निकटता स्विच सेंसरों के NPN एवं PNP प्रकारों में आउटपुट विधियों एवं संबंधित वायरिंग विधियों में क्या अंतर है?

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इस पोस्ट को अंतिम बार “वांग तियानज़े” द्वारा 2015-9-29 22:21 को संपादित किया गया। “हाईचुआन फोरम” के नए सदस्य के रूप में, मैंने पिछले कुछ दिनों में देखा कि कई “हाईयू” लोग निकटता स्विचों एवं ऑप्टोइलेक्ट्रिक सेंसरों की स्थापना संबंधी जानकारियों के बारे में पूछताछ कर रहे हैं। उन्हें यह भी जानने में दिक्कत हो रही है कि कौन-सा सेंसर “एक्टिव” है एवं कौन-सा “पैसिव”。 कुछ लोगों को लोड कनेक्शन संबंधी जानकारियाँ भी समझ में नहीं आ रही हैं। इन सभी समस्याओं के समाधान हेतु, हम DOKAI टेक्नोलॉजी के अनुभवों को आप सभी के साथ साझा कर रहे हैं, ताकि हम सब मिलकर इन समस्याओं पर चर्चा कर सकें। यदि कोई कमी हो, तो आप सीधे हमसे संपर्क कर सकते हैं। NPN एवं PNP प्रकार के निकटता स्विचों के आउटपुट तरीकों एवं उनके कनेक्शन तरीकों में अंतर होता है। विभिन्न प्रकार के निकटता स्विचों में, द्वि-तारीय स्विचों को छोड़कर, डिज़ाइन के दौरान या स्थापना के समय सेंसर एवं सिस्टम (PLC) के आउटपुट कनेक्शन तरीकों पर ध्यान देना आवश्यक है। अधिकांश निकटता स्विचों के आउटपुट सर्किट, चाहे वे NPN प्रकार के हों या PNP प्रकार के, दोनों ही मामलों में “कलेक्टर-ओपन” आउटपुट सिग्नल प्रकार के होते हैं (AC प्रकार के अपवाद के साथ)। इनमें 3 मूलभूत सिग्नल लाइनें होती हैं; जिनके नाम हैं – VCC ； GND ； आउट), इसके अलावा 4-वायर सिस्टम वाला आउट भी है (NO+NC)। एक, NPN प्रकार एवं PNP प्रकार की आउटपुट लाइनों से संबंधित परिभाषाएँ: सबसे पहले, हम 3 सिग्नल लाइनों की परिभाषाओं/नामों के बारे में जानेंगे:
1. VCC: यह वह वोल्टेज है जो पावर सप्लाई का कार्य करता है; इसे +V भी कहा जाता है। ； (इसे आमतौर पर “पावर स्रोत का धनात्मक ध्रुव” कहा जाता है; इसे लाल या भूरे रंग के तार से जो 2. GND: यह वास्तव में “ग्राउंड वायर” है; इसे 0V भी कहा जाता है। ； (इसे आमतौर पर “पावर स्रोत का ऋणात्मक ध्रुव” कहा जाता है; इसे नीले रंग के 3. आउट: यह सिग्नल आउटपुट लाइन है; इसे “लोड” भी कहा जाता है। ； (काले (या सफ़ेद) तार से जोड़ें।) सरल शब्दों में, NPN प्रकार एवं PNP प्रकार का अर्थ है:
NPN प्रकार: इसे संक्षेप में “N प्रकार” भी कहा जा सकता है; यहाँ “N” का अर्थ है कि सिग्नल आउटपुट ऋणात्मक वोल्टेज पर होता है। ； आंतरिक स्विच, सिग्नल टर्मिनल एवं नेगेटिव पोल से जुड़ा होता है। PNP प्रकार: इसे संक्षेप में “P-प्रकार” भी कहा जा सकता है। “P” का अर्थ है कि सिग्नल टर्मिनल से धनात्मक वोल्टेज ही आउटपुट के रूप ； आंतरिक स्विच, सिग्नल टर्मिनल एवं पॉजिटिव ध्रुव से जुड़ा होता है। दोनों ही प्रकारों में NO (नॉर्मली ओपन) या NC (नॉर्मली क्लोज्ड) जैसी विभिन्न आउटपुट स्थितियाँ होती हैं। इसलिए, चयन करते समय केवल NPN