Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Czujnik indukcyjny npn czy pnp?

weld 26 Aug 2008 22:47 76530 34
Optex
  • #1
    weld
    Level 10  
    Cześć
    jestem początkujący więc proszę o wyrozumiałość :)
    otóż mam taki układ: czujnik indukcyjny sterowany 24V DC, NO, po wykryciu metalowego elementu (strefa działania 4mm), na zasterować przekaźnik, który coś tam sobie dalej przełączy, wyłączy.
    Prosty układ, żadnego PLC itd.
    Teraz moje pytanie, czy w takim rozwiązaniu jest istotny typ czujnika, czy jest to NPN czy PNP ?
  • Optex
  • #2
    CervantesJ.
    Level 17  
    Nie jest istotne czy jest to NPN czy PNP. Różnicę najlepiej przedstawia rysunek poniżej:
    Jeżeli jest to czujnik NO (Normalinie Otwarty) to w przypadku NPN po zbliżeniu do metalu (stan aktywny) wyjście jest zwierane do masy. W przypadku PNP NO w stanie aktywnym wyjście jest zwierane z zasilaniem - w tym przypadku +24V.

    Dla czujników typu NZ (Normalnie Zwarty) stan wyjściowy jest poprostu zanegowany.
    Dodam jeszcze że należy zwrócić uwagę na obciążalność wyjścia czujnika.
  • #3
    flastek
    Level 2  
    Znalazłem taki oto dokument. Myślę, że wyjaśni on Twoje wątpliwości. Jest tam opisane jak podłączać czujniki typu pnp i npn do sterowników PLC
    Attachments:
  • Optex
  • #8
    Mellon31
    Level 13  
    Połączenia są prawidłowe. Sytuacja staje się ważna przy połączeniu do wejść np. PLC.
  • #9
    prawy
    Level 14  
    Ważne jest tez to żeby czujniki w miarę możliwości były jednakowej polaryzacji bo gdy będziesz miał jakąś usterkę to będziesz szukał + albo _ względem masy i tu ważny jest porządek.
  • #10
    Mellon31
    Level 13  
    Ja stosuję zazwyczaj czujniki PNP NO. Jeśli w całym układzie tak jest to faktycznie nie będzie problemów serwisowych. Poza tym PNP są bardziej dostępne
  • #11
    Artik_b
    Level 15  
    Witam,

    Chyba każdy stosuje (woli stosować) czujniki NO, ale nie w każdym miejscu jest to właściwe, np. jako wyłącznik końcowy, lub choćby czujnik pozycji lepiej robić na NC, bo jak się uszkodzi czujka lub kabel, to masz brak sygnału i np. wózek nie wyjedzie na odbojnik ani gdzieś poza maszynę... Po to są NC i ON żeby je używać...

    Generalnie stosuje się PNP, bo sterujemy napięciem (24V), choć "starzy" ( w sensie doświadczeni) elektronicy wolą sterowanie masą ... szybsze? łatwiejsze?

    Pozdrawiam
  • #12
    robnar
    Level 14  
    sterowniki w wersji europejskiej mają wejścia typu PNP lub NPN lub wejscia tylko PNP natomiast wersje azjatyckie czyli Japonia Chiny itp używaja tylko NPN
  • #13
    wd40
    Level 21  
    Ja stosuję PNP bo łatwiej podłączyć bezpośrednio do mikrokontrolera.
    Zastanów się, czy magnetyczny czujnik nie spełni tego samego zadania - jest prawie 10x tańszy.
  • #14
    wd40
    Level 21  
    Artik_b wrote:
    Witam,

    Chyba każdy stosuje (woli stosować) czujniki NO, ale nie w każdym miejscu jest to właściwe, np. jako wyłącznik końcowy, lub choćby czujnik pozycji lepiej robić na NC, bo jak się uszkodzi czujka lub kabel, to masz brak sygnału i np. wózek nie wyjedzie na odbojnik ani gdzieś poza maszynę


    Czujka może uszkodzić się na 2 sposoby: trwałe rozłączenie lub trwałe zwarcie - proszę o tym pamiętać. I NC nie załatwia wszystkich sytuacji, dlatego w newralgicznych punktach stosuje się czujki komplementarne.
  • #15
    Mellon31
    Level 13  
    wd40 wrote:
    Artik_b wrote:
    Witam,

    Chyba każdy stosuje (woli stosować) czujniki NO, ale nie w każdym miejscu jest to właściwe, np. jako wyłącznik końcowy, lub choćby czujnik pozycji lepiej robić na NC, bo jak się uszkodzi czujka lub kabel, to masz brak sygnału i np. wózek nie wyjedzie na odbojnik ani gdzieś poza maszynę


    Czujka może uszkodzić się na 2 sposoby: trwałe rozłączenie lub trwałe zwarcie - proszę o tym pamiętać. I NC nie załatwia wszystkich sytuacji, dlatego w newralgicznych punktach stosuje się czujki komplementarne.


