تفاوت سنسورهای PNP و NPN یکی از نکات مهم در انتخاب و سیم‌کشی سنسورهای صنعتی است. این دو نوع سنسور ممکن است از نظر ظاهر، فاصله تشخیص و ولتاژ تغذیه کاملاً شبیه باشند؛ اما تفاوت در نحوه عملکرد خروجی آن‌ها می‌تواند باعث شود یک سنسور به‌درستی به PLC فرمان بدهد و سنسور دیگر با همان اتصال کار نکند.
تفاوت اصلی این است که سنسور PNP هنگام فعال شدن خروجی خود را به ولتاژ مثبت تغذیه متصل می‌کند، درحالی‌که سنسور NPN خروجی را به سمت صفر ولت می‌کشد. بنابراین انتخاب بین آن‌ها بیش از هر چیز به نوع ورودی PLC و نحوه سیم‌کشی مدار کنترل بستگی دارد.
در این مقاله، تفاوت PNP و NPN، روش سیم‌بندی سنسورهای سه‌سیمه، اتصال به PLC، نحوه تشخیص نوع خروجی و نکات انتخاب سنسور مناسب را بررسی می‌کنیم.
سنسور PNP و NPN چیست؟
PNP و NPN دو نوع خروجی ترانزیستوری هستند که در سنسورهای صنعتی جریان مستقیم استفاده می‌شوند. وظیفه سنسور، تشخیص یک وضعیت مانند حضور قطعه، رسیدن جسم به موقعیت مشخص یا عبور محصول از مقابل حسگر است. سپس مدار الکترونیکی سنسور، وضعیت تشخیص را از طریق خروجی به کنترل‌کننده منتقل می‌کند.
تفاوت PNP و NPN به روش سوئیچ کردن خروجی الکتریکی مربوط می‌شود، نه لزوماً به فناوری تشخیص سنسور.
به همین دلیل، ممکن است دو سنسور القایی از نظر قطر بدنه، فاصله تشخیص و نوع نصب یکسان باشند، اما یکی خروجی PNP و دیگری خروجی NPN داشته باشد.
این نوع خروجی‌ها در سنسورهای القایی، خازنی، نوری و برخی سنسورهای دیگر دیده می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با تفاوت فناوری تشخیص، می‌توانید مقاله تفاوت سنسور خازنی و القایی را مطالعه کنید.
سنسور PNP چگونه کار می‌کند؟
سنسور PNP دارای خروجی مثبت یا تأمین‌کننده جریان است که به آن Sourcing Output گفته می‌شود.
در یک سنسور سه‌سیمه PNP با خروجی نرمال باز، هنگامی که سنسور جسم موردنظر را تشخیص می‌دهد، مدار خروجی فعال می‌شود و سیم خروجی به ولتاژ مثبت تغذیه متصل می‌گردد.
برای مثال، اگر سنسور با تغذیه ۲۴ ولت DC کار کند، در زمان فعال شدن، ولتاژ خروجی آن نسبت به صفر ولت معمولاً به مقداری نزدیک ۲۴ ولت می‌رسد.
در این حالت، جریان از خروجی سنسور به سمت بار یا ورودی PLC حرکت می‌کند و از طریق مسیر برگشت به صفر ولت می‌رسد.
بنابراین سنسور PNP برای مدارهایی مناسب است که ورودی کنترل‌کننده بتواند جریان دریافتی از خروجی سنسور را به صفر ولت برگرداند.
سنسور NPN چگونه کار می‌کند؟
سنسور NPN دارای خروجی کشنده جریان به صفر ولت یا Sinking Output است.
در یک سنسور سه‌سیمه NPN با خروجی نرمال باز، هنگام تشخیص جسم، ترانزیستور خروجی فعال شده و سیم خروجی را به صفر ولت متصل می‌کند.
در نتیجه، جریان از سمت مثبت منبع تغذیه، از طریق بار یا ورودی PLC عبور کرده و به کمک خروجی سنسور به سمت صفر ولت بازمی‌گردد.
برای نمونه، در مدار ۲۴ ولت DC، هنگام فعال شدن خروجی NPN، ولتاژ سیم سیگنال نسبت به صفر ولت معمولاً به مقداری نزدیک صفر می‌رسد.