या PNP प्रकार के आउटपुट का ही चयन करना पर्याप्त नहीं है। सिग्नल एंड के हिसाब से, NPN या PNP प्रकार के सर्किटों में वास्तव में ऐसी ही स्थिति होनी चाहिए: http://down1.hcbbs.com/album/201509/25/133841qzxfx2d1fed2wdpx.jpg लेकिन व्यावहारिक उपयोग में, केवल सिग्नल एंड से आने वाले सिग्नलों के प्रकार को जानने से ही यह पता नहीं चल पाता कि आवश्यक स्विच, फोटोइलेक्ट्रिक स्विच, सेंसर आदि को कैसे जोड़ा जाए। इसके लिए वास्तविक अनुप्रयोग में आने वाले इनपुट/आउटपुट सिग्नलों एवं विद्युत आपूर्ति के बारे में भी जानकारी होना आवश्यक है। डोकाई टेक्नोलॉजी, एक पेशेवर सेंसर निर्माता के रूप में, वर्षों तक ग्राहकों के साथ काम करने के दौरान यह निष्कर्ष निकाला है कि व्यवहार में कभी-कभी सीधे इंटरमीडिएट रिले से जुड़ाव किया जाता है, तो कभी माइक्रोकंट्रोलर से, और कभी PLC से भी जुड़ाव किया जाता है। चूँकि जुड़ने के तरीके अलग-अलग होते हैं, इसलिए संबंधित सिग्नल लाइनों को जोड़ने का तरीका भी अलग-अलग होता है। इसका विवरण नीचे दिया गया है। द्वितीय, निकटता सेंसर एवं फोटोइलेक्ट्रिक सेंसरों के कनेक्शन विधियाँ: निकटता सेंसर, सेंसरों की ही एक श्रेणी है; इसका कनेक्शन केवल एक ही तरीके से नहीं होता। सबसे आम कनेक्शन विधि तीन-तार वाली है। ； द्वि-तारीय संरचना काफी सरल है; जबकि चार-तारीय संरचना भी तीन-तारीय संरचना के आधार पर ही विकसित की गई है। कुल मिलाकर, सेंसरों के प्रकार निम्नलिखित हैं:
1. **द्वि-तारीय सेंसर**:
1-1: NO (ओपन-स्टैंडिंग)
1-2: NC (क्लोज्ड-स्टैंडिंग)
नोट: द्वि-तारीय सेंसर AC (एसी) एवं DC (डीसी) दोनों प्रकार के होते हैं।

2. **त्रि-तारीय सेंसर**:
2-1: NPN – NO (ओपन-स्टैंडिंग)
2-2: NPN – NC (क्लोज्ड-स्टैंडिंग)
2-3: PNP – NO (ओपन-स्टैंडिंग)
2-4: PNP – NC (क्लोज्ड-स्टैंडिंग)

3. **चतुर्थ-तारीय सेंसर**:
3-1: NPN – NO + NC (ओपन-स्टैंडिंग + क्लोज्ड-स्टैंडिंग)
3-2: PNP – NO + NC (ओपन-स्टैंडिंग + क्लोज्ड-स्टैंडिंग)

4. **वायरिंग आरेख**:
http://down1.hcbbs.com/album/201509/25/133927nq7losul5ua7oooi.jpg
http://down1.hcbbs.com/forum/201509/22/170051wlbg4lhybbkqwo2a.jpg

4-1: NPN प्रकार के सेंसरों में, सेंसर का आंतरिक स्विच सिग्नल आउटपुट लाइन OUT को GND (0V) से जोड़ता है; इस प्रकार OUT सिग्नल का स्तर कम रहता है। NPN – NO ओपन-कंटैक्ट प्रकार: यह एक सेंसर है; जब कोई सिग्नल नहीं होता, अर्थात् जब सिग्नल आउटपुट लाइन OUT, GND (0V) वोल्टेज स्रोत के “–” ध्रुव से अलग होती है, तब यह सेंसर कार्य नहीं करता। ऐसी स्थिति में OUT आउटपुट पर कोई सिग्नल ही नहीं होता। ； जब कोई सिग्नल आता है, तो सिग्नल आउटपुट लाइन OUT, GND (0V) वोल्टेज स्रोत के “–” ध्रुव से जुड़ जाती है; इस प्रकार आउटपुट पर 0V का निम्न वोल्टेज प्राप्त होता है। NPN–NC स्थिति: जब कोई सिग्नल न हो, तो यह सेंसर 0V का निम्न वोल्टेज आउटपुट करता है; अर्थात् आउटपुट लाइन OUT, GND (0V) से जुड़ी रहती है। ； जब सिग्नल प्राप्त होता है, तो सिग्नल आउटपुट लाइन OUT, GND (0V) वोल्टेज स्रोत के “–” ध्रुव से अलग हो जाती है; इसका अर्थ है कि OUT सिग्नल आउटपुट पॉइंट खाली हो जाता है। 