一种识别接近开关输出类型的装置

康涛

前言

卷烟封装设备使用的接近开关种类繁多，更换频率高。在更换或测试接近开关时，都要确认接近开关的输出类型，确认内容有传感器的NPN型或PNP型，及其常开或常闭。确认时需要两人配合，一人调整传感器与被测物的距离，一人利用万用表测量接近开关的输出电压，大多数情况下不能一人独立完成类型确认，而且需要检测人员有专业的理论知识根据输出结果进行判断，进而识别接近开关的类型，耗时较长，大大降低了设备效率。接近开关输出类型装置的研制很好地解决了上述问题。

系统基本组成

该装置的硬件及功能主要由以下几部分组成：首先将被测接近开关的输出信号通过装置面板上的弹簧接线座引入继电器组，将信号转换为PLC可以识别处理的信号，通过PLC编辑的程序进行运算分析，最终通过MPI通讯协议将结果从PLC输出到人机界面上。

 

被测接近开关信号的接入

电源按钮为整个装置的电源总开关，利用AC/DC开关电源，将交流220V转换为直流24V为整个装置供电。

复位按钮对PLC内的程序及人机界面显示信息进行复位，用于结束本次测量和开始下次测量。

弹簧接线座是将被测接近开关的电源和输出信号依据弹簧接线座接线要求接入装置，使用弹簧接线座的优点是接线简单易操作，比常规接线端子接线速度提升80%。

测试点为带状态指示灯自复位式按钮，压下后按钮周围状态灯点亮，同时输出+24V到PLC输入端子I0.0，按钮抬起，状态指示灯熄灭输出断开。

完成被测接近开关接线后，将被测接近开关的检测面在测试点正上方上下缓慢移动，在向下移动的过程中使测试点指示灯亮起为下降到位，保持该状态大于1S，然后向上移动大于3CM，反复此操作三次，即可完成被测接近开关输出信号的接入。

继电器组数据转换

由于接近开关的输出类型不同，有可能输出高电位也有可能输出低电位，在没有负载的情况下也有可能悬空，所以要引入继电器组，

将不同信号通过继电器转换成+24V接入PLC相应的输入点。

继电器组的控制原理：将被测接近开关的输出信号接入控制箱内的两个中间继电器组成的控制线路，当被测接近开关为NPN型时，其输出为0V，中间继电器J1的线圈得电，中间继电器J1常闭触点断开，实现与中间继电器J2的互锁功能，中间继电器J1的常开触点闭合，将+24V信号送入PLC的输入端子I0.1；当被测接近开关为PNP型时，其输出为+24V，中间继电器J2的线圈得电，中间继电器J2常闭触点断开，实现与中间继电器J1的互锁功能，中间继电器J2的常开触点闭合，将24V信号送入PLC的输入端子I0.2。

继电器组电路原理图

PLC数据运算分析

利用STEP7-MicroWin对PLC进行程序编写，程序步骤如下：

将被测接近开关的输出信号与测试点的信号进行比较，比较判断依据如下表所示：

I0.0	I0.1	I0.2	I0.0	I0.1	I0.2	被测接近开关类型
0	0	0	1	1	0	NPN常开型
0	1	0	1	0	0	NPN常闭型
0	0	0	1	0	1	PNP常开型
0	0	1	1	0	0	PNP常闭型
I0.1和I0.2不随I0.0的变化而变化						输出状态无变化

“1”表示有+24V输入，“0”表示没有信号输入。

反复测试比较三次，三次判断的结果一致，则最终确定被测接近开关的输出类型，并在相应的输出点输出高电位；三次判断的结果不一致，无输出，须重新测试；测试的过程中I0.1和I0.2的状态均不随I0.0状态的变化而变化，则显示输出状态无变化，这种情况可以判定被测接近开关故障。测试三次的目的是防止外部因素干扰或者因误操作导致的最终结果不准确。

人机界面数据输出

首先，利用SIMATIC WinCC flexible组态软件制作人机画面；其次，将PLC各输出点与人机界面的各指示灯建立连接；再次，通过以太网接口将项目下载至人机界面中，再次，利用PROFIBUS-DP总线连接器将PLC与人机界面连接；最后，PLC与人机界面通过MPI通讯协议传输数据，从而将接近开关的输出类型直观的显示在画面上。

结语

该装置的使用，实现了卷烟封装设备常用接近开关的单人、快速分类识别，提高了设备维修效率，降低了维修人力成本。