توجه داشته باشید که خروجی NPN الزاماً ولتاژ منفی تولید نمی‌کند؛ بلکه در مدارهای رایج، مسیری به سمت صفر ولت ایجاد می‌کند.
جدول تفاوت سنسور PNP و NPN
جدول زیر مهم‌ترین تفاوت‌های این دو خروجی را در سنسورهای سه‌سیمه جریان مستقیم نشان می‌دهد.
| ویژگی | سنسور PNP | سنسور NPN |
| نوع خروجی | مثبت یا Sourcing | کشنده به صفر ولت یا Sinking |
| وضعیت خروجی فعال | نزدیک ولتاژ مثبت تغذیه | نزدیک صفر ولت |
| مسیر جریان | از سنسور به سمت بار | از بار به سمت سنسور |
| محل اتصال بار | بین خروجی و صفر ولت | بین مثبت منبع و خروجی |
| ورودی PLC سازگار | ورودی Sinking | ورودی Sourcing |
| اتصال مشترک معمول PLC | صفر ولت | مثبت تغذیه |
| ولتاژ تغذیه | وابسته به مدل سنسور | وابسته به مدل سنسور |
| امکان خروجی NO و NC | دارد | دارد |
| کاربرد | سیستم‌های دارای ورودی سازگار با PNP | سیستم‌های دارای ورودی سازگار با NPN |
نکته مهم این است که نمی‌توان سنسور PNP را ذاتاً دقیق‌تر، سریع‌تر یا باکیفیت‌تر از NPN دانست. دقت تشخیص، سرعت پاسخ، فاصله حسگری و مقاومت محیطی به طراحی و مشخصات مدل سنسور بستگی دارند.
سیم‌بندی سنسورهای PNP و NPN سه سیمه
سنسورهای سه‌سیمه DC از رایج‌ترین مدل‌ها در اتوماسیون صنعتی هستند. این سنسورها معمولاً دو سیم برای تغذیه و یک سیم برای ارسال سیگنال خروجی دارند.
در بسیاری از سنسورهای صنعتی، رنگ‌بندی سیم‌ها به صورت زیر است:
| رنگ سیم | وظیفه |
| قهوه‌ای | مثبت تغذیه (+V) |
| آبی | صفر ولت (0V) |
| مشکی | سیگنال خروجی |
این رنگ‌بندی در هر دو نوع PNP و NPN متداول است. بنابراین رنگ سیم‌ها به‌تنهایی نشان نمی‌دهد که سنسور PNP است یا NPN.
همچنین در سنسورهای دارای کانکتور، باید شماره پایه‌ها و عملکرد هر پایه را با نقشه سازنده تطبیق داد. در کانکتورهای متداول M12، پایه ۱ اغلب مثبت تغذیه، پایه ۳ صفر ولت و پایه ۴ خروجی اصلی است؛ اما این آرایش را نباید بدون بررسی مستندات همان محصول قطعی دانست.
نحوه سیم‌بندی سنسور PNP سه سیمه
برای درک این روش، یک سنسور PNP نرمال باز با تغذیه ۲۴ ولت DC را در نظر بگیرید.
اتصالات معمول مدار عبارت‌اند از:
- سیم قهوه‌ای سنسور را به مثبت منبع تغذیه ۲۴ ولت وصل کنید.
- سیم آبی را به صفر ولت منبع متصل کنید.
- سیم مشکی را به ورودی دیجیتال سازگار PLC متصل کنید.
- ترمینال مشترک گروه ورودی PLC را مطابق نقشه ماژول، به صفر ولت وصل کنید.
پس از تشخیص جسم، خروجی سنسور فعال می‌شود و جریان از مثبت منبع، از طریق مدار خروجی سنسور و ورودی PLC، به صفر ولت برمی‌گردد.
مسیر جریان در این مدار:
مثبت ۲۴ ولت ← سنسور PNP ← ورودی PLC ← صفر ولت
در این پیکربندی، کارت ورودی PLC از نوع Sinking است.
نحوه سیم‌بندی سنسور NPN سه‌سیمه
سنسور NPN نیز معمولاً از همان سه سیم تغذیه و سیگنال استفاده می‌کند؛ اما تفاوت در مسیر جریان و اتصال مشترک ورودی PLC است.
