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【磁感应开关】两线制和三线制之区别解析  

2014-10-13 10:45:14|  分类: 电气暖通 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【磁感应开关】两线制和三线制之区别解析 - Kevin - 我是一片叶筋脉是森林我是一滴水魂魄是海洋

 

二线式和三线式接近开关的接线接法

很多初学者由于不会接近开关的接线而造成烧毁接近开关,这是很正常的,以下介绍接近开关的接线方法。

在直流电路中使用的接近开关有二线式(2根导线)、三线式(3根导线)和四线式(4根导线)等多种,二线、三线、四线式接近开关都有NPN型和PNP型两种,通常日本和美国多使用NPN型接近开关,欧洲多使用PNP型接近开关,而我国则二者都有应用。NPN型和PNP型接近开关的接线方法不同,正确使用接近开关的关键就是正确接线,这一点至关重要。

接近开关的导线有多种颜色,一般地,BN表示棕色的导线,BU表示蓝色的导线,BK表示黑色的导线,WH表示白色的导线,GR表示灰色的导线,根据国家标准,各颜色导线的作用按照表2-21定义。

表2-21                        接近开关的导线颜色定义

种    类

功    能

接 线 颜 色

端  子  号

交流二线式和直流二线式(不分极性)

NO(接通)

不分正负极,颜色任选,但不能为黄色、绿色或者黄绿双色

3、4

NC(分断)

1、2

直流二线式(分极性)

NO(接通)

正极棕色,负极蓝色

1、4

NC(分断)

正极棕色,负极蓝色

1、2

直流三线式(分极性)

NO(接通)

正极棕色,负极蓝色,输出黑色

1、3、4

NC(分断)

正极棕色,负极蓝色,输出黑色

1、3、2

直流四线式(分极性)

正极

棕色

1

负极

蓝色

3

NO输出

黑色

4

NC输出

白色

2

表2-21中的“NO”表示常开、输出,而“NC”表示常闭、输出。

1、二线式接近开关的接线方法

光电传感器有NPN型输出型(电流流入)和PNP输出型(电流流出)两种,当电流流出的传感器(PNP输出型)在接通时, 电流是从电源经传感器的输出端(output)流到负载(load)上,进入负载, 然后流到接地端。而电流流入(NPN输出型)的传感器接通时,电流是从电源经负载流到传感器的输出端(output),然后流到接地端(GND),最后进入系统的地(GND)。

对于二线式NPN型接近开关,棕色线与负载相连,蓝色线与零电位点相连;对于二线式PNP型接近开关,棕色线与高电位相连,负载的一端与接近开关的蓝色线相连,而负载的另一端与零电位点相连。图2-61和图2-62所示分别为二线式NPN型接近开关接线图和二线式PNP型接近开关接线图。

             

图2-61  二线式NPN型接近开关接线图

图2-62  二线式PNP型接近开关接线图

2、三线式接近开关的接线方法

               【磁感应开关】两线制和三线制之区别解析 - Kevin - 我是一片叶筋脉是森林我是一滴水魂魄是海洋【磁感应开关】两线制和三线制之区别解析 - Kevin - 我是一片叶筋脉是森林我是一滴水魂魄是海洋

对于三线式NPN型接近开关,棕色的导线与一端负载,同时与电源正极相连;黑色的导线是信号线,与负载的另一端相连;蓝色的导线与电源负极相连。对于三线式PNP型接近开关,棕色的导线与电源正极相连;黑色的导线是信号线,与负载的一端相连;蓝色的导线与负载的另一端及电源负极相连,如图2-63和图2-64所示。

图2-63  三线式NPN型接近开关接线图

图2-64  三线式PNP型接近开关接线图

初学者经常不能正确区分NPN型和PNP型的接近开关,其实只要记住一点:PNP型接近开关是正极开关,也就是信号从接近开关流向负载;而NPN型接近开关是负极开关,也就是信号从负载流向接近开关。

【例2-21】 某设备用于检测PVC物块,当检测物块时,设备上的24V DC功率为12W的报警灯亮,请选用合适的接近开关,并画出原理图。

【解】 因为检测物体的材料是PVC,所以不能选用感应接近开关,但可选用电容式接近开关。报警灯的额定电流为:,查表2-20可知,直流接近开关承受的最大电流为0.2A,所以采用图2-64的方案不可行,信号必须进行转换,原理图如图2-71所示,当物块靠近接近开关时,黑色的信号线上产生高电平,其负载继电器KA的线圈得电,继电器KA的常开触头闭合,所以报警灯EL亮。

