光电开关在自动化生产线上的应用技巧

王海东　王文堂　杨建昌

（安彩高科股份有限公司，河南 安阳，455000）

光电开关在自动化生产线上的应用技巧

王海东王文堂杨建昌

（安彩高科股份有限公司，河南 安阳，455000）

本文重点阐述光电开关在自动化生产线上的应用技巧，介绍其在自动化生产线上的多种应用和组合，以及不同型号光电开关如何替代等实际问题。本文阐述的光电开关应用技巧同样适用接近开关。

光电开关；接法；转换电路；串联；并联；替代

光电开关作为自动控制的关键电气元件，广泛应用于工业生产线上，在生产中起定位、检测、判断、限位等作用。光电开关一旦故障，将出现无法定位、检测失灵、判断错误、超限过载等故障。因此，在生产线上很多重要工序和设备重要部位，采用光电开关串联、并联接入PLC中，实现双重保护。同时，由于生产线上光电开关型号繁多，质量参差不一，因此，难免会出现某类型光电开关损耗殆尽，而又无库存备件可换的问题，此时利用不同型号光电开关电路转换的方法可很快解决这一难题。

1　光电开关的类型及其与PLC的接线方式

1.1光电开关的类型

按信号输出极性分类，光电开关分为PNP型、NPN型、PNP型+NPN型双输出三种类型。本文以常见的PNP型和NPN型直流24V常开光电开关为例。其工作原理如下：

NPN型：接通时是低电平输出，即信号线输出低电平（通常为0V）。

PNP型：接通时是高电平输出，即信号线输出高电平（通常为24V）。

1.2光电开关与PLC接线

PLC输入模块电路类型分为源型输入和漏型输入，分别适用于光电开关的PNP和NPN型。光电开关与PLC接线前，务必确定PLC的输入电路类型及光电开关的输出极性，否则会造成PLC或光电开关电路烧毁等严重后果。

1.2.1漏型输入PLC和NPN型光电开关的接线

漏型输入PLC输入侧为共阳极电路，此时，电流从PLC公共端COM点流入，而从输入端子流出，即PLC的公共端外接DC24V电源的正极。PLC输入端子上导通时为负信号，即低电平输入，所以必须接NPN型光电开关。

1.2.2 源型输入PLC和PNP型光电开关的接线

源型输入PLC输入侧共阴极电路，此时，电流从PLC输入端子流入，而从公共端COM点流出，即PLC的公共端外接DC24V电源的负极。PLC输入端子上导通时为正信号，即高电平输入，所以必须接PNP型光电开关。

2　光电开关的串联、并联、混联

光电开关一般采用集成电路技术和SMT表面制作工艺，具有体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快等优点，但有时也会因受到强磁干扰或外来光源等而产生误动作，特别是在生产线上的关键部位，设置一个光电开关有时仍不能满足安全和稳定性要求。此时，就需要采用多个光电开关的串联、并联、混联。如在光伏玻璃双面镀膜生产线出炉段回转轨道上，为了确保吊篮停止定位及时准确，防止越位，需要用到光电开关串联，在上下料小车上，为确保小车内有吊篮运行时稳定，应用了光电开关并联，通过多个光电开关不同的连接方式，确保设备的安全和稳定性运行要求。

2.1直流光电开关的串联和并联

串联：将A开关正极接电源正极，A开关信号线接B开关正极，AB两开关负极仍接电源负极，实现两开关同时动作才触发信号。

并联：将AB开关正极接电源正极，负极均接电源负极，信号线合并引出，实现两开关任一动作就能触发信号。

2.2机械开关与光电开关的混联

机械开关和（两线式）光电开关的混联，既避免了机械开关触点频繁通断后接触不良的缺点，又利用了光电开关电子触发精准通断的优点，实现手动和自动控制的完美结合。

3　NPN和PNP光电开关的替代转换

以NPN（NO）型光电开关替代PNP（NO型）光电开关为例，当PNP开关导通时，信号线输出24VDC。而当NPN开关导通时，信号线输出0V。当用NPN开关替代PNP开关时，必须保证信号线输出直流24V。引入中间转换继电器，将继电器线圈负极接NPN开关信号线，线圈正极接电源正极，同时将继电器上一组开点接电源正极，代替PNP开关信号线，当NPN开关导通，继电器线圈即得电ON，转换信号线上便输出24V，实现信号转换和开关替代。

4　光电开关常见故障及排除方法

4.1通电检测无信号输出

检查电源电压和产品标注电压是否相符，极性是否接反；检查输出信号线是否与电源短路，检查电源线和信号线是否接线错误（PNP型+NPN型双输出光电开关棕、蓝为电源线，黑、白为输出信号线。）

4.2工作时信号误触发

检查并调整开关灵敏度；检查开关附近是否有强磁辐射、浪涌电流较大的电气设备，必要时使用屏蔽线或穿管敷设开关线；检查是否有外来强光和侧光源；检查开关感应面是否有异物，及时擦拭干净。

5　总结

通过对光电开关与PLC输入模块类型的对应分析，以及光电开关在不同场合的连接方式和光电开关替代转换方法分析，可以扩大光电开关在现实中的应用，同时也使其在生产线上应用更稳定可靠。文中阐述的光电开关的各种应用技巧同样适用于接近开关。

（References）

［1］ 邓重一.光电开关原理及应用 ［J］.传感器世界，2003（12）：19-22.

王海东（1984-），男，河南安阳人，本科，电气工程师，研究方向：机电一体化