对射型光电开关如何连接PLC？资深工程师教你轻松实现自动化检测

• 时间：2025-09-15 18:36:03
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想象一下：一条高速运转的生产线上，一个关键包装盒漏检通过，导致整批次产品返工——问题根源竟是一颗传感器接线错误或信号未被PLC正确读取。在工业自动化领域，可靠且精准的物体检测是基石，而对射型光电开关配合PLC控制系统，正是实现这一目标的黄金组合。

一、 核心原理：光的“阻断”即信号

要理解接线，先明晰原理。对射型光电开关由独立分离的发射器和接收器组成：

• 发射器：持续发射一束红外光或可见光（通常不可见）。
• 接收器：对准发射器，时刻侦测是否接收到光束。
• 检测逻辑：当物体穿过发射器与接收器之间时，光束被物体遮挡，接收器收不到光信号，其内部电路状态立刻翻转。
• 输出信号：接收器根据遮挡状态，输出一个对应的开关量电信号（通常是高电平“1”或低电平“0”），这正是PLC能够识别和处理的语言。

其检测距离远、抗环境光干扰能力强、响应速度快的特点，使其在传送带物体到位检测、安全光幕、自动化门禁、物料计数等场景中不可替代。

二、 硬件连接：PLC输入点的桥梁

将对射型光电开关的信号可靠送入PLC，是功能实现的关键。主要步骤如下：

1. 供电是基础：

• 为光电开关的接收器（通常标有V+/Brown 和 V-/Blue） 提供其要求的工作电压（常见DC 12-24V）。务必严格遵循产品标签电压规格！
• PLC的传感器供电端子（如 +24V 和 0V/COM） 是常用电源来源。若PLC电源容量不足或需隔离，可使用独立开关电源。

1. 信号输出类型识别（核心！）：

• NPN型（常称“漏型输出”/Sinking Output）：
• 接收器信号输出线（常为黑色/Black）平时处于悬空或高阻态（无遮挡时）。
• 当物体遮挡光束时，输出线变为导通状态（低电平），相当于“拉低”到V-（0V）。
• PLC输入模块需配置为“源型输入”（Source Input）或接入公共端为+电压（如+24V）。此时，遮挡导致输出线连接PLC输入点与0V，形成回路，PLC输入点检测到低电平（通常为ON）。
• PNP型（常称“源型输出”/Sourcing Output）：
• 接收器信号输出线（黑色/Black）平时处于悬空或高阻态（无遮挡时）。
• 当物体遮挡光束时，输出线变为导通状态（高电平），相当于“提供”一个V+电压（如+24V）。
• PLC输入模块需配置为“漏型输入”（Sink Input）或接入公共端为0V。此时，遮挡导致输出线连接PLC输入点与+V，形成回路，PLC输入点检测到高电平（通常为ON）。

接线示意图（以DC 24V系统为例）：

• NPN光电开关 + 源型PLC输入：
  • 光电V+ (Brown) -> PLC +24V
  • 光电V- (Blue) -> PLC 0V (COM)
  • 光电输出 (Black) -> PLC输入点I0.0
  • PLC输入点公共端需接+24V（内部或外部连接）。
• PNP光电开关 + 漏型PLC输入：
  • 光电V+ (Brown) -> PLC +24V
  • 光电V- (Blue) -> PLC 0V (COM)
  • 光电输出 (Black) -> PLC输入点I0.0
  • PLC输入点公共端需接0V (COM)。

务必查阅你具体使用的光电开关手册和PLC输入模块手册，确认其输出/输入类型及接线端子定义。这一步错误是整个系统失效的最常见原因！

1. 输入通道连接：

• 将接收器的输出线（黑色/Black）连接到PLC输入模块的指定通道（如 I0.0, I0.1…）。
• 光电开关的信号地（V-/Blue）通常与PLC输入模块的公共端（COM / 0V） 相连（在供电步骤中已完成）。

三、 PLC软件配置与逻辑编程

硬件连接无误后，需要在PLC编程软件（如西门子TIA Portal、罗克韦尔Studio 5000、三菱GX Works等）中进行设置：

1. 定义输入点： 在硬件组态或符号表中，为连接光电开关的那个物理输入点（如 %I0.0）分配一个清晰的变量名， 例如 BoxDetected 或 SafetyBeam_Broken， 便于编程和调试。
2. 编写梯形图逻辑：

• 光电开关的输出状态直接映射到PLC的输入映像寄存器位。
• 根据光电开关的工作模式（常开NO/常闭NC） 和你的应用逻辑需求，在梯形图中使用对应的常开触点（—| |—）或常闭触点（—|/|—） 来表示该输入位的状态。
• 例如，假设你使用一个PNP型NO（常开）光电开关检测传送带上的盒子，希望检测到盒子时（遮挡，输出ON）启动推杆：
• 在梯形图一个梯级中：[输入点变量 (如 BoxDetected)] ---( )--- [输出线圈 (如 PushCylinder_Extend)]
• 如果用于安全门（光束被遮挡表示门打开，设备需停止），逻辑可能是：
• [安全光幕状态 (常闭NC触点表示“光路畅通”)] ---|/|--- (串联)--- [设备运行允许线圈] (光幕被遮挡->触点断开->运行线圈失电->设备停止)。

四、 应用与调试要点：提升可靠性

• 安装稳固与对准： 确保发射器和接收器牢固安装在支架上，并务必精确对准（很多型号有对齐指示灯）。震动或偏移会导致误动作。
• 有效检测距离： 物体尺寸必须足够遮挡光束。过小的物体可能无法可靠触发。
• 环境适应性：
• 灰尘/水雾/油污： 会严重衰减光束强度，选择防护等级（IP等级） 足够高（如IP67）的型号，并定期清洁透镜。
• **强环境光干扰