梯形图编程基础，常闭型光电开关的应用与接线方法

• 时间：2025-10-12 02:01:21
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设备莫名其妙停机？传送带上的物料检测突然失灵？控制柜里蓝光闪烁，问题却难以定位？许多工业现场故障的根源，竟藏匿于一个常被忽略的细节——PLC梯形图中常闭型光电开关的逻辑表达与物理接线的微妙关系。

光电开关的”常闭”本质 光电开关通过光束感知目标是否存在。

• 常开型（NO）：无遮挡时，输出端断开（OFF）；遮挡时，输出端导通（ON）。
• 常闭型（NC）：无遮挡时，输出端导通（ON）；遮挡时，输出端断开（OFF）。

核心重点：PLC输入模块的”所见即所得” PLC输入模块检测的是其接线端子上的电压状态：

• 当端子接收到有效电压（如24V+），模块内部电路闭合，将该点状态报告给CPU为 ON (或 1 / True)。
• 当端子未接收到有效电压（0V或悬空），模块内部电路断开，报告为 OFF (或 0 / False)。

常闭(NC)光电开关的物理行为与PLC输入状态

1. 正常状态（无遮挡）：NC开关内部导通。若其棕色线接24V+，蓝色线接0V，则当蓝色线连接到PLC输入点X0时，X0端子接收到的是导通后的0V（低电平）。
2. 触发状态（有遮挡）：NC开关内部断开。X0端子此时因内部断开而呈现为悬空状态（或通过模块内部上拉电阻获得高电平）。

PLC输入模块看到的信号与光电开关的输出状态是反相的：

• 光电开关输出ON（导通）-> 输入端子得低电平 -> PLC看到OFF
• 光电开关输出OFF（断开）-> 输入端子得高电平 -> PLC看到ON

梯形图中的逻辑转换：物理信号与编程思维的桥梁 工程师在梯形图中关心的常是“光电开关是否被触发（遮挡）” 这一事件：

• 对于常开（NO） 开关，遮挡时物理输出ON -> PLC输入点ON。编程时直接使用对应的输入触点（如 X0） 代表”遮挡发生”。
• 对于常闭（NC） 开关，遮挡时物理输出OFF -> PLC输入点OFF。要表达”遮挡发生”这一事件，必须使用该输入点的常闭触点（如 -]/[- X0）。

错误根源：混淆物理开关状态与事件逻辑

• 错误操作： 误以为使用NC开关时，”输出ON代表正常”，便在梯形图中使用常开触点(X0)，意图在”正常时导通”。
• 灾难性后果：
• 设备运行时，NC开关无遮挡，输出ON，PLC输入X0为OFF。此时梯形图中的常开触点X0处于断开状态（OFF）。
• 一旦开关被遮挡或有故障断开，输出变为OFF，PLC输入X0变为ON。此时梯形图中常开触点X0神奇地闭合了！这可能导致设备在*最需要停止或报警时*反而错误启动或旁路安全逻辑。

安全回路中的NC开关价值与应用 NC开关因其故障安全特性，在关键安全回路中备受青睐：

1. 安全门监控： 门关上时，NC按钮或限位开关被压住（物理导通->PLC输入OFF）。梯形图中使用该点的常开触点串联在安全回路中。门关上时触点ON，允许运行。

• 门一打开，开关弹开（物理断开->PLC输入ON），梯形图中常开触点断开（OFF），立即切断安全回路停止设备。
• 若接线断开，效果等同于门被打开（PLC输入ON->触点OFF->停机），符合安全原则。

1. 急停按钮： 绝大多数急停按钮采用NC触点。未按下时导通（PLC输入OFF），梯形图中用其常开触点串联在主回路。按下急停，触点物理断开（PLC输入ON），梯形图中常开触点断开（OFF），切断主回路。

• 急停回路断线也会导致PLC输入ON->触点OFF->停机，最大程度保障安全。

正确接线与编程黄金法则

1. 聚焦状态变化事件： 明确梯形图中需要响应的核心事件（如”物体到达”、”安全门打开”、”急停按下”）。
2. NC开关的梯形图触点：

• 若要该事件发生时使能逻辑，必须使用该输入点的常闭触点（-]/[-）。
• 若要该事件不发生（即安全状态）时使能逻辑，则使用常开触点（-| |-）。

1. 物理信号层面理解： 时刻牢记PLC看到的是其输入端子的电平状态（高=ON, 低=OFF），而非光电开关输出端子的原始定义。接线错误（如将NC的蓝线误接24V+）会彻底颠覆逻辑。
2. 强制性的标注： 在IO分配表、接线图、梯形图注释中，清晰注明每个传感器是NO还是NC类型。这是避免后期维护灾难的关键。

案例： 自动包装线的进料检测使用NC型对射式光电开关。设计要求：当纸箱遮挡光束（触发）时，应停止传送带。梯形图逻辑应为：当检测开关触发（遮挡）时，驱动传送带电机的输出Y0应立即复位（OFF）。

• 物理状态： 遮挡 -> NC开关输出OFF -> PLC输入点状态变为ON。
• 梯形图实现： -|/|- [X0] —( Y0 )。 当X0变为ON（遮挡发生）时，其常闭触点打开，线圈Y0失电，传送带停止。完全符合设计意图。

在工业自动化领域，毫厘之差可能导致生产线瘫痪甚至安全事故。真正的高手往往胜在基础逻辑的极致打磨。深刻理解传感器物理特性、PLC输入机制与梯形图符号之间的精准映射，能让控制系统在无声之处构筑起最坚固的稳定防线——下一次排查疑难杂症时，不妨先审视那枚常闭开关在梯形图中触点形态，或许答案就在眼前。