山姆工程師教你選擇接近開(kāi)關(guān)
1、接近開(kāi)關(guān)介紹
接近開(kāi)關(guān)也叫接近式位置開(kāi)關(guān),是在機(jī)械設(shè)備中經(jīng)常見(jiàn)到了開(kāi)關(guān)原件,當(dāng)運(yùn)動(dòng)中的物體靠近接近開(kāi)關(guān)到一定距離時(shí),接近開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)。以便達(dá)到行程、計(jì)數(shù)的自動(dòng)控制。這種開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是:非接觸式無(wú)觸頭開(kāi)關(guān),是傳感器的一種而非機(jī)械開(kāi)關(guān)。常見(jiàn)的接近開(kāi)關(guān)如下圖所示

2、接近開(kāi)關(guān)的功能
常用的接近開(kāi)關(guān)型號(hào)有CJ、LJ、SJ。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件與感應(yīng)觸頭接近時(shí),接近開(kāi)關(guān)就會(huì)輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。在電路中的作用與行程開(kāi)關(guān)的作用是相同的,都是起限位作用。區(qū)別就是接近開(kāi)關(guān)為非接觸式,而行程開(kāi)關(guān)為接觸式開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)的電氣圖形符號(hào)及文字如下圖
3、分類(lèi)及原理
按工作原理分為:電感式、電容式、磁感式、光電式……,其中根據(jù)電流分為交流型和直流型。
電感式
電感式接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)頭是帶有磁芯的電感線(xiàn)圈,只能檢測(cè)金屬。應(yīng)用比較廣泛,但是檢測(cè)距離較近。
電容式
電容式接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)頭是一個(gè)圓形的平板電極,當(dāng)有物體接近時(shí)電容量變化從而發(fā)出信號(hào)。電容式即能檢測(cè)金屬又能檢測(cè)非金屬以及液體物質(zhì),但是體積較大價(jià)格較貴。
磁感式
磁感式的工作原理就是霍爾效應(yīng)。
光電式
光電式的接近開(kāi)關(guān)主要是感光元件對(duì)投光器發(fā)出的光,在檢測(cè)物體上發(fā)生光量增減變化檢測(cè)物體的。光電式的接近開(kāi)關(guān)種類(lèi)比較多,選型的時(shí)候要多注意。
利用光電效應(yīng)制成的傳感器稱(chēng)為光電式傳感器,光電式傳感器的種類(lèi)非常多不單單有開(kāi)關(guān)量信號(hào),還有模擬量信號(hào)。
這類(lèi)接近開(kāi)關(guān)主要有:對(duì)射式、反射式、漫反射式3種。
4、選型
常用的接近開(kāi)關(guān)有
電感式接近開(kāi)關(guān)LJ系列產(chǎn)品
電容式接近開(kāi)關(guān)CJ系列產(chǎn)品
磁感式接近開(kāi)關(guān)HJ系列產(chǎn)品
光電式接近開(kāi)關(guān)OJ系列產(chǎn)品
接近開(kāi)關(guān)的型號(hào)含義如下圖所示
接近開(kāi)關(guān)選型時(shí)應(yīng)遵循以下幾種標(biāo)準(zhǔn)
◆檢測(cè)金屬時(shí)優(yōu)先選擇電感式,非金屬時(shí)選擇電容式。
◆根據(jù)實(shí)際情況選擇是圓形還是其他形狀,圓形螺紋比較常見(jiàn)。
◆檢測(cè)距離,這個(gè)是比較關(guān)鍵的指數(shù),選擇時(shí)一定慎重。
◆輸出信號(hào),根據(jù)自己實(shí)際情況選擇輸出信號(hào)是PNP還是NPN
◆觸頭數(shù)量選擇,根據(jù)設(shè)備的觸點(diǎn)使用選擇常開(kāi)或是常閉。
在選型時(shí)如果拿不準(zhǔn)型號(hào),可以把使用情況給供貨商說(shuō)明,讓供貨商提供型號(hào)。一般供貨商對(duì)自己的產(chǎn)品比較了解,即使在使用中不合適也有理由和供貨商調(diào)換。
5、接線(xiàn)
相信看這篇文章的同學(xué)最關(guān)心的便是使用中如何接線(xiàn),如何把接近開(kāi)關(guān)正確無(wú)誤的接到PLC系統(tǒng)中。
現(xiàn)在使用的大多為直流型接近開(kāi)關(guān),有二線(xiàn)式、三線(xiàn)式、四線(xiàn)式等三種形式,所謂的幾線(xiàn)式就是這個(gè)接近開(kāi)關(guān)有幾根線(xiàn)。
除了幾線(xiàn)式這個(gè)需要注意還有個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題就是PNP和NPN。通常日本、美國(guó)多使用NPN型,歐洲多使用PNP,而我國(guó)這兩種型號(hào)都是用。
接近開(kāi)關(guān)的導(dǎo)線(xiàn)有多種顏色,一般情況如下:
BN表示棕色的導(dǎo)線(xiàn)
BU表示藍(lán)色的導(dǎo)線(xiàn)
BK表示黑色的導(dǎo)線(xiàn)
WH表示白色的導(dǎo)線(xiàn)
GR表示灰色的導(dǎo)線(xiàn)
國(guó)標(biāo)對(duì)顏色導(dǎo)線(xiàn)的作用根據(jù)下圖定義:
上圖中NO表示常開(kāi)輸出,NC表示常閉輸出
聰明的你肯定能想到,更換傳感器時(shí)無(wú)論是哪個(gè)廠(chǎng)家的直接對(duì)著線(xiàn)顏色更換不就行了。需要注意的是需要線(xiàn)式一樣,如果二線(xiàn)式更換成三線(xiàn)式該怎么換呢?
