淺析接近開關的選型與使用

張群

【摘要】接近開關是一種非接觸的開關型傳感器，在選用接近開關類型時要結合檢測對象的性質，還要與PLC數字輸入模塊相匹配。NPN與PNP類型的接近開關連接負載的方式有所不同，無論哪一類接近開關，均須在安裝后先調試再緊固。

【關鍵詞】接近開關 選型 接線 調試

隨著自動化程序的提高，接近開關在流水線生產中獲得了廣泛應用。因接近開關的類型繁多，在最初使用時可能有點無處下手，因此，我嘗試著從應用角度來分析如何選擇接近開關，接近開關與PLC聯接時該如何接線，安裝好后需要作何調試等問題，供學習者參考。

一、接近開關的選型

1、考慮檢測對象性質的選型

接近開關是一種非接觸的開關型傳感器，又稱無觸點行程開關，它能在一定的距離（幾毫米至幾十毫米）內檢測有無物體靠近。當物體與其接近到設定距離時，就可以發出“動作”信號。從原理上分有渦流式也叫電感式、電容式、霍爾式、光電式等，應根據檢測對象的性質來選擇。

當被測對象是導電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時，一般都選用渦流式接近開關，因為它的響應頻率高、抗環境干擾性能好、應用范圍廣、價格較低。

若所測對象是非金屬（或金屬）、液位高度、粉狀物高度、塑料、煙草等。則應選用電容式接近開關。這種開關的響應頻率低，但穩定性好。安裝時應考慮環境因素的影響。

若被測物為導磁材料或者為了區別和它在一同運動的物體而把磁鋼埋在被測物體內時，應選用霍爾接近開關，它的價格最低。

在環境條件比較好、無粉塵污染的場合，可采用光電接近開關。光電接近開關工作時對被測對象幾乎無任何影響。因此，在要求較高的傳真機上，在煙草機械上都被廣泛地使用。

在防盜系統中，自動門通常使用熱釋電接近開關、超聲波接近開關、微波接近開關。有時為了提高識別的可靠性，上述幾種接近開關往往被復合使用。

無論選用哪種接近開關，都應注意對工作電壓、負載電流、響應頻率、檢測距離等各項指標的要求。

2、結合PLC輸入電路的選型

當接近開關作為PLC輸入信號時，考慮信號的可靠性多采用三線制的接近開關，該類開關根據其內部輸出三極管類型的不同分為NPN和PNP兩種，其輸出的狀態有常開和深閉型。當無檢測物體時，對常開型接近開關而言，開關內部的輸出三極管截止，所接的負載不工作（失電）;當檢測到物體時，內部的輸出級三極管導通，負載得電工作。另外還有四線式接近開關，有可能是同時提供一個動合觸點和一個動斷觸點，實際中只用其中之一;或者是第四根線為傳感器校驗線，校驗線不會與PLC輸入端連接的。因此，無論那種情況都可以按照三線式來使用。

目前市場上有多種品牌的PLC，根據其開關信號輸入電路的不同，可分為源型輸入和漏型輸入和混合型輸入，由于不同品牌的PLC對源型和漏型的劃分有的剛好相反，所以我們只需關注問題的實質即開關閉合時PLC輸入端子電流的方向即可。若電流是從PLC輸入端子流出的，應選擇NPN型;若電流從PLC輸入端子流入應選擇PNP型;允許電流從從PLC輸入端子流入或流出的，選擇NPN或PNP型均可。如果PLC輸入模塊說明書上注明了配接接近開關的類型，我們按說明書上指定的開關類型選擇即可。

三、接近開關與負載的接線

接近開關的負載可以是信號燈、繼電器線圈或可編程控制器PLC的數字量輸入模塊，使用線圈負載時，負載兩端應并接續流二極管，以免損壞接近開關。三線制接近開關與負載聯接如圖1所示，即棕色線接電源正端;藍色線接電源0V端;黑色線為信號線，應接負載;對于NPN型接近開關，負載的另一端應接到電源正端，如圖1（a）所示，當黑藍兩線間的NPN開關閉合時，負載即可得電工作;對于PNP型接近開關，則應接到電源0V端，如圖1（b）所示，當黑藍兩線間的PNP開關閉合時，負載即可得電工作。

PLC數字量輸入模塊一般可分為兩類：一類的公共輸入端為電源負極，電流從輸入模塊流出，與接近開關聯接時，該輸入模塊即為接近開關的負載，負載的一端在模塊內部已經同電源正端接在了一起，即等效為圖1（a）中負載，此時，按圖1（a）與NPN型接近開關接線就能正常工作;另一類的公共輸入端為電源正極，電流流入輸入模塊，該模塊即為接近開關的負載，負載的一端在模塊內部已經同電源負極接在了一起，即等效為圖1（b）中負載，按圖1（b）與PNP型接近開關接線就能正常工作。

綜上可知，如果接近開關與PLC數字輸入模塊類型匹配的話，把接近開關的棕色線接電源正極，藍色線接電源負極，黑色線接PLC輸入端子即可。若接近開關與PLC類型錯配，負載是無法得電的，即PLC接收不到外部的開關信號。

四、接近開關的調試

接近開關在安裝后須先調試，然后緊固。需要調試的一般有兩個：一個是調整動作距離，即檢測對象與開關感應面的距離，一般設定為額定動作距離的0.8倍，有靈敏度調節的接近開關還可結合靈敏度一起調節;另一個是調整輸出模式，比如是感應的時候輸出信號，還是沒有感應的時候輸出信號。