در یک مدار متداول با منبع ۲۴ ولت DC:
- سیم قهوه‌ای سنسور به مثبت منبع تغذیه متصل می‌شود.
- سیم آبی به صفر ولت متصل می‌شود.
- سیم مشکی به ورودی دیجیتال سازگار PLC وصل می‌شود.
- ترمینال مشترک گروه ورودی PLC مطابق نقشه ماژول، به مثبت ۲۴ ولت متصل می‌شود.
زمانی که سنسور جسم را تشخیص می‌دهد، خروجی NPN مسیر عبور جریان به سمت صفر ولت را برقرار می‌کند و ورودی PLC می‌تواند وضعیت فعال را تشخیص دهد.
مسیر جریان در این مدار:
مثبت ۲۴ ولت ← ورودی PLC ← خروجی سنسور NPN ← صفر ولت
در این پیکربندی، ورودی PLC از نوع Sourcing است.
تفاوت Sinking و Sourcing در اتصال سنسور به PLC
اصطلاحات Sinking و Sourcing از مهم‌ترین مفاهیم سیم‌کشی ورودی‌های دیجیتال PLC هستند.
Sourcing به معنی تأمین جریان برای بار و Sinking به معنی دریافت جریان و فراهم کردن مسیر بازگشت آن است.
نکته‌ای که گاهی باعث اشتباه می‌شود این است که نوع خروجی سنسور و نوع ورودی PLC باید مکمل یکدیگر باشند.
- سنسور PNP با خروجی Sourcing به ورودی PLC از نوع Sinking متصل می‌شود.
- سنسور NPN با خروجی Sinking به ورودی PLC از نوع Sourcing متصل می‌شود.
برای مثال، تصور کنید در یک خط تولید، سنسور القایی وظیفه تشخیص رسیدن یک قطعه فلزی به محل مشخصی را بر عهده دارد. اگر ورودی PLC به‌گونه‌ای طراحی شده باشد که سیگنال مثبت ۲۴ ولت را دریافت کند و جریان را به صفر ولت برگرداند، سنسور PNP انتخاب متداول و سازگار خواهد بود.
اما اگر ماژول ورودی جریان را از سمت مثبت تغذیه تأمین کند و برای فعال شدن به مسیر بازگشت به صفر ولت نیاز داشته باشد، سنسور NPN مناسب است.
در بعضی PLCها می‌توان نحوه اتصال مشترک ورودی‌ها را تغییر داد تا گروه ورودی با خروجی PNP یا NPN سازگار شود. بااین‌حال، این قابلیت در تمام ماژول‌ها وجود ندارد و ممکن است چندین ورودی یک COM مشترک داشته باشند.
برای آشنایی با نقش کنترل‌کننده‌ها در سامانه‌های صنعتی، مقاله اتوماسیون صنعتی چیست؟ نیز می‌تواند مفید باشد.
تفاوت PNP و NPN با NO و NC چیست؟
یکی از اشتباهات رایج در انتخاب سنسور، یکسان دانستن PNP و NPN با نرمال باز (NO) و نرمال بسته (NC) است.
این اصطلاحات به دو ویژگی متفاوت اشاره می‌کنند:
- PNP و NPN: مشخص می‌کنند خروجی الکتریکی چگونه سوئیچ می‌شود.
- NO و NC: مشخص می‌کنند خروجی در وضعیت عادی، پیش از برقراری شرط تشخیص، چه حالتی دارد.
برای مثال، در یک سنسور نرمال باز (NO)، خروجی معمولاً زمانی فعال می‌شود که هدف موردنظر تشخیص داده شود. در سنسور نرمال بسته (NC)، خروجی در وضعیت عادی فعال است و با تشخیص هدف غیرفعال می‌شود.
بنابراین هر چهار ترکیب PNP NO، PNP NC، NPN NO و NPN NC امکان‌پذیر هستند.
| نوع سنسور | بدون تشخیص جسم | هنگام تشخیص جسم |
| PNP NO | خروجی غیرفعال | خروجی به سمت مثبت تغذیه فعال می‌شود |
| PNP NC | خروجی به سمت مثبت تغذیه فعال است | خروجی غیرفعال می‌شود |
| NPN NO | خروجی غیرفعال | خروجی به سمت صفر ولت فعال می‌شود |
| NPN NC | خروجی به سمت صفر ولت فعال است | خروجی غیرفعال می‌شود |
در این جدول، منظور از فعال یا غیرفعال بودن، وضعیت سوئیچ الکترونیکی خروجی است؛ نه الزاماً ولتاژی که در حالت غیرفعال با مولتی‌متر دیده می‌شود.
