03.08 传感器如何与PLC进行连接?

陌小亮


传感器如何与PLC进行连接?

传感器有很多种,但主要是分为两种开关量和模拟量,如果是开关量一般是光电传感器位置传感器等,模拟量一般就是压力传感器,温度传感器等等。

开关量传感器接法

开关量传感器的接法要有很多注意的地方,如果是一般的开关量,比如两线制的那么就非常简单,它的输出就两种状态0和1,接线的时候,一端接入电源,一端接入X输入,电源的连接取决于PLC输入漏型或源形的选择。

如果是三线制甚至多线制的那我们就要考虑传感器的类型是NPN还是PNP,关于这两种传感器的接线方法在前面讲了很多遍,感兴趣的同学可以关注一下回看前面的内容以及视频,这篇问答就简单的讲解一下。

如果想要选用NPN型传感器,那么就要确保PLC的输入类型为漏型,S/S端子接入24V+,内部S/S与X输入点连接,电流是从X端输出到传感器,如果想要选用的是PNP型传感器,那么S/S端子必须要接入电源的0V,电流从X端输入,需要传感器输出高电平。

模拟量传感器接法

模拟量传感器就是把被测物从数值转化为电流或者电压的信号方式输入PLC,输入PLC的前提是配备了专门的模拟量输入模块,比如说想要检测物体的温度,从而控制加热或者冷却,那么就需在PLC主机中连接温度采集模块,如FX2N-4AD温度采集模块。

如果是需要压力数据,那就要购买对应的压力采集模块,只要可以转化为4-20mA的电流信号或者0-10V的电压信号,PLC都可以进行采集和监控。

总结

对于传感器的接线方法还是很好学的,但是前提是要搞清楚传感器类型以及作用,所选用的PLC到底支不支持等等。


电气小行家


常见的与PLC连接的传感器有接近开关、行程开关、光电传感器、温度传感器、位置传感器(电子尺)、编码器、压力传感器等。传感器信号主要有数字信号(就是通与断)和模拟信号(电压信号0~10V、-10~+10v,电流信号0~20ma等)。数字信号可以与PLC的输入端子直接连接,模拟信号需要通过AD模块输入,举例说明这些传感器与PLC的连接。

1接近开关如下图所示,常用于限位、计数灯,一般三线式(棕色:电源正极、蓝色0v、黑色信号)分为NPN和PNP型,日系的多为NPN,欧美的多为PNP。

NPN型与PLC接法:棕色接+24v,蓝色接0v,黑色接信号输入就是X,当探头感应到金属信号后灯亮,黑色变为+24v,X输入。

2行程开关如下图所示,一般是两线式相当于开关触点,到达位置后行程开关闭合,接法简单,一端接+24电源,一端接输入信号X即可。

3 位置传感器(电子尺)如下图所示:

与接近开关类似同样有三条线,褐色线电源正极、黑色线信号线、蓝色电源负极,它通过与PLC的AD模块连接:

褐色线接+24V,蓝色接0v与AD模块的COM端子,黑色信号线接VIN端子,这样位置传感器通过电压的变化传送给AD模块,AD模块转换成数字信号传给PLC进行处理。

有关三菱PLC问题关注。


工控人


作为一名传感器的应用工程师,我觉得自己来回答这个问题还是很合适的。

说到传感器跟PLC连接的问题,其实跟传感器本身并没有什么关系,要传给PLC的都是都是传感器输出的信号,所以我们着重来分析传感器输出的有哪些信号形式。并分析该信号该如何连接:

  1. 最常见的就是三极管输出的,(PNP、NPN及push-pull推挽输出)如果PNP或者NPN的话,那么PLC选型的时候其输入信号端口必须要也是对应的PNP或NPN型号(如果不对,时不能连接使用的),接线的时候如下图所示:PNP因为是下拉负载,接到PLC上接信号线与电源负两根线;NPN因为是上拉负载,所以接到PLC接信号线与电源正两根线。push-pull推挽输出的话因为即可以做PNP用也可以做NPN用,所以如果你想用作PNP,那就一样接输出与电源负两根线;如果想用作NPN,那就接信号与电源正两根线。(手绘图太粗糙,勿见笑)。

  2. 模拟量电压或者电流输出的,这个时候就麻烦点,因为PLC本身没有采集模拟量的功能,所以必须外接扩展的模拟量模块。连接方法是先把传感器连接到模拟量模块上,然后模拟量模块再连接到PLC。(把传感器的模拟量输出线和0V线分别连接到模拟量模块的正极和负极)如下图:

  3. 继电器输出;这种输出的话接到PLC比较简单,继电器就是控制回路的通断的,直接把继电器两根线串联在回路中即可。

  4. NAMUR输出,这种输出一般会用于防爆环境中,这时候为了安全输出信号不能直接连接到PLC上,必须把NAMUR信号先连接到安全珊上,然后由安全珊转接给PLC。

  5. IO-LINK输出,这个是目前比较火的。这种必须将传感器先接到下面的IO-LINK模块上,然后这个模块通过总线的形式跟PLC通讯。

    另外为了跟上工业4.0及2025中国制造的步伐,我专门开通这个头条号来分享一些传感器的知识,里面涉及到最基础的原理及应用(后期也会写到传感器输出信号分析),如果你也想更容易的掌握更多传感器知识,欢迎关注阅读我的作品。

    以上就是我总结的一些连接方法,希望能对各位有所帮助。


工控与传感器达人


传感器如何与PLC进行连接?

要弄清传感器如何与PLC连接首先要明白传感器都有几种,传感器是在工业或者生活中将测量信号反馈给控制器(这篇文章中指PLC),然后经过组态画面直观的反应给操作人员。

传感器分为几种,对于PLC(DCS同理)来说我将其分为两个大类,一类是数字量信号传感器,一类是模拟量信号传感器。

第一类:数字量信号传感器,该传感器检测到信号后将发出一个高电平信号(当然有的是发出低电平信号),反馈到PLC的DI模块控制点,该控制点出现变化,由0变成1,说明传感器将信号传到了PLC。举例说明:例如限位开关,也属于传感器的一种,当物体碰到限位开关时,限位开关的常开点接通,电压将信号传至PLC,则PLC识别到物体到位的信号。

如图工作中的限位开关:

PLC接线端如图:

当然限位开关只是数字量传感器中的一种,也是最简单的一种,道理基本相同,例如压力开关传感器,温度开关传感器,料位传感器等都是通过常开点或者常闭点来传输信号;需要特别说明的是数字量传感器还有有源数字量传感器和无源数字量传感器之分,无源数字量传感器就像图中的限位开关,是靠机械碰撞使其常开点闭合然后接通电压并传输信号至PLC,而有源数字量传感器则需要给传感器供电,使其正常工作,当有检测信号出现时,经过传感器内部处理再使传感器的常开点闭合,接通电压并传输信号至PLC,例如阻旋料位计,主要用于流体固态物测量料位,像灰斗料位计,当灰斗是空的时候,阻旋料位计的扇叶正常转动,当灰斗内部有灰并且到达料位计位置时,扇叶遇到阻力,停止转动,这时阻旋料位计将使其常开点闭合,接通电压并传输信号至PLC,总之,使用的场景和用图不同,传感器的形式也是多样化的。

如图:组选料位计工作原理

第二类,模拟量信号传感器。模拟量信号传感器测量的信号是连续变化的,例如温度,液位,压力,实时测量,并且将信号送至PLC,经过组态画面,直观的呈献给操作员。

模拟量传感器的信号输出一般分为两种,一种是0~10VDC信号,一种是4~20mA信号;最常用的是4~20mA信号,因为其信号是恒流源信号,抗干扰以及衰减性大大优于0~10VDC信号,传输距离长,所以常见的4~20mA信号。那么4~20mA信号是什么意思呢,举例说明:比如一个罐子的液位,我们采用0~5米的传感器,4~20mA信号就线性成比例的反应0~5米的高度,4mA对应的是0米,20mA对应的是5米,如果电流表检测出电流是20mA,则此信号传给PLC后,PLC就认为液位达到了5米。

如图对应关系:

模拟量传感器从接线方式来分的话,分为两线制传感器和四线制传感器。两线制传感器可以理解为无源传感器,用两根线即给传感器供电也给PLC传输4~20mA信号,这种传感器接线简单,分清楚正负极,一般不会接错线。四线制传感器可以理解为有源传感器,它需要独立的电源给其供电,让其正常工作,经过测量信号处理后,从专门的接线端子输出4~20mA信号给PLC。个人设计习惯是给PLC的模拟量输入点添加隔离栅,不仅起到安全的作用,四线制和两线制传感器接线可以随时调整,适应现场能力强,虽然贵了一些。

以上是个人对传感器如何接入PLC的一些见解,如有不当之处,请各位同仁指正!


