浅析接近开关的选型与使用

张群

【摘要】接近开关是一种非接触的开关型传感器，在选用接近开关类型时要结合检测对象的性质，还要与PLC数字输入模块相匹配。NPN与PNP类型的接近開关连接负载的方式有所不同，无论哪一类接近开关，均须在安装后先调试再紧固。

【关键词】接近开关 选型 接线 调试

随着自动化程序的提高，接近开关在流水线生产中获得了广泛应用。因接近开关的类型繁多，在最初使用时可能有点无处下手，因此，我尝试着从应用角度来分析如何选择接近开关，接近开关与PLC联接时该如何接线，安装好后需要作何调试等问题，供学习者参考。

一、接近开关的选型

1、考虑检测对象性质的选型

接近开关是一种非接触的开关型传感器，又称无触点行程开关，它能在一定的距离（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就可以发出“动作”信号。从原理上分有涡流式也叫电感式、电容式、霍尔式、光电式等，应根据检测对象的性质来选择。

当被测对象是导电物体或可以固定在一块金属物上的物体时，一般都选用涡流式接近开关，因为它的响应频率高、抗环境干扰性能好、应用范围广、价格较低。

若所测对象是非金属（或金属）、液位高度、粉状物高度、塑料、烟草等。则应选用电容式接近开关。这种开关的响应频率低，但稳定性好。安装时应考虑环境因素的影响。

若被测物为导磁材料或者为了区别和它在一同运动的物体而把磁钢埋在被测物体内时，应选用霍尔接近开关，它的价格最低。

在环境条件比较好、无粉尘污染的场合，可采用光电接近开关。光电接近开关工作时对被测对象几乎无任何影响。因此，在要求较高的传真机上，在烟草机械上都被广泛地使用。

在防盗系统中，自动门通常使用热释电接近开关、超声波接近开关、微波接近开关。有时为了提高识别的可靠性，上述几种接近开关往往被复合使用。

无论选用哪种接近开关，都应注意对工作电压、负载电流、响应频率、检测距离等各项指标的要求。

2、结合PLC输入电路的选型

当接近开关作为PLC输入信号时，考虑信号的可靠性多采用三线制的接近开关，该类开关根据其内部输出三极管类型的不同分为NPN和PNP两种，其输出的状态有常开和深闭型。当无检测物体时，对常开型接近开关而言，开关内部的输出三极管截止，所接的负载不工作（失电）;当检测到物体时，内部的输出级三极管导通，负载得电工作。另外还有四线式接近开关，有可能是同时提供一个动合触点和一个动断触点，实际中只用其中之一;或者是第四根线为传感器校验线，校验线不会与PLC输入端连接的。因此，无论那种情况都可以按照三线式来使用。

目前市场上有多种品牌的PLC，根据其开关信号输入电路的不同，可分为源型输入和漏型输入和混合型输入，由于不同品牌的PLC对源型和漏型的划分有的刚好相反，所以我们只需关注问题的实质即开关闭合时PLC输入端子电流的方向即可。若电流是从PLC输入端子流出的，应选择NPN型;若电流从PLC输入端子流入应选择PNP型;允许电流从从PLC输入端子流入或流出的，选择NPN或PNP型均可。如果PLC输入模块说明书上注明了配接接近开关的类型，我们按说明书上指定的开关类型选择即可。

三、接近开关与负载的接线

接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入模块，使用线圈负载时，负载两端应并接续流二极管，以免损坏接近开关。三线制接近开关与负载联接如图1所示，即棕色线接电源正端;蓝色线接电源0V端;黑色线为信号线，应接负载;对于NPN型接近开关，负载的另一端应接到电源正端，如图1（a）所示，当黑蓝两线间的NPN开关闭合时，负载即可得电工作;对于PNP型接近开关，则应接到电源0V端，如图1（b）所示，当黑蓝两线间的PNP开关闭合时，负载即可得电工作。

PLC数字量输入模块一般可分为两类：一类的公共输入端为电源负极，电流从输入模块流出，与接近开关联接时，该输入模块即为接近开关的负载，负载的一端在模块内部已经同电源正端接在了一起，即等效为图1（a）中负载，此时，按图1（a）与NPN型接近开关接线就能正常工作;另一类的公共输入端为电源正极，电流流入输入模块，该模块即为接近开关的负载，负载的一端在模块内部已经同电源负极接在了一起，即等效为图1（b）中负载，按图1（b）与PNP型接近开关接线就能正常工作。

综上可知，如果接近开关与PLC数字输入模块类型匹配的话，把接近开关的棕色线接电源正极，蓝色线接电源负极，黑色线接PLC输入端子即可。若接近开关与PLC类型错配，负载是无法得电的，即PLC接收不到外部的开关信号。

四、接近开关的调试

接近开关在安装后须先调试，然后紧固。需要调试的一般有两个：一个是调整动作距离，即检测对象与开关感应面的距离，一般设定为额定动作距离的0.8倍，有灵敏度调节的接近开关还可结合灵敏度一起调节;另一个是调整输出模式，比如是感应的时候输出信号，还是没有感应的时候输出信号。