4-2. PNP प्रकार के सेंसरों में, नेगेटिव पॉइंट (COM) ही संपर्क बिंदु होता है। सेंसर के आंतरिक स्विच, सिग्नल लाइन OUT को VCC (+V) वोल्टेज स्रोत के “+” ध्रुव से जोड़ता है; इस प्रकार OUT सिग्नल आउटपुट पर उच्च वोल्टेज वाला सिग्नल प्राप्त होता है। PNP – NO ओपन-कंटैक्ट प्रकार: यह एक सेंसर है; जब कोई सिग्नल नहीं होता, अर्थात् जब सिग्नल आउटपुट लाइन OUT, VCC (+V) पावर स्रोत के “+” ध्रुव से अलग हो जाती है, तब यह सेंसर कार्य नहीं करता। दूसरे शब्दों में, OUT सिग्नल आउटपुट खाली ही रहता है। ； जब सिग्नल प्राप्त होता है, तो आउटपुट का वोल्टेज VCC (+V) पावर स्रोत के “+” ध्रुव के बराबर हो जाता है; अर्थात् आउटपुट लाइन OUT, VCC (+V) पावर स्रोत के “+” ध्रुव से जुड़ जाती है, जिससे उच्च वोल्टेज प्राप्त होता है। PNP–NC क्लोज्ड-सर्किट प्रकार: जब कोई सिग्नल न हो, तो इस स्विच का आउटपुट, VCC (+V) पावर स्रोत के “+” ध्रुव के समान वोल्टेज पर होता है। अर्थात्, आउटपुट लाइन OUT, VCC (+V) पावर स्रोत के “+” ध्रुव से जुड़ी रहती है, जिससे उच्च वोल्टेज का आउटपुट प्राप्त होता है। ； जब कोई सिग्नल आता है, तो सिग्नल आउटपुट लाइन OUT, VCC (+V) पावर स्रोत के “+” ध्रुव से अलग हो जाती है; इसका अर्थ है कि OUT सिग्नल आउटपुट पॉइंट खाली हो जाता है। 4-वायर सिस्टम वाले NPN—NO ओपन-कंटैक्ट + NC क्लोज्ड-कंटैक्ट प्रकार के 4LR12-P5N, 4LR18-L6N, तथा PNP—NO ओपन-कंटैक्ट + NC क्लोज्ड-कंटैक्ट प्रकार के 4LR12-L3P, 4LR18-P9P में, वास्तव में तीन वायरों के आधार पर एक अतिरिक्त आउटपुट वायर OUT भी होता है; उपयोगकर्ता अपनी आवश्यकताओं के अनुसार इसे जोड़ सकता है। 4-3. PLC को पीएलसी या रिले के माध्यम से जोड़ा जाता है। इसमें COM पोर्ट, पावर सप्लाई के पॉजिटिव वोल्टेज VCC या नेगेटिव वोल्टेज GND से जुड़ा होता है। इनपुट प्रकारों में “एक्टिव” एवं “ड्रीन” शामिल हैं। स्रोत-आधारित इनपुट NPN प्रकार का होता है: जब संकेत उपलब्ध होता है, तो PLC से सेंसर तक धारा प्रवाहित होती है। इनपुट संकेतों के लिए या तो बाहर से विद्युत आपूर्ति की जाती है, या PLC के आंतरिक स्रोत से ही इनपुट सर्किटों को ऊर्जा दी जाती है। सभी इनपुट संकेत “एक्टिव” संकेत होते हैं, एवं ये PLC के इनपुट कनेक्शनों के माध्यम से ही जुड़ते हैं। लीक-आधारित इनपुट PNP प्रकार का होता है: जब सेंसर से संकेत प्राप्त होता है, तो वह धारा PLC में भेजता है। PLC के अंदर ही इनपुट संकेतों का स्रोत मौजूद होता है। सभी इनपुट संकेत एक ही जगह पर, अर्थात् इनपुट के सामान्य कनेक्शन बिंदु COM पर एकत्र होते हैं; इसे “कन्वर्जेंट इनपुट” भी कहा जाता है। ； आम तौर पर, सबसे अधिक