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1,模拟量信号:电压信号或者电流信号!用来给PLC等设备提供模拟量输入信号。

例如:压力变送信号,液位变送信号,温度变送信号,差压变送信号,阀门开度反馈信号等等都属于模拟量信号。

补充:标准的电压信号一般为:1v-5v,标准的电流信号一般为:4mA-20mA。当然还有其他的电压电流信号。



2,数字量信号。

数字量信号传感器类型:阀开信号,阀关信号,接近开关通断信号,红外线感应信号等等。

数字量信号一般为两个状态0和1,通或者断,用来给PLC等设备提供通断信号。


二,相应的PLC也有不同的输入输出端口:

1,模拟量输入端口:接受传感器等设备的模拟量信号。

2,数字量输入端口:接受传感器等设备的数字量信号。

3,模拟量输出端口:用来控制模拟量输出等。例如:控制阀的开度。

4,数字量输出端口:用来控制电路的通断等。

三,工业自动化控制中:传感器属于前端信号测量设备,PLC集中处理控制信号,还有输出执行器等。

1,模拟量传感器和PLC模拟量输入端口相连,对应的输出端口可以是模拟和数字。

2,数字量传感器和PLC数字量输入端口相连,对应的输出端口一般为数字信号。

四,传感器和PLC相连注意事项:

1,传感器信号类型需要和PLC输入端口类型相同。

2,PLC种类很多,一般PLC都有数字输入端口可以直接接数字信号。

3,如果PLC没有模拟量输入端口,需要配备相同型号的模拟量拓展模块。一般PLC都会配1-2套模拟量端口。



4,传感器使用过程中要注意电源和信号,不要弄反,不然可能会损坏PLC。

5,传感器类型很多,有二线制,三线制,四线制等等,接线的时候一定要分清,必要的时候需要加装信号隔离器。

6,PLC使用过程中注意输入输出端,安全使用。


这里只是在信号上重点说明了传感器和PLC的工作信号类型,还有很多其他的PLC相关知识,欢迎关注,大家一起交流学习PLC电气电工知识!


电气工程技术


在工控行业和自动化行业,PLC应用广泛。而与之配套的传感器具有模拟量输出传感器和数字量输出传感器。模拟量传感器主要以(0-5)V和(4-20)mA标准信号作为输出,这类传感器需要和PLC的AI口连接。数字量传感器主要有开关信号和RS485接口的通讯信号/以太网通讯为主。通讯信号需要和PLC的对应通讯接口连接。下面主要介绍NPN型和PNP型传感器和PLC的接线方式。

NPN型和PNP型传感器在工控、自动化行业是应用非常广泛传感器输出信号,如接近开关。故名思意,这种传感器都是以NPN和PNP三极管为主体,输出是OC形式,在接PLC的时候需要接电阻上拉或者下拉。下面介绍一下和PLC的接线方式。

1. NPN型传感器和PLC的接线方式

NPN型传感器一般具有三个输出引脚,分别是电源正、电源负和信号线。在和PLC连接时,将电源正接PLC的24V,电源负接COM,而信号线则和PLC的数字输入口DI连接,并在该口上接上拉电阻。接线方式如下图所示。

NPN以常开为例,在没有信号遮挡时,基极是低电平,三极管不通,输出高电平;在有信号遮挡时,基极是高电平,三极管导通,输出低电平。

2. PNP型传感器和PLC的接线方式

传感器的电源端接24V,电源负端接COM,信号输出和PLC的DI连接,并在DI接一个下拉电阻。接线方式如下图所示。

以PNP常开为例,没有遮挡时,三极管基极为高电平,三极管不通,PLC检测到低电平;有信号遮挡时,三极管基极为低电平,三极管导通,输出高电平。

以上就是这个问题的回答,感谢留言、评论、转发。更多精彩内容请关注本头条号:玩转嵌入式。感谢大家。


玩转嵌入式


感谢朋友提问。

这得看是什么样子的传感器了。对于接近开关来说,它就是给PLC提供一个位置信号,对应于PLC来说就是两种状态,要么有信号,要么没有信号,不是零就是一,是一种数字信号。在自动、半自动运行的设备上,位置信号是很重要的一个条件,如果某个位置信号没有,设备的自动或者半自动运行就会因为条件不足而不运行。