چگونه تشخیص دهیم سنسور PNP است یا NPN؟
اگر نوشته روی بدنه سنسور پاک شده یا مشخصات دقیق آن در دسترس نباشد، تشخیص نوع خروجی اهمیت زیادی پیدا می‌کند؛ به‌ویژه زمانی که قرار است سنسور معیوب با نمونه جدید جایگزین شود.
بررسی پلاک و کد مدل سنسور
مطمئن‌ترین روش تشخیص، بررسی شماره مدل کامل و برگه مشخصات فنی سازنده است.
ممکن است دو سنسور از یک سری تولید، ظاهر و ابعاد کاملاً مشابهی داشته باشند، اما پسوند شماره مدل آن‌ها نشان‌دهنده خروجی متفاوت باشد.
در برگه مشخصات باید عبارت‌هایی مانند PNP Output، NPN Output، Sourcing یا Sinking و همچنین وضعیت NO یا NC را بررسی کرد.
تشخیص با نقشه سیم‌بندی روی بدنه
در بسیاری از سنسورها، نقشه کوچکی روی بدنه یا برچسب آن چاپ شده است.
اگر در نقشه، بار بین خروجی و صفر ولت قرار گرفته باشد، مدار معمولاً متعلق به خروجی PNP است. در مقابل، اگر بار بین مثبت تغذیه و خروجی قرار داشته باشد، مدار معمولاً به سنسور NPN مربوط می‌شود.
این روش برای تشخیص سنسورهایی که نام PNP یا NPN روی آن‌ها درج نشده نیز کاربرد دارد.
تشخیص سنسور PNP و NPN با مولتی‌متر
در شرایطی که پلاک و نقشه مشخص نیست، تکنسین واجد صلاحیت می‌تواند نوع خروجی را با یک مدار آزمایش مناسب و مولتی‌متر بررسی کند.
ابتدا باید تغذیه صحیح سنسور، مشخصات خروجی و وجود بار سازگار مشخص شود. سپس در شرایط ایمن، ولتاژ خروجی هنگام فعال شدن سنسور اندازه‌گیری می‌شود.
در یک مدار سه‌سیمه متداول:
- PNP: هنگام فعال شدن خروجی، ولتاژ بین سیم مشکی و آبی معمولاً نزدیک ولتاژ مثبت تغذیه است.
- NPN: هنگام فعال شدن خروجی، ولتاژ بین سیم مشکی و آبی معمولاً نزدیک صفر ولت است.
برای تشخیص مطمئن باید ولتاژ را در هر دو حالت فعال و غیرفعال و در حضور یک بار یا ورودی سازگار بررسی کرد.
توجه داشته باشید که ولتاژ سیم خروجی در حالت غیرفعال ممکن است شناور یا تحت تأثیر مدار ورودی باشد. بنابراین اندازه‌گیری بدون بار به‌تنهایی روش قطعی تشخیص نوع سنسور نیست.
از اتصال مستقیم سیم خروجی به مثبت یا منفی تغذیه برای آزمایش خودداری کنید؛ زیرا چنین کاری ممکن است باعث اتصال کوتاه و آسیب به سنسور شود.
آیا می‌توان سنسور PNP را به‌جای NPN استفاده کرد؟
در حالت کلی، سنسورهای PNP و NPN جایگزین مستقیم یکدیگر نیستند.
حتی اگر هر دو سنسور دارای ولتاژ تغذیه ۲۴ ولت، فاصله تشخیص یکسان و اتصال مشابه باشند، ممکن است نوع خروجی آن‌ها با کارت PLC موجود سازگار نباشد.
برای جایگزینی سنسور باید ابتدا نوع ورودی PLC و نحوه اتصال مشترک آن بررسی شود.
