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          如何使用具有開路集電極輸出的傳感器?

          發表時間:2021-07-04 16:00【 閱讀量:-

            大多數工業傳感器旨在連接到PLC輸入模塊,帶有源或漏的名稱。傳感器分別用匹配NPN和PNP的術語表示。但是,在少數情況下,會出現一些不尋常的術語。更令人困惑的一個概念是“開路集電極輸出”的概念,它經常出現在編碼器設備上。一個簡單的解釋可以幫助定義如何使用這些類型的傳感器。

          使用集電極開路輸出的傳感器

            使用集電極開路輸出的傳感器


            傳感器是每個控制系統的重要組成部分。根據所用傳感器的品牌和類型,接線策略可能略有不同。幸運的是,接線方式的多樣性并不太多樣化。這允許技術人員找到并連接等效的傳感器,即使它碰巧與數據表中要求的部件號不同。離散(數字)傳感器中使用了一些常見的可識別術語,特別是PNP和NPN。這些傳感器設計為分別與控制器上的灌電流和拉電流輸入端子相匹配。有一個不太常見的術語特別出現在編碼器設備上,但也出現在其他一些情況下。由于它不太常見,因此沒有太多關注定義它是什么以及它是如何工作的——最重要的是,如何連接設備。這個術語是“開放收集器”。


            晶體管型號


            收集器這個名稱來自晶體管的模型,因此在定義之前先簡要介紹一下晶體管在傳感器內部的連接方式是很有意義的。


            在左側,編碼器電路(未顯示,但根據需要由LED發射器/檢測器和比較放大器組成)使用電源連接器提供的24伏和地,并通過Base向信號電路輸出小電壓晶體管的引腳。


            右側的信號電路是一個NPN晶體管,它將PLC輸入連接到地。PLC輸入直接連接到晶體管的集電極引腳。這提供了Open Collector的名稱,因為電線在連接到PLC之前在線束末端是開放的。接地連接是晶體管的發射極引腳。


            當傳感器信號為高電平時,晶體管允許電流從PLC流向地。當傳感器信號低時,晶體管關閉,電流不再能夠從PLC流出。在任何情況下,電流都不會從傳感器流向PLC。這意味著傳感器將被視為下沉傳感器。與外界的連接仍然由+V、信號地和信號線組成,如圖所示。這與大多數其他3線傳感器完全一樣。在編碼器的情況下,大多數將具有由多個輸出組成的線束。您仍將連接+V和信號地,但有額外數量的信號線。在這些多條信號線的情況下,請確保您的輸入模塊可以容納足夠數量的編碼器。例如,如果一個編碼器連接了3根信號線,則一個8輸入模塊只能啟用2個編碼器。如果編碼器有5根信號線,則該8輸入模塊只能與一個編碼器一起運行。重要的是要知道NPN晶體管總是用于構建集電極開路傳感器,使它們與所有其他下沉型傳感器相同。這意味著您必須使用Sourcing輸入模塊,這比Sinking模塊少一些。


            在這些應用中使用NPN晶體管的主要原因是PLC可以根據需要向該集電極提供任何電壓,即使傳感器本身連接到24伏電源。如果控制器是12伏系統,則集電極會將這12伏電壓接地。如果是5伏或其他24伏系統,在任何情況下它仍將返回地面。另一種選擇是PNP晶體管,它僅限于提供源電壓。所以如果你有一個12伏的控制系統,你就必須為那個傳感器找到一個12伏的電源,這不是一個非常實用的接線系統。


            模塊連接


            對于編碼器,特殊的高速計數器模塊讀取信號,因為這些編碼器信號可以極快地變化。有關此類模塊的具體詳細信息,請咨詢您首選控制系統的經銷商并詢問HSC(高速計數器)及其功能。如果您計劃使用Open Collector類型的編碼器,請確保HSC輸入為源。對于具有列出的“集電極開路”輸出的標準3線傳感器,來自電纜的信號線可以直接連接到PLC輸入端子,但同樣存在重復的風險。它必須是一個源輸入模塊。


            從這些不尋常的接線情況中學到的一個很好的教訓是,理解為什么某些東西可以正確使用它通常很有用。有時尋找快速答案或接線圖很誘人,但這只能暫時解決問題。通過付出額外的努力來學習更復雜的理論,它可能會為未來設計更好的系統和解決方案開辟新的機會。


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