精 品[精品]00关于转换三菱FX系列PLC输入信号类型的说....docVIP

2011精品 ksdowe 关于转换三菱FX系列PLC输入信号类型的说明 1．引言 目前，三菱FX系列PLC广泛应用在国内食品与包装机械领域，如：装卸箱机、贴标机、包装机等，设备制造厂商在为PLC选择传感器类型时，往往会遇到某些进口传感器的输出类型与PLC输入信号类型不匹配的情况，如欧美厂家的传感器输出类型常为PNP开路集电极晶体管输出型，而三菱 FX系列PLC其输入信号类型为源型，即只能接无源开关或NPN开路集电极晶体管，遇到这种情况，技术人员往往或者通过一个中间继电器转换，或是只能选择NPN开路集电极晶体管输出型传感器（以下简称NPN型传感器）。而西门子系列的PLC是能够根据需要转换输入信号类型的，三菱FX系列PLC行不行呢？笔者通过查阅FX系列使用手册，并和三菱公司上海分公司及广州代理公司的技术工程师进行了电话或当面沟通，被告知三菱FX系列在欧洲销售的欧型是能够转换输入类型的，而国内销售的1型只能接NPN型传感器输入，不能接PNP型。但是有的技术资料[2]提到，在FX系列PLC输入电路中存在一个S/S极，通过此极和24VC端及0V端的选择性短接，PLC可在漏型和源型两种输入信号类型中转换，但没有详细的电路原理分析，只是提到S/S极在光电耦合芯片的非串联电阻侧。于是笔者试着对传感器的输出电路原理和FX系列 PLC的输入电路做了分析。 2、晶体管输出型传感器的电路分析 （1）PNP型和NPN型晶体管的输出电路分析 目前很多电容式、电感式、光电式传感器输出方式为PNP型和NPN型开路集电极晶体管，PNP型和NPN型晶体管电路原理如图1、图2。 图1 NPN 型晶体管电路原理图 图2 PNP 型晶体管电路原理图 PNP与NPN开路集电极晶体管输出型传感器（常开型）其实就是利用晶体管的饱和和截止输出两种状态，即当传感器检测到信号时，PNP型传感器和NPN型传感器的输出晶体管都会导通，属于开关型传感器，只是电流方向不一样，在NPN型传感器输出电路中，电流由集电极C流向发射极E；在PNP型传感器输出电路中，电流由发射极E流向集电极C。 (2)晶体管输出型传感器的外部接线 常见的晶体管输出型传感器接线上采用三线制，即电源24VDC端，信号输出端，电源0V端，如图3。 图3 常见晶体管输出传感器外部接线图 对于NPN和PNP型（常开）传感器，其信号输出端均为集电极，所以称集电极开路输出型，但是其内部接线形式不同，分别如下图4、图5： 图4 NPN型传感器 图5 PNP型传感器 即当NPN型（常开）传感器有信号时，晶体管导通，信号输出端和0V端短接，电流只能从传感器外流入信号输出端；而和PNP型（常开）传感器有信号时，晶体管导通， 24V端和信号输出端短接，电流只能由信号输出端流出。 3、三菱FX系列 PLC输入电路分析 三菱FX系列PLC使用手册提供的PLC输入电路如下图: 图6 三菱FX系列PLC输入电路原理图（漏型） 如图所示，在PLC不接入输入信号时，其输入信号端（即X端）电位较高为24V，公共端（即COM端）电位较低为0V。在如图所示接入无源开关时，开关闭合，输入电路接通，电流方向为：24V 发光二极管X端0V，发光二极管导通，信号输入。如图接入NPN型传感器时，晶体管导通，输入电路接通，电流方向也为：24V 发光二极管X端0V，发光二极管导通，信号输入。这时，其输入信号类型为漏型。 PLC输入电路的一个重要特点就是其输入电路和信号处理电路采用光电隔离，那么只要输入电路中的发光二极管导通，就能输入信号。按如图所示的电路，COM端电位很低，无法实现电流由COM端流入X端，因此PNP型传感器好象是无法使用的。 4、实验测试 笔者打开了两个FX系列PLC，型号分别为FX0N 32MR和FX2N 48MR，其中FX2N 48MR输入电路板照片如图7。 图6 某三菱FX2N PLC输入电路板图片 发现其输入电路的光耦芯片型号为TLP120，经查阅资料，它为东芝生产，PLC专用，采用一正一反两个发光二极管并联方式输入信号，在它的一侧，确实存在一个输出选择端，通过一个贴片电阻和三个选择端（JP1、JP2、JP3）中的某个短接，每个短接端分别有日文注释，经过翻译人员翻译分别为：源型、漏型和源/漏，在另一个拆开的FX0N PLC输入电路板中也发现了Sink的英文单词，那么S/S应为英文字母Source/Sink，即源型/漏型，因而可以确定在PLC输入电路TLP120光耦芯片非串联电阻侧应为S/S端。 笔者将此贴片电阻焊开，用万用表测量，发现JP1端和PLC输入侧的24+端子短接，JP2端和PLC输入侧的COM端子（即0V）短接，JP3端和PLC输入侧中的某