光电开关在自动化生产线上的应用技巧

2016-03-12王海东王文堂杨建昌

国防制造技术 2016年2期

关键词：光电开关信号线负极

王海东　王文堂　杨建昌

（安彩高科股份有限公司，河南安阳，455000）

光电开关在自动化生产线上的应用技巧

王海东王文堂杨建昌

（安彩高科股份有限公司，河南安阳，455000）

本文重点阐述光电开关在自动化生产线上的应用技巧，介绍其在自动化生产线上的多种应用和组合，以及不同型号光电开关如何替代等实际问题。本文阐述的光电开关应用技巧同样适用接近开关。

光电开关；接法；转换电路；串联；并联；替代

光电开关作为自动控制的关键电气元件，广泛应用于工业生产线上，在生产中起定位、检测、判断、限位等作用。光电开关一旦故障，将出现无法定位、检测失灵、判断错误、超限过载等故障。因此，在生产线上很多重要工序和设备重要部位，采用光电开关串联、并联接入PLC中，实现双重保护。同时，由于生产线上光电开关型号繁多，质量参差不一，因此，难免会出现某类型光电开关损耗殆尽，而又无库存备件可换的问题，此时利用不同型号光电开关电路转换的方法可很快解决这一难题。

1　光电开关的类型及其与PLC的接线方式

1.1光电开关的类型

按信号输出极性分类，光电开关分为PNP型、NPN型、PNP型+NPN型双输出三种类型。本文以常见的PNP型和NPN型直流24V常开光电开关为例。其工作原理如下：

NPN型：接通时是低电平输出，即信号线输出低电平（通常为0V）。

PNP型：接通时是高电平输出，即信号线输出高电平（通常为24V）。

1.2光电开关与PLC接线

PLC输入模块电路类型分为源型输入和漏型输入，分别适用于光电开关的PNP和NPN型。光电开关与PLC接线前，务必确定PLC的输入电路类型及光电开关的输出极性，否则会造成PLC或光电开关电路烧毁等严重后果。

1.2.1漏型输入PLC和NPN型光电开关的接线

漏型输入PLC输入侧为共阳极电路，此时，电流从PLC公共端COM点流入，而从输入端子流出，即PLC的公共端外接DC24V电源的正极。PLC输入端子上导通时为负信号，即低电平输入，所以必须接NPN型光电开关。

1.2.2 源型输入PLC和PNP型光电开关的接线

源型输入PLC输入侧共阴极电路，此时，电流从PLC输入端子流入，而从公共端COM点流出，即PLC的公共端外接DC24V电源的负极。PLC输入端子上导通时为正信号，即高电平输入，所以必须接PNP型光电开关。

2　光电开关的串联、并联、混联

光电开关一般采用集成电路技术和SMT表面制作工艺，具有体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快等优点，但有时也会因受到强磁干扰或外来光源等而产生误动作，特别是在生产线上的关键部位，设置一个光电开关有时仍不能满足安全和稳定性要求。此时，就需要采用多个光电开关的串联、并联、混联。如在光伏玻璃双面镀膜生产线出炉段回转轨道上，为了确保吊篮停止定位及时准确，防止越位，需要用到光电开关串联，在上下料小车上，为确保小车内有吊篮运行时稳定，应用了光电开关并联，通过多个光电开关不同的连接方式，确保设备的安全和稳定性运行要求。

2.1直流光电开关的串联和并联

串联：将A开关正极接电源正极，A开关信号线接B开关正极，AB两开关负极仍接电源负极，实现两开关同时动作才触发信号。

并联：将AB开关正极接电源正极，负极均接电源负极，信号线合并引出，实现两开关任一动作就能触发信号。

2.2机械开关与光电开关的混联

机械开关和（两线式）光电开关的混联，既避免了机械开关触点频繁通断后接触不良的缺点，又利用了光电开关电子触发精准通断的优点，实现手动和自动控制的完美结合。

3　NPN和PNP光电开关的替代转换

以NPN（NO）型光电开关替代PNP（NO型）光电开关为例，当PNP开关导通时，信号线输出24VDC。而当NPN开关导通时，信号线输出0V。当用NPN开关替代PNP开关时，必须保证信号线输出直流24V。引入中间转换继电器，将继电器线圈负极接NPN开关信号线，线圈正极接电源正极，同时将继电器上一组开点接电源正极，代替PNP开关信号线，当NPN开关导通，继电器线圈即得电ON，转换信号线上便输出24V，实现信号转换和开关替代。