使用宇龙机电控制仿真软件实现传感器的控制

王宁

摘 要：传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。它已广泛应用于工业自动化、航天技术、军事领域、机器人开发、环境检测、医疗卫生、家电行业等各学科和工程领域。据有关资料统计，大型发电机组需要3000台传感器及配套仪表;大型石油化工厂需要6000台;一个钢铁厂需要20000台;一个电站5000台;阿波罗宇宙飞船用了1218个传感器，运载火箭部分用了2077个传感器;一辆现代化汽车装备的传感器也有几十种。传感器技术是现代科技的前沿技术，是现代信息技术的三大支柱之一。传感器技术的水平高低是衡量一个国家科技发展水平的主要标志之一。传感器种类繁多，学生在学校没有单独的传感器实训室的话，很多时候传感器只能听老师讲理论，没有办法动手调试。仿真软件将传感器应用在电路上，对于应用型的学生来说，更加直观，也便于掌握传感器电路连接的原理。

关键词：传感器;仿真软件;实际应用

正文：

传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。它获取的信息可以是各种物理量、化学量和生物量，而转换后的信息也可以有各种形式。目前传感器转换后的信号大多为电信号，因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。一般也称传感器为变换器、换能器和探测器，其输出的电信号陆续输送给后续配套的测量电路及终端装置，以便进行电信号的调理、分析、记录或显示等。

传感器的种类名目繁多，分类不尽相同。常用的分类方法如下。

（1）按被测量分类：可分为位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速等传感器。这种分类方法明确表明了传感器的用途，便于使用者选用。

（2）按测量原理分类：可分为电阻、电容、电感、光栅、热电耦、超声波、激光、红外、光导纤维等传感器。这种分类方法表明了传感器的工作原理，有利于传感器的设计和应用。

（3）按传感器转换能量供给形式分类：分为能量变换型（发电型）和能量控制型（参量型）两种。能量变换型传感器在进行信号转换时无需另外提供能量，就可将输入信号能量变换为另一种形式能量输出，如热电偶传感器、压电式传感器等。能量控制型传感器工作时必须有外加电源，如电阻、电感、电容、霍尔式传感器）等。

（4）按传感器工作机理分类：分为结构型传感器和物性型传感器。结构型传感器是指被测量变化时引起了传感器结构发生改变，从而引起输出电量变化。如电容压力传感器就属于这种传感器，外加压力变化时，电容极板发生位移，结构改变引起电容值变化，输出电压也发生变化。物性型传感器是利用物质的物理或化学特性随被测参数变化的原理构成，一般没有可动结构部分，易小型化，如各种半导体传感器。

习惯上常把工作原理和用途结合起来命名传感器，如电容式压力传感器、电感式位移传感器等。比如宇龙机电控制仿真软件里面的电容传感器和电感传感器。

传感器是自动控制的一个输入信号，经常和PLC、单片机等控制器联调使用，宇龙机电控制仿真软件可以用传感器作为PLC的信号输入，通过仿真，可以直观地看到传感器連接的方法。在PLC控制中，把传感器分为源型和漏型。他们的区别是：1）漏型输入[-公共端]当DC输入信号是输入（X）端子流出电流然后输入时，成为漏型输入。连接晶体管输出型的传感器输出等时，可以使用NPN集电极开路型晶体管输出。2）源型输入[+公共端]当DC输入信号是电流流向到输入（X）端子的输入时，成为源型输入。连接晶体管输出型的传感器输出等时，可以使用PNP集电极开路型晶体管输出。以三菱FX3U_64MT为例。从PLC的操作手册上，可以找到传感器的连接方式。见图3（漏型输入连接）和图4（源型输入连接）。

使用共阴极（漏型）的传感器连接PLC，它的接线图如下：

其中，S/S接PLC输入端的24V，传感器棕色的线接S/S，蓝色的线接PLC输入端0V，黑色的线接X0。

使用共阳极（源型）传感器连接PLC，它的接线图如下：

其中，S/S接PLC输入端的0V，传感器棕色的线接PLC输入端24V，蓝色的线接PLC输入端S/S，黑色的线接X0。

传感器和PLC的连接是PLC控制过程的一个难点，但同时也是PLC控制系统输入信号非常重要的环节，使用仿真软件有利于掌握原理和应用，使我们对传感器的应用有更加全面的认识。

参考文献：

[1]廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].3版.北京：机械工业出版社，2020.

[2]三菱电机.FX3系列微型可编程控制器用户手册硬件篇[Z].2010.

[3]宋雪臣.传感器与检测技术项目式教程[M].北京：人民邮电出版社，2015.