उपयोग में आने वाले जापानी-निर्मित PLC* में, कॉमन पॉइंट (COM) के लिए NPN प्रकार के सेंसरों का ही उपयोग किया जाता है। यूरोपीय एवं अमेरिकी श्रृंखला के PLC* में धनात्मक ध्रुव साझा होता है; इसलिए PNP प्रकार के सेंसरों का ही उपयोग करना आवश्यक है। ऑटोमेशन के लगातार विकास के साथ, विभिन्न परिस्थितियों की आवश्यकताओं को पूरा करने हेतु, अब “सिंगल-एंड कॉमन-पॉइंट” (S/S) विकल्प भी उपलब्ध है। जब PLC पर स्थित S/S टर्मिनल, PLC के इनपुट सिग्नलों के लिए वोल्टेज स्रोत का एक हिस्सा होता है, तो इस टर्मिनल को वोल्टेज के + ध्रुव से जोड़ना आवश्यक होता है; ऐसी स्थिति में NPN प्रकार का सेंसर आवश्यक होता है। दूसरी ओर, यदि इस टर्मिनल को वोल्टेज के – ध्रुव से जोड़ना आवश्यक होता है, तो PNP प्रकार का सेंसर आवश्यक होता है। ध्यान दें: सीमेंस एवं जापानी कंपनी मित्सुबिशी, ये दोनों प्रमुख PLC निर्माता कंपनियाँ, “स्रोत-प्रकार” एवं “लीक-प्रकार” की अवधारणाओं को लेकर एक-दूसरे के विपरीत दृष्टिकोण रखती हैं। इस कारण इनका उपयोग एवं समझने में लोगों को भ्रम एवं गलत निर्णय लेने की संभावना रहती है। सेंसर निर्माताओं में, शेनज़ेन स्थित डोकाई टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड, इंडक्टिव प्रकार के करीबीता-सेंसरों एवं फोटोइलेक्ट्रिक सेंसरों का विशेष रूप से उत्पादन करती है। इस कंपनी के उत्पादों की गुणवत्ता अत्यंत विश्वसनीय है। साथ ही, आपकी आवश्यकताओं के अनुसार विभिन्न मापदंडों, वोल्टेज एवं प्रदर्शन संबंधी आवश्यकताओं वाले पेशेवर निकटता सेंसर आदि उत्पाद भी तैयार किए जा सकते हैं। डोकाई टेक्नोलॉजी, DOKAI, “विशेषज्ञता के माध्यम से उत्कृष्टता हासिल करने” के उद्देश्य के साथ, उपयोगकर्ताओं को उच्च दक्षता वाले, स्थिर एवं विश्वसनीय उत्पाद प्रदान करता है। उत्पादों के प्रकारों को उनकी विशेषताओं के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है – अति-लघु, लघु, लंबा, सामान्य, गोलाकार, वर्गाकार, एवं U-आकार। वायरिंग प्रकार के आधार पर इन्हें निम्नलिखित श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: द्वि-तारीय, त्रि-तारीय, चतुर्तारीय, एयरलाइन प्लग टाइप, टर्मिनल-सीधे-जोड़ने वाला टाइप। वोल्टेज के आधार पर इन्हें निम्नलिखित श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: DC डायरेक्ट करंट आउटपुट टाइप, AC एलेक्ट्रिक करंट आउटपुट टाइप। प्रदर्शन के आधार पर इन्हें निम्नलिखित श्रेणियों जैसे कि: 3LR5-L08N1, 3LR12-P5N1, 3LR12-P5P1, 3LS8-W2N1, 3LS10-W5N1, 3LS17-W6N1, 3LS18-Q6N1, 3LR6-L1N1, 3LR8-P2N1, 3LR6.5-P2N1, 3LS17-Q6P1, 3LR4-L08N1, C4L12-P5N, P3LR12-P5N1 आदि। प्रदर्शन के मामले में, ये उत्पाद विदेशी आयातित उत्पादों का विकल्प हैं; इनमें उत्कृष्ट सुरक्षा सुविधाएँ भी हैं। ये AUTONICS, OMRON, PANASONIC, KEYENCE, BALLUFF, P+F, SICK जैसे विदेशी ब्रांडों के उत्पादों के समान ही हैं।