今天上午刚好修了一台这样的设备。一台四柱压机,工作人员打扫设备后出现了自动不运行的情况。我过去一看,发现工件顶出缸的下限位信号没有,转到设备后面去用电笔的金属端去感应接近开关,发现接近开关的指示灯亮。据此判断应该是接近快关反馈给信号给PLC的线断了,仔细检查,找到了断线点。应该是操作工人在打扫卫生的时候不小心把线弄断了。


对于热电偶或者反映压力的压力传感器来说,它们提供的信号是动态的,一会儿是十度,一会儿可能又是九度或者更高的温度,压力传感器提供的压力信号可能是十兆帕也可能是二十兆帕,这样的信号是不固定的,模拟的。这就需要一个温度变送器或者一个数据转换模块,把热电偶或者压力传感器提供的信号转换成PLC能读取的信号。PLC读取了信号并经过计算以后,根据事先设置好的程序,产生相应的输出。

温度或者压力信号也是PLC控制的设备能不能自动运行的重要条件。比如在一台硫化设备上PLC接收到的温度与程序事先设置的温度值相差太大,设备就会不自动运行,并且会在操作终端上有相应的提示。就是为了防止工件报废。

另外千万注意不要让强电窜入PLC的信号输入端,一旦发生这样的情况,会严重损坏PLC。


可就小蜜蜂


根据传感器的输入信号,可以分为以下几种常见的形式:

1. 数字量(开关量)信号

npn或干接点输入检测电路


主要是一个开关状态,比如行程开关到位,光电开关,接近开关,或者是自复位按键,机械开关等.

这种数字量信号,有一些是干接点的输入,有一些是PNP/NPN的信号.干接点以及NPN的输入,PLC端的开关量输入端提供电源,接到传感器的一端,传感器的另一端与PLC共地即可.

要注意的是电气隔离的问题,需要PLC的输入端口采用光耦进行电气隔离.

NPN的输入还需要注意传感器的供电与PLC供电的电平兼容问题.

对于PNP的输入,需要传感器提供电源,而PLC的开关量输入端提供地.

一般情况下,PLC支持NPN或者干接点输入,对于PNP的输入,需要确认PLC是否有这样的功能,如果支持,可能需要做一些设置.

数字量还有一种是脉冲计数输入,比如流量计数,电量计数,检测电机转数的霍尔传感器输入等,除了要根据干接点/PNP/NPN的不同信号格式进行接线之外,还需要确认PLC是否有脉冲计数功能,以及确认输入脉冲量的最高频率,以及PLC能检测的最高频率.

2. 模拟量信号

可配置成检测4-20mA或者ntc的模拟量输入电路

模拟量信号主要分为4-20mA信号,电压信号以及电阻信号。

4-20mA信号抗干扰信号好,可以支持拉长线,最多可以支持几十米,适用于干扰大的工控场合。

4-20mA需要PLC模拟量输入端接一个采样电阻到地,需要确认是否有这样的采样电阻,根据PLC的模拟量最大输入电压,选择合适的电阻 ,如果最高支持3.3V,宜选用150欧的采样电阻。

4-20mA传感器的两线制和三线制的,两线制的需要将传感器的供电端接到PLC的电源端,而另一端接到模拟量输入端,而三线制,则将传感器的电源和地接到PLC的电源和地,传感器的信号输出端接到PLC的模拟量输入端。

电压信号要确认一下传感器的最高输出电压是否在PLC模拟量的最高输入电压范围内,如果不是,则应该通过电阻进行分压再接入,如果传感器的输出信号太微弱,比如仅为mV级,则需要PLC提供信号放大功能,或者是外接放大电路。

对于电阻信号,本人目前碰到的有NTC温度电阻,PT100电阻以及称重传感器惠更斯电桥.

NTC温度电阻,需要PLC内部提供上拉电阻,比如10k@25度的电阻,宜选择10k的上拉至PLC处理器电源的电阻(精度1%),而PLC需要有内置的程序对0-100度的温度范围每隔1度进行分段线性化处理,将检测到的电压输换成温度值.

PT100电阻,常温下电阻仅为100度,在整个测温范围内电阻变化比较小,需要通过仪表放大器进行信号处理.

而称重传感器也一样需要用仪表放大器进行处理.