由于没有特殊规定,所以PNP或NPN型接近开关以及二线或三线式接近开关都可以选用。本例选用三线式PNP型接近开关。

图2-71  原理图

一、工作原理不同

 

   与最常用于气缸活塞位置检测的有接点磁性开关不同,无接点磁性开关使用了磁敏电阻(传感器)和电子回路,因此也被称作电子式磁感应开关。

 

     现在市场最常用、性比价最高的磁性开关是二线式,有接点常开型的磁性开关。我们的产品型号是:YIDA-03系列、YIDA-07系列(可替代SMC多种型号)、YIDA-20系列,YIDA-21系列……与SMC 费斯托(FESTO)等知名气缸配套使用。

 

     电子式磁感应开关,我们称为三线式无接点磁性开关,又为分:电流流入(NPN)型及 电流流出型(PNP)。

 

    二线与三线式的磁性开关接线方式,参照“二线式与三线式磁感应开关的接线方式” 说明,相关技术图可参照“注意事项”。

 

 

  二、 根据内部结构的不同,两种磁性开关分别具有下述的各种不同特征。

 

1、电气寿命:

 a)有接点磁性开关:有接点磁性开关的寿命标称值为500万回。但是根据所带负载情况的不同,其寿命值也会有比较大的区别,一般分布在几百万回~1500万回之间。

 b)无接点磁性开关:无接点磁性开关的内部由于没有机械式的接点,因此寿命是半永久的。 注意:半永久并不是指没有寿命的限制。

 

2、振荡现象:

 a)有接点磁性开关:舌簧接点在开闭时产生的弹动,会造成输出信号有振荡的现象。

 b)无接点磁性开关:由于使用三极管进行ON/OFF动作,因此不会使输出信号产生振荡。

 

3、开关电流:

 a)有接点磁性开关:由于对能流过舌簧接点的电流有限制,不能进行大容量的开闭。

 b)无接点磁性开关:虽然基于三极管的热损失也有一定的限制,但是比有接点磁性开关的上限容量大。另外,对于瞬时间的变动(如突入电流等)有一定的余量保证空间。

 

4、内部电压降:

 有接点磁性开关、无接点磁性开关都要满足下述条件:

 电源(负载)电压-内部电压降>负载工作电压 (使用PLC时:ON电压),注意:如果不能够满足上述条件时,负载不能正常ON(或一直保持OFF的状态)。

a)有接点磁性开关:因为显示灯(LED)串联在回路中,内部电压降也包括其顺方向的电压降。 实力值:2~3V 

 b)无接点磁性开关:

 二线式: 为使电子回路工作,不能将电压设置过低。 实力值:4.0~4.5V

 三线式:   可以忽略不计。

 

5、漏电流:

有接点磁性开关:不存在漏电流。

无接点磁性开关

     二线式无接点磁性开关:即使开关关闭(OFF)的时候,也有驱动回路工作的电流(漏电流)流向负载。 实力值:1mA以下。

     三线式无接点磁性开关与二线式一样,需要有能驱动回路工作的电流。但是由于电源线(棕)和信号输出线(黑)分别独立,从信号输出线流出的电流非常小,可以忽略不计。

 

6、磁滞区间:

 a)有接点磁性开关:由于舌簧接点材料的磁滞特性,ON/OFF磁场的数值不同,从而产生了磁滞区间(ON/OFF的位置差)。 实力值:0.55mm~1.0mm

 b)无接点磁性开关:磁滞区间比有接点磁性开关开关小。 实力值:0.3mm~0.6mm

 

7、外乱磁场的影响

    当外乱磁场(如溶接电流产生的磁场)超出气缸的检出磁场强度时,有接点磁性开关、无接点磁性开关都会产生误动作。

a)有接点磁性开关:在交流溶接磁场下产生误动作时,舌簧接点开闭次数急速增加,会减低开关的使用寿命。

 b)无接点磁性开关:即使发生了误动作,也不会对磁性开关使用寿命造成影响。

 

8、内部构造:

 a)有接点磁性开关:由舌簧接点和玻璃环氧树脂电路板为基础简单构成。 对于机械式的振动、冲击的耐性相对较弱。

 b)无接点磁性开关:由磁敏电阻和其他电子部品构成,部品都被安装在陶瓷或玻璃环氧树脂电路板上面。 虽然结构比有接点磁性开关开关复杂,但是机械强度比较强。

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