淺析接近開關(guān)的選型與使用

張群

【摘要】接近開關(guān)是一種非接觸的開關(guān)型傳感器，在選用接近開關(guān)類型時要結(jié)合檢測對象的性質(zhì)，還要與PLC數(shù)字輸入模塊相匹配。NPN與PNP類型的接近開關(guān)連接負(fù)載的方式有所不同，無論哪一類接近開關(guān)，均須在安裝后先調(diào)試再緊固。

【關(guān)鍵詞】接近開關(guān) 選型 接線 調(diào)試

隨著自動化程序的提高，接近開關(guān)在流水線生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用。因接近開關(guān)的類型繁多，在最初使用時可能有點無處下手，因此，我嘗試著從應(yīng)用角度來分析如何選擇接近開關(guān)，接近開關(guān)與PLC聯(lián)接時該如何接線，安裝好后需要作何調(diào)試等問題，供學(xué)習(xí)者參考。

一、接近開關(guān)的選型

1、考慮檢測對象性質(zhì)的選型

接近開關(guān)是一種非接觸的開關(guān)型傳感器，又稱無觸點行程開關(guān)，它能在一定的距離（幾毫米至幾十毫米）內(nèi)檢測有無物體靠近。當(dāng)物體與其接近到設(shè)定距離時，就可以發(fā)出“動作”信號。從原理上分有渦流式也叫電感式、電容式、霍爾式、光電式等，應(yīng)根據(jù)檢測對象的性質(zhì)來選擇。

當(dāng)被測對象是導(dǎo)電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時，一般都選用渦流式接近開關(guān)，因為它的響應(yīng)頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應(yīng)用范圍廣、價格較低。

若所測對象是非金屬（或金屬）、液位高度、粉狀物高度、塑料、煙草等。則應(yīng)選用電容式接近開關(guān)。這種開關(guān)的響應(yīng)頻率低，但穩(wěn)定性好。安裝時應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響。

若被測物為導(dǎo)磁材料或者為了區(qū)別和它在一同運動的物體而把磁鋼埋在被測物體內(nèi)時，應(yīng)選用霍爾接近開關(guān)，它的價格最低。

在環(huán)境條件比較好、無粉塵污染的場合，可采用光電接近開關(guān)。光電接近開關(guān)工作時對被測對象幾乎無任何影響。因此，在要求較高的傳真機上，在煙草機械上都被廣泛地使用。

在防盜系統(tǒng)中，自動門通常使用熱釋電接近開關(guān)、超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)。有時為了提高識別的可靠性，上述幾種接近開關(guān)往往被復(fù)合使用。

無論選用哪種接近開關(guān)，都應(yīng)注意對工作電壓、負(fù)載電流、響應(yīng)頻率、檢測距離等各項指標(biāo)的要求。

2、結(jié)合PLC輸入電路的選型

當(dāng)接近開關(guān)作為PLC輸入信號時，考慮信號的可靠性多采用三線制的接近開關(guān)，該類開關(guān)根據(jù)其內(nèi)部輸出三極管類型的不同分為NPN和PNP兩種，其輸出的狀態(tài)有常開和深閉型。當(dāng)無檢測物體時，對常開型接近開關(guān)而言，開關(guān)內(nèi)部的輸出三極管截止，所接的負(fù)載不工作（失電）;當(dāng)檢測到物體時，內(nèi)部的輸出級三極管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。另外還有四線式接近開關(guān)，有可能是同時提供一個動合觸點和一個動斷觸點，實際中只用其中之一;或者是第四根線為傳感器校驗線，校驗線不會與PLC輸入端連接的。因此，無論那種情況都可以按照三線式來使用。

目前市場上有多種品牌的PLC，根據(jù)其開關(guān)信號輸入電路的不同，可分為源型輸入和漏型輸入和混合型輸入，由于不同品牌的PLC對源型和漏型的劃分有的剛好相反，所以我們只需關(guān)注問題的實質(zhì)即開關(guān)閉合時PLC輸入端子電流的方向即可。若電流是從PLC輸入端子流出的，應(yīng)選擇NPN型;若電流從PLC輸入端子流入應(yīng)選擇PNP型;允許電流從從PLC輸入端子流入或流出的，選擇NPN或PNP型均可。如果PLC輸入模塊說明書上注明了配接接近開關(guān)的類型，我們按說明書上指定的開關(guān)類型選擇即可。

三、接近開關(guān)與負(fù)載的接線

接近開關(guān)的負(fù)載可以是信號燈、繼電器線圈或可編程控制器PLC的數(shù)字量輸入模塊，使用線圈負(fù)載時，負(fù)載兩端應(yīng)并接續(xù)流二極管，以免損壞接近開關(guān)。三線制接近開關(guān)與負(fù)載聯(lián)接如圖1所示，即棕色線接電源正端;藍(lán)色線接電源0V端;黑色線為信號線，應(yīng)接負(fù)載;對于NPN型接近開關(guān)，負(fù)載的另一端應(yīng)接到電源正端，如圖1（a）所示，當(dāng)黑藍(lán)兩線間的NPN開關(guān)閉合時，負(fù)載即可得電工作;對于PNP型接近開關(guān)，則應(yīng)接到電源0V端，如圖1（b）所示，當(dāng)黑藍(lán)兩線間的PNP開關(guān)閉合時，負(fù)載即可得電工作。

PLC數(shù)字量輸入模塊一般可分為兩類：一類的公共輸入端為電源負(fù)極，電流從輸入模塊流出，與接近開關(guān)聯(lián)接時，該輸入模塊即為接近開關(guān)的負(fù)載，負(fù)載的一端在模塊內(nèi)部已經(jīng)同電源正端接在了一起，即等效為圖1（a）中負(fù)載，此時，按圖1（a）與NPN型接近開關(guān)接線就能正常工作;另一類的公共輸入端為電源正極，電流流入輸入模塊，該模塊即為接近開關(guān)的負(fù)載，負(fù)載的一端在模塊內(nèi)部已經(jīng)同電源負(fù)極接在了一起，即等效為圖1（b）中負(fù)載，按圖1（b）與PNP型接近開關(guān)接線就能正常工作。

綜上可知，如果接近開關(guān)與PLC數(shù)字輸入模塊類型匹配的話，把接近開關(guān)的棕色線接電源正極，藍(lán)色線接電源負(fù)極，黑色線接PLC輸入端子即可。若接近開關(guān)與PLC類型錯配，負(fù)載是無法得電的，即PLC接收不到外部的開關(guān)信號。

四、接近開關(guān)的調(diào)試

接近開關(guān)在安裝后須先調(diào)試，然后緊固。需要調(diào)試的一般有兩個：一個是調(diào)整動作距離，即檢測對象與開關(guān)感應(yīng)面的距離，一般設(shè)定為額定動作距離的0.8倍，有靈敏度調(diào)節(jié)的接近開關(guān)還可結(jié)合靈敏度一起調(diào)節(jié);另一個是調(diào)整輸出模式，比如是感應(yīng)的時候輸出信號，還是沒有感應(yīng)的時候輸出信號。