    Jest w tym racja, bo czujnik to urządzenie elektronicznie i nie wiadomo jak się wyjściowy tranzystor uszkodzi. Jednak w przypadku tak prawdopodobnych i częstych a zarazem trywialnych uszkodzeniach jak wypadnięcie przewody z zacisku, przerwanie kabla, korozja połączenia to rozwiązanie kolegi Artik_b byłoby dobre, przy braku dodatkowych kosztów (zakładam, że czujnik w obu wersjach ma podobną ceną). Jednak dostateczną dużą pewność to zwielokrotnienie pomiaru. Ja robię tak. Najpierw czujnik indukcyjny, a jakby ten nie zadziałał to za nim w odległości kilku cm wstawiam wyłącznik krańcowy. Żeby oba uległy uszkodzeniu w tym samym czasie - mało prawdopodobne. Ponadto mogę wykorzystać fakt zadziania wyłącznika krańcowego do diagnostyki typu "Wymień czujnik nr...".
  • #16
    Artik_b
    Level 15  
    Witam,

    Nie będę cytował, bo się temat rozrośnie... ale co do uszkodzenia - "trwałe rozłączenie" to programista PLC powinien taką sytuację przewidzieć i np. jakiś wózek nie może znaleźć się na pozycji końcowej(gdzie jest uszkodzony czujnik) i jednocześnie na pozycji roboczej...

    Oczywiście, dla zwiększenia pewności - redundancja. Jak kolega Mellon31 napisał, takie rozwiązania w przemyśle są często stosowane. Na przykład jeden czujnik przed końcem trakcji włącza prędkość dojazdową, a drugi wyłącza ruch w tym kierunku. Jednocześnie oba pełnią funkcję zabezpieczenia (logika w PLC).

    Pozdrawiam
  • #17
    kermit48
    Level 10  
    do końca jeszcze nie wszystko rozumiem bo czy nie wystarczyłyby czujniki tylko np pnp no i nz?? są komplementarne więc po co nam npn?? jak mi się wydaje i tu i tu sygnałem sterującym jest 0 i 24V, czy gdzieś się mylę??
  • #18
    gigipawel
    Level 15  
    kermit48 wrote:
    do końca jeszcze nie wszystko rozumiem bo czy nie wystarczyłyby czujniki tylko np pnp no i nz?? są komplementarne więc po co nam npn?? jak mi się wydaje i tu i tu sygnałem sterującym jest 0 i 24V, czy gdzieś się mylę??


    Polecam podłączyć jakiś stary i tani czujniki np. NPN do wejść PNP(lub odwrotnie),zobaczysz i przekonasz się na własnej skórze czym się to kończy.
  • #19
    kermit48
    Level 10  
    gigipawel wrote:
    Polecam podłączyć jakiś stary i tani czujniki np. NPN do wejść PNP(lub odwrotnie),zobaczysz i przekonasz się na własnej skórze czym się to kończy.


    no właśnie chce się dowiedzieć czym to się kończy bo nie mam możliwości takiego podłączenia??
  • #20
    pcichomski
    Level 16  
    kermit48 wrote:
    do końca jeszcze nie wszystko rozumiem bo czy nie wystarczyłyby czujniki tylko np pnp no i nz?? są komplementarne więc po co nam npn?? jak mi się wydaje i tu i tu sygnałem sterującym jest 0 i 24V, czy gdzieś się mylę??


    Chodzi o przyjętą koncepcję poziomów sygnału. Czujniki NPN podają do sterownika sygnał poprzez podanie na wejście poziomu 0 V tzn. stanowi "logiczne 1" ("jest sygnał") odpowiada poziom 0V. Brak sygnału: np na wejście podawane jest 24V lub wejście jest odłączone (i diodka na PLC się nie świeci).