اگر ماژول ورودی از هر دو آرایش پشتیبانی کند، ممکن است با تغییر اصولی سیم‌بندی یا پیکربندی بتوان نوع سنسور را تغییر داد. در غیر این صورت، استفاده از یک رله واسط یا مبدل سیگنال مناسب، با رعایت مشخصات الکتریکی، می‌تواند راهکار دیگری باشد.
در این شرایط باید زمان پاسخ، جریان موردنیاز، ایزولاسیون و منطق NO/NC نیز بررسی شوند. به‌خصوص در ماشین‌آلات سریع، استفاده از رله مکانیکی ممکن است به دلیل تأخیر عملکرد و محدودیت تعداد سوئیچینگ مناسب نباشد.
بهتر است هنگام تعویض، سنسوری با همان نوع خروجی و مشخصات کنترلی سنسور قبلی انتخاب شود؛ مگر اینکه تغییر در طراحی مدار عمداً انجام شده باشد.
سنسور PNP بهتر است یا NPN؟ راهنمای انتخاب
هیچ‌یک از این دو خروجی را نمی‌توان برای تمام کاربردها بهتر دانست. انتخاب صحیح به سازگاری سنسور با تجهیزات کنترلی و شرایط کاری بستگی دارد.
۱. نوع ورودی PLC را بررسی کنید
اولین معیار، نوع کارت ورودی دیجیتال و نحوه اتصال مشترک آن است.
اگر کارت ورودی از نوع Sinking باشد، سنسور PNP معمولاً انتخاب مناسب است. اگر کارت از نوع Sourcing باشد، باید به سراغ سنسور NPN بروید.
در صورت استفاده از ماژول‌های قابل‌تنظیم، نحوه اتصال تمام ورودی‌های دارای COM مشترک باید بررسی شود.
۲. فناوری تشخیص سنسور را مشخص کنید
اگر هدف، تشخیص قطعات فلزی باشد، سنسور القایی می‌تواند گزینه مناسبی باشد.
برای تشخیص مواد مختلف مانند پلاستیک، پودر یا مایعات در شرایط مشخص، سنسور خازنی کاربرد دارد. همچنین برای تشخیص عبور اجسام از مقابل حسگر در خطوط بسته‌بندی، استفاده از سنسور نوری رایج است.
برای بررسی دقیق‌تر این فناوری می‌توانید مقاله سنسور فتو الکتریک چیست؟ را مطالعه کنید.
۳. ولتاژ تغذیه و مشخصات خروجی را کنترل کنید
بسیاری از سنسورهای سه‌سیمه صنعتی با تغذیه DC کار می‌کنند؛ اما محدوده ولتاژ مجاز در تمام مدل‌ها یکسان نیست.
علاوه بر ولتاژ تغذیه، حداکثر جریان خروجی، افت ولتاژ در حالت فعال، جریان نشتی و سطح تحریک ورودی PLC نیز اهمیت دارند.
اتصال سنسور به باری که جریان بیشتری از ظرفیت خروجی آن نیاز دارد، می‌تواند باعث اختلال یا آسیب به تجهیز شود.
۴. وضعیت NO یا NC را انتخاب کنید
نوع PNP یا NPN به‌تنهایی مشخص نمی‌کند خروجی چه زمانی فعال می‌شود.
برای مثال، در یک کاربرد شمارش قطعات ممکن است خروجی NO مناسب باشد؛ اما در یک مدار دیگر، منطق NC موردنیاز باشد.
این انتخاب باید با منطق برنامه کنترل و شرایط عملکرد عادی دستگاه هماهنگ باشد. در مدارهای ایمنی، استفاده از سنسور معمولی NO یا NC به‌تنهایی به معنی ایجاد یک سامانه ایمن نیست.
۵. فاصله تشخیص و زمان پاسخ را بررسی کنید
فاصله تشخیص سنسور باید با محل نصب و جنس جسم متناسب باشد.
همچنین اگر قطعات با سرعت زیاد از مقابل حسگر عبور می‌کنند، زمان پاسخ و فرکانس سوئیچینگ سنسور اهمیت پیدا می‌کند.
سنسوری با خروجی صحیح PNP یا NPN، اما سرعت پاسخ نامناسب، ممکن است در شمارش قطعات سریع دچار خطا شود.
۶. نوع اتصال و شرایط محیطی را در نظر بگیرید
سنسورها در مدل‌های کابلی و کانکتوری تولید می‌شوند. هنگام تعویض باید نوع کانکتور، تعداد پایه‌ها، طول کابل، ابعاد بدنه و روش نصب بررسی شوند.
