在选用接近开关时应当综合考虑各项指标的内在要求
4 接近开关的输出形式接近开关有不同的输出形式,常见的有NPN 型、PNP 型。而NPN 型和PNP 型中又有二线、三线、四线等几种类型。在使用时一定要注意各自不同的接线方法。此外,很多接近开关还有常开和常闭之分。所谓常开型指的是当没有检测物体时,由于接近开关内部的晶体管截止而使接近开关所连接的负载不能工作,只有检测到物体时晶体管导通,负载才得电工作。常闭型刚好与之相反。无论是哪-种,都可以用作检测控制,只是在系统中应注意其何时发生动作。例如当接近开关的输出信号要作为PLC 的输人时,在编制程序时就应当注意两者的区别,以免负载发生误动作。
5 接近开关的响应频率接近开关的响应频率是指在1 秒的时间间隔内,允许接近开关动作的循环次数。不同的接近开关响应频率有很大的差别,即使是同一种接近开关,所使用的工作电压类型不同而响应频率也会有所区别。例如,Js30 型电容式接近开关直流(DC10-30V )二线/三线输出形式的响应频率为3oHz,而交流(ACZo一25OV) 二线输出类型的响应频率只能达到10Hz ; LB系列的电感式接近开关直流(DC10-3OV)三线型的其响应频率就可达到1000Hz 。可见,选择接近开关时应充分考虑接近开关的开关频率大小,尤其是当检测移动速度较快的物体时,如果所用接近开关的响应频率过小,就可能会检测不到物体的存在。
6 接近开关的使用环境要想使接近开关**可靠地工作,必须注意使用时的环境要求。应尽量避免耐腐蚀性差的接近开关在强酸或强碱的环境下使用。倘若在煤矿、水泥厂等有可能产生爆炸的场所,则应该选择防爆型的接近开关。对于受潮湿、灰尘、污染等因素影响比较大的接近开关,应当进行定期的维护保养。
一台上下料机械手上的一个TURCK NPN接近开关
损坏,该接近开关信号端连接在PLC的输入端子。由于备件没有NPN型号的接近开关,只有同参数的PNP接近开关,型号为:BI10一M30一AP6X,接线图见图1。
如果将该接近开关
接入到PLC的输入端子,输入信号检测不正确。我们通过在接近开关信号端和供电负极之间接一个电阻,避免了信号端处于悬空状态,即不是低电平就是高电平状态,接线图见图2。
该电阻理论上要求阻值越小越好,但是阻值太小则会对电源造成过大负担,另外阻值太小其功率要求也越高,所以我们选用了阻值为2.2 kf/,功率为0.5 W的金属膜电阻。
通过长时间的使用,信号稳定。
电源还是交流电源,是2 线式还是3 线式,是NPN 型还是PNP 型,是接通型还是分断型等。只有在反输人、被输人两方面的情况都搞清楚,才能确定接近开关的类型并决定电路的接法。
下面以直流3 线式为例介绍几种接法。
( I ) P 日二与接近开关连接之一此例Pu 二内部有负载电阻Rl 和限流电阻RZ ,并提供+24V 电源。因此选用集电极开路输出、NPN 型、接通(常开)型接近开关。见图1 。
低成本的光电接近开关电路原理图如图1所示,图1中的元件参数见附表。由555构成多谐振荡器,从③脚输出38kHz的方波信号。经vT1驱动红外发射管VD2向外发射频率为38kI-Iz红外调制信号。之所以选用38kHz的红外调制信号,是由于选用的红外接收头u1的频率响应为38kI-Iz(U1型号AT138B的“38”表示响应频率大小,其外观和引脚如图1右方所示)。当有障碍物靠近时,红外线反射回来被u1所接收,当接收到的红外信号足够强时输出(OUT)为低电平,否则为高电平。如果用5、,供电,输出(OUT)为T几电平可直接与微处理器相接。多谐振荡器的振荡频率计算公式为:t1=0.7(R1+R2)×C1;t2=O.7(R3+R4)×C1;f=1/(tl+t2)。
调试时使输出波形的占空比尽量为1:1,笔者经过试验发现只要占空比偏离1:1不太多则无所谓,但频率不要偏离38kHz太多,否则探测精度会下降,频率偏离太大时则U1根本没有相应。进过计算在R1、R3为1k时R2、R4调到880左右(实际有所偏差)。
红外发射管的发射功率可通过改变R5的阻值进行调节,发射管的发射电流大小决定了探测距离的大小。如果不需调节探测距离的大小,R5,R6可用一固定阻值的电阻代替。
红外接近开关 制作的关键并不在于电路,而是在结构上,特别是u1和VD2的位置不能随便放置。笔者把该红外接近开关做成探头状,把整个���路板安装在一根塑料管内,并引出三根导线:电源、地、输出(OUT)。U1、VD2放置在塑料管的前端,并用不透光的塑料片把U1、VD2隔开,为了防止VD2向旁边漏射出红外线可用黑色电胶布在VD2的周围绕一两圈,只让红外线从VD2的前方发出(电路板、隔光塑料片、U1、VD2可用硅胶进行固定),其结构如图2所示。
注意:不要忘了在VD2的周围用黑色绝缘胶布绕一两圈,只让红外线从VD2的前方射出,否则VD2从旁边漏射出红外线将直接到达u1,输出端(OUT)总为低电平,如图3所示。
该电路只要焊接无误,结构安排得当,不需要太多的调试(只要把多谐振荡器的振荡频率调到38kHz 即可),一试就能成功。制作结果表明:该红外接近开关不仅能探测到接近到探头一定距离的物体,还能识别出颜色的深浅(浅颜色的物体由于反光性较强其触发距离较远),而且所使用的元件都是市面上极易买到的,AT138B是红外接收头,如买不到可用同类产品(如HM383)代替