3. RS485的通信信号

具有3.3v-5v电平转换的RS485电路

一般情况下,这种传感器支持标准MODBUS协议,支持03,06, 10等读写指令,PLC需要有RS485的接口,以及支持MODBUS协议,在PLC的程序中,需要对传感器地址,变量地址,变量数量以及数据格式进行配置,以便读取到PLC的变量中,进行显示处理等操作.

RS485是总线式的,可以支持最多254个传感器,并且RS485可以长线连接,最长支持1000m.


IT自动化交流


  很多自动化行业的人都会遇到各种信号的处理问题,因为不同的产品信号复杂多变,所以信号处理也是千变万化,就传感器角度而言,其也有很多种信号形式,很多做PLC编程的工程师饱受其苦,那么小编今天就把传感器与PLC的连接汇总一下,具体如下:

  就我知道的拍明芯城的传感器的输出形式有以下几种:PNP、NPN、PUSH-PULL、NAMUR、两线制继电器、模拟电压/电流、IO-LINK、串口485/232等(因为各种类型的信号不相同,所以特点也不一样,这里对信号不做介绍,后期会有一篇文章专门做传感器各种信号类型、优缺点介绍的)。那我们就一一来做了解。

  一, PNP型,如下图所示,PNP型的三极管是属于下拉负载电阻的(COM端共负)(所有电阻都是传感器自带的,无需额外加电阻),所以接线的时候需要把信号线接到PLC的输入端,电源负接到PLC的COM端。(PLC必须是PNP的)

  二, NPN型,如下图所示,NPN型的三极管是属于上拉负载电阻的(COM端共正),所以接线的时候需要把信号线接到PLC的输入端,电源正接到PLC的COM端。(PLC必须是NPN的)

  三, PUSH-PULL型,因为PUSH-PULL推挽输出是包含PNP和NPN型号的,即一根信号线上既可以输出PNP又可以输出NPN,那具体输出哪个信号就要看你的接线方法了。接线方式和上面相同,如果你的PLC是PNP的,那就接信号线与电源负两根;如果PLC是NPN的,那就接信号线和电源正两根。

  四, NAMUR,NAMUR输出通常用于防爆环境,所以其信号必须先接到安全珊上,然后由安全珊再转接到PLC,如下图:

  五, 两线制继电器型,这个连接最简单,只需把传感器当作一个常开或者常闭的开关串在输入回路中就行了。

  六, 模拟量电压/电流,这种信号的PLC是不能直接采集的,必须把信号先传到对应的模拟量采集模块上,然后由模拟量模块再传给PLC,如下图所示。接线的话就接传感器的输出信号线与电源负两根。

  七, IO-LINK型,这个是目前比较火的一种方式,带IO-LINK输出的传感器其信号PLC也是无法识别的,必须先把IO-LINK的信号转到如下所示的一个IO-LINK模块上,然后由模块通过总线的方式与PLC通讯。

  八, 串口输出型,这种类型的输出需要把发送/接收的串口线接到对应PLC的串口模块上,这个只要注意接线的正负极就行了。


回忆1295516


要根据PLC输入口的类型接入NPN或者PNP的传感器

PLC的输入口是用光耦进行隔离输入的,以免外部信号损坏PLC输入口。我们可以把PLC输入口内部的LED当作负载。

PNP传感器怎么接线?

PNP的传感器,负载需要接在黑线(输出)和蓝线(电源负)之间

NPN传感器怎么接线?

NPN的传感器,负载需要接在棕线(电源正)和黑线(输出)之间

PLC共阴极输入口接PNP传感器

  • 共阴极输入口即公共端COM为阴极,连接的是电源的负极
  • 需要连接PNP传感器才可以驱动PLC输入口内部的LED
  • PNP传感器的黑色线(输出)接到PLC的输入接线端(X0)
  • PNP传感器的褐色线(电源正)接到PLC的电源正或者外置电源的正
  • PNP传感器的蓝色线(电源负)接到PLC电源负(其实就是公共端COM)

PLC共阳极输入口接NPN传感器

  • 共阳极输入口即公共端COM为阳极,连接的是电源的正极
  • 需要连接NPN传感器才可以驱动PLC输入口内部的LED
  • NPN传感器的褐色线(电源正)接到电源正
  • NPN传感器的黑色线(输出)接到PLC的输入端(X0)
  • NPN传感器的蓝色线(电源负)接到电源负

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