 3vodičového přibližovacího senzoru NPN k PLC

Před připojením senzoru k PLC se ujistěte, že je PLC nastaveno na ‘získávání’ typ. V PLC Siemens S7-200 to lze provést připojením vstupu 1M na +24V. To znamená, že PLC bude „dodávat proud“ na vstupu a senzor NPN „sníží proud“, když detekuje objekt.

Pokud je vstup přiváděn do PLC přes vstupní desku, musí být Typ zdroje vstupní kartu nebo přizpůsobitelné. V SIMATIC S7-1200, digitální vstup SB 1221 Zde je vstupní karta původního typu.

Připojení 3-vodičového PNP senzoru přiblížení k PLC

Pro snímač typu PNP musí být PLC nakonfigurováno jako ‘potopení’ typ. Připojením vstupu 1M k 0V se PLC nakonfiguruje jako vstupní jímka. V této konfiguraci může senzor „dodávat proud“ a PLC může „snížit proud“ pro detekci výstupu senzoru.

READ
Kde je nejlepší místo pro instalaci tlačítka skartovače?

Pro snímač přiblížení typu PNP, pokud je použita vstupní karta, musí býtponoření“typ karty. V S7-1200, digitální vstup SM 1221 Vstupní deska S7-1200 PLC je konfigurovatelná I/O deska, která může být propojena s jakýmkoli typem senzoru.

Jak vybrat snímač PNP nebo NPN?

Výběr PNP nebo NPN závisí především na aplikaci a dostupnosti. Tak jako Elektronika Arrow Je třeba poznamenat, že senzory NPN jsou běžnější v automatizačním průmyslu v asijském regionu. PNP senzory jsou populárnější v Evropě a Americe.

Senzory NPN se používají ve vysokorychlostních aplikacích, protože jsou rychlejší než senzory PNP. Nacházejí také více uplatnění v reléových obvodech než v obvodech PLC. Snímače PNP jsou populárnější v obvodech PLC, protože mohou zabránit falešným poplachům v případě poruch a zemního spojení.

Jak poznám, který senzor přiblížení mám – NPN nebo PNP?

Nejjednodušší způsob, jak určit typ snímače, je podívat se na nálepku na těle snímače. Na této nálepce může být někdy vytištěno elektrické schéma.

Pokud senzor není označen a nainstalován, může multimetr pomoci určit typ senzoru. Zapněte systém a pečlivě změřte napětí mezi 0V a černým vodičem. Pokud je při aktivním snímači napětí +24 V, jedná se o snímač typu PNP. Pokud multimetr ukazuje 0 V, když je senzor aktivní, jedná se s největší pravděpodobností o senzor NPN.

Závěr

V tomto článku jsme probrali dva typy bezdotykových senzorů, jejich konstrukci a jejich aplikace v automatizačních systémech. Vždy se doporučuje navrhnout systém tak, aby vyhovoval snímačům NPN i PNP, pokud je to možné. To může výrazně zlepšit flexibilitu řízení.