همچنین درجه حفاظت در برابر آب و گردوغبار، دمای کاری، لرزش و شرایط محیط نصب در انتخاب سنسور مؤثرند.
جدول انتخاب سریع سنسور PNP یا NPN
| شرایط مدار یا کاربرد | انتخاب پیشنهادی |
| ورودی PLC از نوع Sinking است | سنسور PNP |
| ورودی PLC از نوع Sourcing است | سنسور NPN |
| نوع کارت ورودی مشخص نیست | بررسی دیتاشیت و نقشه PLC پیش از خرید |
| جایگزینی سنسور قدیمی | تطبیق خروجی و مشخصات مدل قبلی |
| تشخیص قطعات فلزی | سنسور القایی با خروجی سازگار |
| تشخیص اجسام روی نوار نقاله | سنسور نوری با خروجی و سرعت پاسخ مناسب |
| استفاده از سنسور با خروجی متفاوت | بررسی امکان تغییر سیم‌بندی یا استفاده از واسط |
نمونه کاربرد سنسورهای PNP و NPN در صنعت
برای انتخاب کاربردی، فرض کنید قرار است دو سنسور در یک خط تولید نصب شوند: یکی برای تشخیص ورود قطعه فلزی و دیگری برای تشخیص عبور محصول از روی نوار نقاله.
برای تشخیص قطعه فلزی، یک سنسور مجاورتی القایی مناسب است. اگر ورودی PLC از نوع Sinking باشد، می‌توان یک سنسور القایی PNP با محدوده تشخیص، ولتاژ تغذیه و ابعاد مناسب انتخاب کرد.
برای نمونه، سنسور مجاورت القایی IME30-15BPSZCOS در پیکاتک با خروجی PNP نرمال باز معرفی شده است.
از طرف دیگر، برای یک سیستم دارای ورودی Sourcing می‌توان سنسور NPN متناسب انتخاب کرد. برای مشاهده نمونه‌ای از این خروجی، سنسور خازنی CR30-15DN در پیکاتک با خروجی NPN نرمال باز معرفی شده است.
این نمونه‌ها نشان می‌دهند که PNP و NPN به فناوری تشخیص محدود نیستند و هنگام انتخاب محصول باید هم نوع حسگر و هم نوع خروجی الکتریکی مشخص شود.
مشکلات رایج در سیم‌بندی سنسورهای PNP و NPN
گاهی چراغ نشانگر سنسور با نزدیک شدن جسم روشن می‌شود، اما وضعیت ورودی PLC تغییر نمی‌کند. این اتفاق الزاماً به معنی خرابی سنسور نیست.
در بسیاری از موارد، علت مشکل به عدم تطابق خروجی سنسور، اتصال مشترک ورودی، منبع تغذیه یا سیم‌بندی مربوط می‌شود.
| مشکل مشاهده‌شده | علت احتمالی | اقدام پیشنهادی |
| چراغ سنسور روشن می‌شود ولی PLC فرمان نمی‌گیرد | ناسازگاری PNP/NPN با ورودی PLC | بررسی نوع کارت ورودی و COM |
| سنسور هیچ واکنشی ندارد | تغذیه قطع یا نامناسب است | کنترل ولتاژ بین سیم‌های تغذیه |
| ورودی PLC همیشه فعال است | اشتباه در منطق NO/NC، سیم‌بندی یا مشکل خروجی | کنترل مدل سنسور و وضعیت ورودی |
| سنسور گاهی عمل می‌کند | اتصال شل، نویز یا فاصله تشخیص نامناسب | بررسی کابل، تغذیه و محل نصب |
| سنسور بعد از تعویض کار نمی‌کند | تفاوت نوع خروجی، پایه‌ها یا مشخصات مدل جدید | مقایسه دیتاشیت دو سنسور |
| چراغ سنسور فعال است ولی ولتاژ خروجی غیرعادی است | اتصال بار نامناسب، بار اضافی یا مشکل خروجی | آزمایش مطابق دستورالعمل سازنده |
| PLC وضعیت معکوس نشان می‌دهد | تفاوت NO و NC یا تنظیمات نرم‌افزار | بررسی منطق خروجی و برنامه PLC |
برای عیب‌یابی، بهتر است مسیر سیگنال از ابتدا تا انتها بررسی شود:
منبع تغذیه ← مدار سنسور ← سیم خروجی ← کارت ورودی PLC ← برنامه کنترل
همچنین اگر تجهیزات اندازه‌گیری دارای خروجی آنالوگ باشند، مانند ترانسمیترهای ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر، روش اتصال آن‌ها با سنسورهای دیجیتال PNP و NPN متفاوت است. این تفاوت در مقاله نحوه اتصال ترانسمیتر به PLC توضیح داده شده است.
