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?? 從信號到控制，光電開關接入PLC的實用指南

  • 時間：2025-06-17 03:37:19
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當車間傳送帶上的包裝盒缺盒時，生產線如何自動暫停？為什么機械手能精確抓取移動中的零件？這一切精準控制的起點，常源于一個關鍵動作：將光電開關的信號，可靠地接入PLC的中樞。

光電開關作為工業的“眼睛”，時刻感知物體位置、有無、距離的變化。而PLC，則是產線自動化的“大腦”，它將光電開關傳來的“看見”或“沒看見”的開關量信號（高低電平），轉化為可編程的邏輯決策。沒有安全、規范的連接，再敏銳的“眼睛”也無法真正驅動控制的“身體”。

連接的核心：信號類型與PLC輸入的握手

  1. 光電開關輸出類型：這是接線基石
  • NPN型（電流吸收型）： 輸出低電平有效（信號線對電源負極導通）。當開關被觸發時，如同打開了信號線（通常為黑色）到電源負極（藍色）的通道。
  • PNP型（電流源型）： 輸出高電平有效（信號線對電源正極導通）。觸發時，信號線（黑）直接連接到電源正極（棕色）。
  1. PLC輸入模塊類型：必須精準匹配
  • 漏型輸入（Sink Input）： PLC公共端（COM）需接電源正極（+24V），等待外部（如NPN傳感器）將輸入點拉低（導通到負）。
  • 源型輸入（Source Input）： PLC公共端（COM）需接電源負極（0V），等待外部（如PNP傳感器）將輸入點拉高（導通到正）。

接線實踐：點亮控制的通路

以最常見的三線制直流光電開關（棕+24V / 藍 0V / 黑 Signal） 和24V PLC系統為例：

  • 場景一：NPN光電開關 + 漏型輸入PLC

  • 1. 電源供給： 將光電開關的棕色線（+）連接到直流電源正極（+24V），藍色線（-）連接到電源負極（0V）。

  • 2. 信號連接： 將光電開關的黑色信號線（Output）連接到PLC的特定輸入點（如 I0.0）。

  • 3. PLC設置： 將PLC輸入模塊的公共端（COM）連接到電源正極（+24V）。

  • 原理： 當NPN開關被觸發時，其內部電路將黑色信號線（負載）連接到藍線（0V），從而將PLC輸入點I0.0拉低到0V（邏輯“1”有效）。此時PLC掃描讀取該點狀態為ON（或1）。

  • 場景二：PNP光電開關 + 源型輸入PLC

  • 1. 電源供給： 同樣連接光電開關的棕線（+）到+24V，藍線（-）到0V。

  • 2. 信號連接： 將光電開關的黑色信號線（Output）連接到PLC的特定輸入點（如 I0.0）。

  • 3. PLC設置： 將PLC輸入模塊的公共端（COM）連接到電源負極（0V）。

  • 原理： 當PNP開關被觸發時，其內部電路將黑色信號線連接到棕線（+24V），從而將PLC輸入點I0.0拉高到接近+24V（邏輯“1”有效）。PLC掃描讀取該點狀態為ON（或1）。

??關鍵匹配原則：光電開關類型與PLC輸入端輸入類型必須兼容。 最常見的組合是NPN（源出低）配漏型輸入（需被拉低），或PNP（源出高）配源型輸入（需被拉高）。 不匹配會導致信號無法被正確識別。

PLC編程：賦予信號邏輯靈魂

連接正確后，信號進入PLC輸入映像區。此時的核心任務是：在PLC編程軟件中配置并利用這些輸入點。 通常涉及：

  1. 硬件組態： 在軟件中定義物理輸入點的地址（如 I0.0, I0.1）。
  2. 編程邏輯：
  • 常開/常閉選擇： 在梯形圖（LAD）或功能塊圖（FBD）中，使用常開觸點（-| |-）或常閉觸點（-|/|-）來表示該輸入點的邏輯狀態。PLC根據傳感器實際狀態（檢測到/未檢測到）和*選擇的觸點類型*來決定該觸點是“通”還是“斷”。
  • 模式選擇（亮通/暗通）： 大多數光電開關可通過撥碼或接線選擇亮通（Light ON / LO）或暗通（Dark ON / DO）模式。這決定了傳感器在檢測到物體時（擋住光路）輸出的是ON還是OFF信號。編程邏輯必須與傳感器設定的模式一致！
  • 構建控制邏輯： 用觸點驅動輸出線圈（Q），控制電機啟停、氣缸動作、報警指示等。

例如：使用一個亮通型（LO） PNP光電開關（檢測到物體輸出ON）連接在 I0.0 上，用于檢測傳送帶上的物體。當物體擋住光線，傳感器輸出ON -> I0.0 物理點得電 -> PLC 內部 I0.0 狀態為1。在梯形圖中：

  • 若使用常開觸點 I0.0，則觸點閉合導通。
  • 若使用常閉觸點 I0.0，則觸點斷開不通。

??實際應用與排錯錦囊

  • 安全隔離： 使用繼電器隔離PLC與大功率負載（如電機、大燈），保護PLC輸出點。
  • 抗干擾：
  • 信號線避免與動力線平行敷設，或使用屏蔽線并將屏蔽層（單端）良好接地。
  • 確保電源穩定、潔凈。在傳感器電源側并聯續流二極管（針對感性負載）或 RC 吸收回路。
  • 傳感器、PLC、被檢測物體的公共地（0V）應可靠連接。
  • 基礎排錯：
  • 指示燈觀察： 光電開關自身通常有狀態指示燈（電源/輸出），PLC輸入模塊上每個點也有LED指示燈。這是故障定位的第一步。
  • 電壓測量： 用萬用表測量傳感器輸出端（黑線）與電源0V（藍線）之間的電壓（NPN觸發時接近0V，PNP觸發時接近24V）。
  • 檢查匹配： 反復確認傳感器輸出類型（NPN/PNP）與PLC輸入模塊類型（漏型/源型）是否兼容。
  • 檢查模式： 確認傳感器是亮通（LO）還是暗通（DO）模式，PLC程序中使用的觸點類型是否與之邏輯對應。
  • 檢查電源與接地。

**行動點：下次在車間遇到光電開關信號無法觸發PLC程序時，不妨首先

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