◆二線(xiàn)式
二線(xiàn)式NPN行接近開(kāi)關(guān),棕色線(xiàn)與負(fù)載相連,藍(lán)色線(xiàn)與零電位點(diǎn)相連,如下圖所示
二線(xiàn)式PNP行接近開(kāi)關(guān),棕色線(xiàn)與高電位相連,藍(lán)色線(xiàn)與負(fù)載端相連,如下圖所示
◆三線(xiàn)式
三線(xiàn)式NPN型接近開(kāi)關(guān),棕色的導(dǎo)線(xiàn)與一端負(fù)載相連,同時(shí)與電源正極相連;黑色的導(dǎo)線(xiàn)是信號(hào)線(xiàn),與負(fù)載的另一端相連;藍(lán)色的導(dǎo)線(xiàn)與電源負(fù)極相連。如下圖所示
三線(xiàn)式PNP型接近開(kāi)關(guān),棕色的導(dǎo)線(xiàn)與電源正極相連;黑色的導(dǎo)線(xiàn)是信號(hào)線(xiàn),與負(fù)載的另一端相連;藍(lán)色的導(dǎo)線(xiàn)與負(fù)載的另一端及電源負(fù)極相連。如下圖所示
◆四線(xiàn)式
四線(xiàn)式接近開(kāi)關(guān)的接線(xiàn)方式與三線(xiàn)式類(lèi)似,只不過(guò)四線(xiàn)式接近開(kāi)關(guān)多了一對(duì)觸頭而已。接線(xiàn)如下
如何正確的區(qū)分NPN與PNP型開(kāi)關(guān),告訴你個(gè)竅門(mén):NPN型接近開(kāi)關(guān)為負(fù)極開(kāi)關(guān),就是說(shuō)信號(hào)是從負(fù)載流向接近開(kāi)關(guān)。PNP型為正極開(kāi)關(guān),信號(hào)是從接近開(kāi)關(guān)流向負(fù)載。
【舉例1】如下圖所示當(dāng)鐵塊到達(dá)接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)區(qū)時(shí),回路電流會(huì)怎么變化?
【解】在上圖中指示燈就是負(fù)載,當(dāng)鐵塊到達(dá)接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)區(qū)時(shí),回路接通指示燈點(diǎn)亮,點(diǎn)亮由很小變成100%。電流曲線(xiàn)如下圖
【舉例2】某設(shè)備用于檢測(cè)PVC物料,當(dāng)檢測(cè)到物料時(shí),設(shè)備上的DC24V功率為12W的報(bào)警燈亮,選擇合適的接近開(kāi)關(guān)并畫(huà)出原理圖?
【解】因?yàn)闄z測(cè)的物料為PVC,所以不能選擇感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān),可選擇電容式。經(jīng)查資料得到接近開(kāi)關(guān)最大可承受電流為0.2A,而本例中電流I=24V/12=0.5A。所以信號(hào)必須經(jīng)過(guò)中間繼電器轉(zhuǎn)換。原理圖如下
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認(rèn)真看的同學(xué)可以分析一下電流流向?
【舉例3】某設(shè)備上有一個(gè)兩線(xiàn)式NPN型接近開(kāi)關(guān)和一個(gè)三線(xiàn)式PNP型,控制器是使用西門(mén)子S7-200 SAMRT,畫(huà)出原理圖。
【解】一般同一臺(tái)PLC上最好使用PNP或者NPN一種接線(xiàn)開(kāi)關(guān),如果有兩種則必須把這兩種設(shè)計(jì)在不同的輸入組中。如下圖所示
雖然本例中是同一臺(tái)PLC中有兩種類(lèi)型的接近開(kāi)關(guān),但是在同一系統(tǒng)中存在NPN和PNP兩種類(lèi)型的接近開(kāi)關(guān)是不合理的。這樣很容易出現(xiàn)接線(xiàn)錯(cuò)誤,特別是在以后設(shè)備檢修過(guò)程中。
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