    Taka konwencja jest powszechna np. w maszynach pochodzących z AZJI (Japonii, Chin itp.).
    Kiedyś jakiś Japończyk tłumaczył mi, że wywodzi się to jeszcze z czasów, gdy powszechnie używany był poziom 120V napięcia sieciowego w układach PLC - wówczas sygnałem aktywnym było zwarcie wejścia do NEUTRAL - i takie rozwiązanie powodowało, że na elementy czujnikowe nie było podawane napięcie niebezpieczne, które mogło by przebić na obudowę np. przy uszkodzeniu kabla, uszkodzeniu czujnika, krańcówki itp.

    Pozdrawiam
  • #21
    dziubek102
    Heating systems specialist
    A ja pamiętam taką starą lekcje od automatyka żeby stosować sterowanie zerem wszędzie tam gdzie nie chce mieć zakłóceń np duże i skomplikowane układy z dużą ilością torów prądowych.
    Przy prostych układach imo jest to bez znaczenia. kwesta przejrzystości całego układu i stosowania logicznych wyborów w ramach danego projektu.

    więc wzg tematu jeśli to ma być jednorazowe zastosowanie to bierz co masz pod ręką i wypróbuj w działaniu. Jeśli to są części ruchome to nie zapomnij o dodatkowych zabezpieczeniach i tyle.
  • #22
    kermit48
    Level 10  
    pcichomski wrote:
    Chodzi o przyjętą koncepcję poziomów sygnału. Czujniki NPN podają do sterownika sygnał poprzez podanie na wejście poziomu 0 V tzn. stanowi "logiczne 1" ("jest sygnał") odpowiada poziom 0V. Brak sygnału: np na wejście podawane jest 24V lub wejście jest odłączone (i diodka na PLC się nie świeci).


    wielkie dzięki za odpowiedź, nie rozumiałem do końca tego, że jak nie ma sygnału to jest wtedy "1", a w innych wypadkach(tak jak piszesz przy 24V lub odłączonym sygnału) jest zero.
    jeszcze raz wielkie dzięki za odpowiedź

    jeszcze mi się przypomniało co się stanie jeśli czujnik npn podłącze do karty pnp w PLC i w odwrotnej sytuacji??
  • #23
    pcichomski
    Level 16  
    kermit48 wrote:

    jeszcze mi się przypomniało co się stanie jeśli czujnik npn podłącze do karty pnp w PLC i w odwrotnej sytuacji??

    Raczej nic się nie zepsuje, tyle że nie będzie działało, gdyż inaczej są zbudowane wejścia. Wejście PNP pobiera prąd z czujnika (stąd alternatywna nazwa tego wejścia SINK), z wejścia NPN prąd wypływa do czujnika (alternatywna nazwa SOURCE). Inna jest konstrukcja wyjścia czujnika, gdyż czujnik PNP musi prąd wyemitować, a czujnik NPN musi prąd pobrać z wejścia PLC. Oczywiście w przypadku gdy "czujnikiem" jest zwykła krańcówka lub przycisk - nie ma żadnej różnicy :D - oprócz spsobu połączenia.
    Pozdrawiam
  • #24
    fLt
    Level 11  
    pcichomski wrote:

    ...gdy "czujnikiem" jest zwykła krańcówka lub przycisk - nie ma żadnej różnicy :D - oprócz spsobu połączenia.
    Pozdrawiam


    Podsumowując temat zadam pytanie.

    Czy japoński sterwonik Omron SYSMAC CQM1 CPU41-V1 jest przystosowany do sterowania niskonapięciowego? Czyli wszystkie czujniki jakie w nim zastosujemy muszą być typu NPN? A krancowke lub przycisk kablujemy poprzez 0V? a z drugiej strony styku mamy sygnał 24 V z wejścia sterownika (NPN-Source)?

    Zwarcie styku (różnica potencjałów) to dla wejscia sterownika logiczne "1".
    Rozwarcie styku (brak różnicy potencjałów) to dla wejscia sterownika logiczne "0" ?

    A jak sie ma sprawa do wyjść, czy wyjscie steruje np cewką poprzez sygnał 0V? a z drugiej strony cewka zasilona jest "na stałe" przez 24V?

