Cảm biến tiệm cận NPN và PNP: Tìm hiểu về hai loại đầu ra chính và cách kết nối với PLC

Bạn đã bao giờ nghe nói về cảm biến tiệm cận NPN và PNP chưa? Cảm biến tiệm cận là các thiết bị được sử dụng để phát hiện và đo lường các đối tượng mà không cần tiếp xúc vật lý. Trong một hệ thống tự động hóa, việc chọn đúng loại cảm biến tiệm cận là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác và hiệu quả. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về hai loại cảm biến tiệm cận chính và hướng dẫn về cách kết nối chúng với PLC.

Cảm biến tiệm cận NPN là gì?

Cảm biến tiệm cận NPN là loại cảm biến cung cấp tín hiệu đầu ra LOW (thấp). 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. Vì vậy, loại cảm biến này còn được gọi là “hạ xuống” cảm biến.

Cảm biến tiệm cận PNP là gì?

Ngược lại, cảm biến tiệm cận PNP cung cấp tín hiệu đầu ra CAO (cao) khi hoạt động. Khi một đối tượng đi vào phạm vi phát hiện của cảm biến, đầu ra của cảm biến được kết nối với nguồn khối +24V. Khi cảm biến được kết nối với đầu vào của PLC, nó sẽ tạo ra tín hiệu logic CAO. Vì vậy, loại cảm biến tiệm cận PNP còn được gọi là “tìm nguồn cung ứng” cảm biến.

Cách ghi nhớ hệ thống đấu dây cảm biến NPN và PNP

Để dễ dàng ghi nhớ cách đấu dây của cảm biến tiệm cận DC 3 dây, bạn có thể sử dụng phép tương tự sau:

  • PNP = Đã chuyển P có sức sống
  • NPN = Đã chuyển N ví dụ

Cảm biến tiệm cận NPN

Cảm biến tiệm cận là các cảm biến kỹ thuật số, vì vậy chúng luôn cần được kết nối với nguồn điện 24V để hoạt động. Trong hệ thống dây cảm biến PNP, tải luôn kết nối với âm tính. Sản phẩm positive (P) được chuyển khi cảm biến phát hiện một đối tượng. Tuy nhiên, trong hệ thống dây cảm biến NPN, tải luôn kết nối với tích cực và negative (N) được chuyển khi một đối tượng được phát hiện.

PNP so với NPN cho kết nối 3 dây của cảm biến

Hầu hết các cảm biến tiệm cận công nghiệp là các thiết bị rắn, tức là chúng không có 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, trong khi dây còn lại là đầu ra từ cảm biến.

Cảm biến tiệm cận PNP và NPN

Sự khác biệt giữa hai hệ thống dây điện là trong hệ thống dây điện kiểu PNP, rơle luôn được kết nối với 0V và +24V được chuyển mạch bởi cảm biến. Trong khi đó, trong hệ thống dây điện kiểu NPN, rơle luôn được kết nối với +24V và bộ cảm biến chuyển kết nối 0V. Bất kể loại cảm biến là PNP hay NPN, nó phải được kết nối với +24V và 0V để được cung cấp nguồn điện.

Cách kết nối cảm biến tiệm cận NPN / PNP với PLC

Trước khi tiến hành kết nối cảm biến với PLC, hãy đảm bảo rằng hệ thống đã được ngắt điện để tránh nguy cơ điện giật.

Nhận dạng mã màu của cảm biến độ gần 3 dây

Trên cảm biến 3 dây, các dây có mã màu như sau: (Nâu: +24V, Xanh lam: 0V, Đen: đầu ra). Nếu màu dây trên cảm biến khác hoặc không rõ mã màu, vui lòng tham khảo tài 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 đã được cấu hình là “tìm nguồn cung ứng”. Trên PLC Siemens S7-200, điều này có thể được thực hiện bằng cách kết nối đầu vào 1M với +24V. Điều này đảm bảo rằng PLC sẽ “tạo dòng” ra khỏi đầu vào và cảm biến NPN sẽ “giảm dòng” khi phát hiện một đối tượng.

Nếu đầu vào của PLC được cung cấp thông qua thẻ đầu vào, thì thẻ đó phải là loại “tìm nguồn cung ứng” hoặc có thể định cấu hình khác. Ví dụ, SIMATIC S7-1200 có thẻ đầu vào kỹ thuật số SB 1221 được cấu hình kiểu “tìm nguồn cung ứng”.

Đấu dây cảm biến tiệm cận NPN

Đấu dây cảm biến tiệm cận loại PNP 3 dây với PLC

Đối với cảm biến loại PNP, PLC cần được cấu hình như “hạ xuống”. Kết nối đầu vào 1M với 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 nhận tín hiệu đầu ra từ cảm biến.

Đối với cảm biến tiệm cận loại PNP, nếu sử dụng thẻ đầu vào, thẻ đó phải là loại “hạ xuống”. Ví dụ, thẻ đầu vào kỹ thuật số SM 1221 cho PLC S7-1200 là thẻ đầu vào có thể cấu hình chìm / nguồn và nó có thể tương thích với cảm biến PNP hoặc NPN.

Đấu dây cảm biến tiệm cận PNP

Làm thế nào để chọn một cảm biến PNP hoặc NPN?

Việc lựa chọn giữa cảm biến PNP và NPN phụ thuộc chủ yếu vào ứng dụng và tính khả dụng của chúng. Ở khu vực Châu Á, cảm biến NPN được sử dụng phổ biến hơn trong ngành công nghiệp tự động hóa, trong khi ở Châu Âu và Châu Mỹ, cảm biến PNP được ưa chuộng hơn.

Cảm biến NPN thường được sử dụng trong các ứng dụng tốc độ cao do tốc độ nhanh hơn của chúng. Hơn nữa, chúng thường được sử dụng trong mạch rơle hơn là mạch PLC. Cảm biến PNP phổ biến trong các mạch PLC vì chúng có khả năng ngăn chặn các tín hiệu dương tính giả nếu xảy ra lỗi và đồng thời cung cấp 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 có thể cung cấp thông tin về loại cảm biến và thậm chí có thể in một sơ đồ kết nối dây trên đó. Nếu cảm biến không có nhãn dán hoặc không rõ, bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để xác định loại cảm biến. Bật nguồn hệ thống và đo cẩn thận điện áp giữa 0V và dây màu đen trên cảm biến. Nếu có điện áp +24V khi cảm biến hoạt động, đó là cảm biến kiểu PNP. Nếu đồng hồ vạn năng đọc 0V, rất có thể đó là cảm biến kiểu NPN.

Cảm biến NPN và PNP

Kết luận

Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về hai loại cảm biến tiệm cận chính, cấu tạo của chúng và ứng dụng trong hệ thống tự động hóa. Điều quan trọng là thiết kế hệ thống để có thể sử dụng cả hai loại cảm biến NPN và PNP nếu có thể. Điều này sẽ tăng tính linh hoạt và khả năng kiểm soát của hệ thống của bạn.

FEATURED TOPIC