جمع‌بندی
تفاوت اصلی سنسورهای PNP و NPN در نحوه سوئیچ کردن خروجی آن‌هاست. سنسور PNP هنگام فعال شدن، جریان را به سمت بار تأمین می‌کند و سنسور NPN مسیری برای برگشت جریان به صفر ولت فراهم می‌سازد.
برای انتخاب صحیح، ابتدا نوع ورودی PLC و اتصال مشترک آن را بررسی کنید. سپس به سراغ مشخصات سنسور، از جمله نوع خروجی، NO یا NC بودن، ولتاژ تغذیه، فاصله تشخیص، سرعت پاسخ و شرایط محیطی بروید.
در نهایت، یک سنسور مناسب فقط سنسوری نیست که جسم موردنظر را تشخیص دهد؛ بلکه باید بتواند وضعیت تشخیص را به شکل صحیح و سازگار به سیستم کنترل منتقل کند.
سوالات متداول
تفاوت اصلی سنسور PNP و NPN چیست؟
سنسور PNP در حالت فعال، خروجی خود را به ولتاژ مثبت تغذیه متصل می‌کند؛ اما سنسور NPN در حالت فعال، خروجی را به سمت صفر ولت می‌کشد. به همین دلیل، سیم‌بندی بار و نوع ورودی PLC سازگار با این دو سنسور متفاوت است.
سنسور PNP مثبت است یا منفی؟
در سنسور سه‌سیمه PNP متداول، خروجی فعال به سمت ولتاژ مثبت تغذیه سوئیچ می‌شود. برای مثال، در تغذیه ۲۴ ولت DC، ولتاژ خروجی فعال نسبت به صفر ولت معمولاً نزدیک مثبت ۲۴ ولت است.
آیا سنسور NPN خروجی منفی دارد؟
خروجی NPN در مدارهای رایج هنگام فعال شدن به صفر ولت متصل می‌شود و الزاماً ولتاژ منفی تولید نمی‌کند. به همین دلیل، عبارت «خروجی کشنده به صفر ولت» توصیف دقیق‌تری از عملکرد آن است.
برای PLC سنسور PNP بهتر است یا NPN؟
اگر ورودی PLC از نوع Sinking باشد، سنسور PNP مناسب است. اگر ورودی از نوع Sourcing باشد، سنسور NPN انتخاب متداول است. در بعضی کارت‌ها امکان استفاده از هر دو نوع با پیکربندی و سیم‌بندی صحیح وجود دارد.
آیا می‌توان سنسور PNP را به‌جای NPN نصب کرد؟
این دو سنسور معمولاً جایگزین مستقیم یکدیگر نیستند. تغییر نوع خروجی تنها زمانی امکان‌پذیر است که مدار ورودی PLC، سیم‌بندی و منطق کنترل با آن سازگار باشد یا از واسط مناسب استفاده شود.
سیم مشکی سنسور سه‌سیمه چه وظیفه‌ای دارد؟
در رنگ‌بندی متداول سنسورهای DC سه‌سیمه، سیم مشکی خروجی سیگنال است، سیم قهوه‌ای برای مثبت تغذیه و سیم آبی برای صفر ولت استفاده می‌شود. بااین‌حال، نقشه سیم‌بندی همان مدل باید بررسی شود.
تفاوت PNP و NPN با NO و NC چیست؟
PNP و NPN نوع مدار خروجی را مشخص می‌کنند؛ اما NO و NC نشان‌دهنده وضعیت خروجی در حالت عادی هستند. هر دو سنسور PNP و NPN می‌توانند خروجی نرمال باز یا نرمال بسته داشته باشند.