    Pozdrawiam.
  • #25
    pcichomski
    Level 16  
    pyt.1
    To że sterownik jest japoński, nie oznacza że jest typu NPN - często jest to ustawiane przełącznikiem lub poprzez odpowiednie zworki lub okablowanie (np. FX-y Mitsubishi - choć spotkałem sterownik FX zrobiony tylko dla NPN w chińskiej maszynie). To samo dotyczy cechy "niskonapięciowości". Sterowniki z wejściami 24VDC mogą być typu PNP i NPN. Ważny jest sposób podłączania sygnałów. W CQM1 pod dekielkami nad zaciskami masz schemacik podłączania. Jeśli jest narysowane, że styk przycisku podłączasz między WE i VCC, to jest to wejście PNP. To samo dotyczy innych czujników "stykowych" (krańcówek, czujników z czystym wyjściem stykowym itd). Czujniki z wyjściem elektronicznym muszą być typu PNP, aby dobrze pracowały. W listwie zacisków wejściowych masz też zacisk COM - jest to zacisk napięcia odniesienia dla wejść (względem którego mierzone jest Uwe). Dla PNP zwykle trzeba je podłączyć do 0 V, dla NPN - do Vcc. W przypadku modułów do CQM1 np ID212 - jest to moduł uniwersalny. Sposób podłączenia COM decyduje o typie wejścia.

    pyt.2
    Dla NPN zwarcie wejścia do 0V daje logiczną "1" w programie. Nie podłączone wejście będzie miało potencjał zbliżony do 24V. Natomiast dla ścisłości - zwarcie daje wyrównanie a nie różnicę potencjałów, natomiast przy rozwarciu na styku wystąpi różnica potencjałów.
    :D

    pyt.3 wyjścia.
    Jeśli wyjście jest stykowe (RELAY) to nie ma problemu. Zacisk COM decyduje o sygnale podawanym przez styki. Można COM zewrzeć z VCC i sterować obiektami np. stycznikami podłączonymi do 0V (typowe w Europie i USA) lub COM podłączyć do 0V i sterować obiektami podłączonymi do Vcc (tak robią zwykle w Azji). W przypadku wyjść elektronicznych (tranzystorowe, triacowe) zależy to sterownika. Wyjścia OMRON OD212 do CQM1 podłącza się COM do 24V, napięciem wyjściowym jest +24V, obiekt drugim zaciskiem podłącza się do 0V.
    Jest to WY typu SOURCE, bo prąd z niego wypływa (a więc odwrotna nomenklatura niż przy wejściach), natomiast nie mam wiedzy czy takie wejście nazywa się typu NPN (na logikę) czy PNP - napewno typ SOURCE. Typ wyjścia określany jako SINK (Azja) jest tedy gdy wyjścia podają 0V na obiekty drugim zaciskiem podłączone do +24V - prąd płynie od obiektu do wyjścia.

    A więc podsumowując:

    Europa:
    WE PNP - SINK - sygnał 24V podawany na WE daje logiczne 1, COM do 0V
    Azja:
    WE NPN - SOURCE -sygnał 0V podawany na WE daje logiczne 1, COM do 24V

    Europa
    WY (NPN?) - SOURCE - logiczna 1 ustawia wyjście na +24V, COM do 24V, obiekt sterowany do 0V
    Azja:
    WY (PNP?) - SINK - logiczna 1 ustawia wyjście na +0V, COM do 0V, obiekt sterowany do 24V.

    Pozdrawiam
  • #26
    fLt
    Level 11  
    Bardzo dziekuję za wyczerpującą odpowiedź, kolega jest fachurką w temacie.

    pcichomski wrote:
    pyt.1
    ...W listwie zacisków wejściowych masz też zacisk COM - jest to zacisk napięcia odniesienia dla wejść (względem którego mierzone jest Uwe). Dla PNP zwykle trzeba je podłączyć do 0 V, dla NPN - do Vcc. W przypadku modułów do CQM1 np ID212 - jest to moduł uniwersalny. Sposób podłączenia COM decyduje o typie wejścia.


    Czyli możliwe jest okablowanie kilku modułów WE ID 212 w obrębie jednego CPU w ten sposób że jeden moduł będzie PNP a drugi NPN? a co za tym idzie jedne czujniki w maszynie to PNP a inne NPN?

    pcichomski wrote:
    pyt.2
    Dla NPN zwarcie wejścia do 0V daje logiczną "1" w programie. Nie podłączone wejście będzie miało potencjał zbliżony do 24V.


    A dla PNP zwarcie wejścia do 24V daje logiczną "1" w programie. Nie podłączone wejście będzie miało potencjał zbliżony do 0V. Zgodnie z tym:

    pcichomski wrote:

    Europa:
    WE PNP - SINK - sygnał 24V podawany na WE daje logiczne 1, COM do 0V
    Azja:
    WE NPN - SOURCE -sygnał 0V podawany na WE daje logiczne 1, COM do 24V


    Wygląda na to że maszynę o której mówię (prod. ok 1983r) modernizowało dwóch programistów/monterów - jeden z Europy a drugi z Azji. Oboje chcieli wykorzystać OMRONA ale pokłócili się przy podłączaniu sygnałów i mam niezłą mieszankę PNP i NPN.

    Ale raczej chodziło o koszty moderniazacji: część czujników pozostała stara- NPN, a dołożone nowe są PNP. Stąd różnica w sposobie okablowania modułów WE.

    Od siebie dodam że diagnozowanie usterki w takim sterowaniu to czysta udręka, tym bardziej że wiekszość czujników ma nieczytelne oznaczenia (PNP NPN).
  • #27
    pcichomski
    Level 16  
    fLt wrote:
    Bardzo dziekuję za wyczerpującą odpowiedź, kolega jest fachurką w temacie.

    1.
    Czyli możliwe jest okablowanie kilku modułów WE ID 212 w obrębie jednego CPU w ten sposób że jeden moduł będzie PNP a drugi NPN? a co za tym idzie jedne czujniki w maszynie to PNP a inne NPN?

    2.
    A dla PNP zwarcie wejścia do 24V daje logiczną "1" w programie. Nie podłączone wejście będzie miało potencjał zbliżony do 0V. Zgodnie z tym:

    3.
    Wygląda na to że maszynę o której mówię (prod. ok 1983r) modernizowało dwóch programistów/monterów - jeden z Europy a drugi z Azji. Oboje chcieli wykorzystać OMRONA ale pokłócili się przy podłączaniu sygnałów i mam niezłą mieszankę PNP i NPN.

    Ale raczej chodziło o koszty moderniazacji: część czujników pozostała stara- NPN, a dołożone nowe są PNP. Stąd różnica w sposobie okablowania modułów WE.

    Od siebie dodam że diagnozowanie usterki w takim sterowaniu to czysta udręka, tym bardziej że wiekszość czujników ma nieczytelne oznaczenia (PNP NPN).


    add.1
    W tym przypadku jest to możliwe, tzn. każdy moduł pracuje w innej logice elektrycznej (oczywiście jeśli masz moduły uniwersalne).

    add.2 Pewnie tak, ale to tak właściwie jest bez znaczenia, bo jakie znaczenie ma poziom napięcia na niepodłączonym wejściu jakiegoś tranzystorowego wzmacniacza. Poziom napięcia na takim niepodłączonym wejściu zależy od konstrukcji układu wejściowego, układów polaryzacji, typu tranzystora itp. - ważne jest, że podanie na WE 24V lub 0V powoduje wysterowanie tego wejścia.

    add.3 Też "lubię" takie maszyny :D

    Pozdrawiam
  • #28
    dj-brylant
    Level 12  
    Witam mam pytanie.
    Posiadam czujnik NO PNP i chce go podłączyć w samochodzie tak żeby załączał przekaźnik samochodowy. Czy może się z nim coś stać? wiem że jego prąd obciążenia wynosi 200mA
  • #29
    Andy74
    Level 25  
    Zmierz (lub oblicz ze zmierzonej rezystancji) prąd pobierany przez cewkę przekaźnika. Jeśli nie przekracza on 200mA to możesz śmiało podłączyć. Z tego co pamiętam typowe przekaźniki samochodowe 12V nie pobierają więcej niż 150mA, więc problemu nie powinno być, jeśli tylko napięcie zasilania czujnika mieści się w dopuszczalnych dla niego granicach.
    Podłącz cewkę pomiędzy wyjście czujnika (zwykle czarny przewód), a masę. Równolegle do cewki możesz dać na wszelki wypadek diodę spolaryzowaną zaporowo (ochroni czujnik przed przepięciami).
    Pamiętaj, że czujnik podłączony do zasilania nawet gdy nie jest wysterowany pobiera ciągle kilka mA prądu.
    Pozdrawiam
    Andy
  • #30
    amnon
    Level 10  
    Witam,

    Mam dwa czujniki jeden PNP NO a drugi NPN NO, chciałbym je zastosować do bazowania grawerki, czy jest możliwe podłączenie ich równolegle tak aby po najechaniu jednego z czujników został podany sygnał że jedna z osi została zabazowana?.

    Pozdrawiam
    Amnon