接近スイッチセンサーのNPN型とPNP型の出力方式と対応する配線方法の違い

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この投稿は、2015年9月29日22時21分に王天泽によって最終的に編集されました。「海川フォーラム」の新規メンバーとして、ここ数日間、以前から多くの「海友」の方々が、接近スイッチや光電センサーの取り付け時の配線方法や、アクティブ型かパッシブ型かをどう見分けるかについて質問したり議論したりしているのを目にしました。また、負荷の配線方法がよくわからないという方もいます。ここでは、上記の問題点について、当社DOKAI多凯科技の経験を共有し、皆さんと一緒に分析・議論したいと思います。何か不十分な点があれば、直接ご連絡ください。接近スイッチのNPN型とPNP型の出力方式と、それに対応する配線方法の違いについてです。さまざまなタイプの接近スイッチの中で、2線式スイッチを除き、設計段階での機器選定や実際の取り付け時においても、センサーとシステム（PLC）との出力接続方法を考慮する必要があります。ほとんどの接近スイッチの出力回路は、NPN型であれPNP型であれ、AC型を除きコレクタオープン出力信号形式であり、基本的に3本の信号線を備えており、それぞれ（VCC；GND；OUT）もあり、4線式のOUT（NO+NC）もあります。一、NPN型、PNP型出力線の定義要素
まず、3本の信号線の定義や呼称について説明します。
1. VCC：電源であり、+Vとも呼ばれます；（通称は電源のプラス極で、赤色または茶色の線に接続します）。2. GND：つまりアース線で、0Vとも呼ばれる；（通称電源負極、青い線に接続）。3. OUT：信号出力線であり、負荷とも呼ばれる；（黒色（または白色）の線に接続）。単純に言うと、NPN型、PNP型の意味は次の通りです：NPN型：N型と略され、Nは信号端子が負電圧を出力することを示します；内部スイッチは信号端と負極に接続されている。PNP型：P型と略すこともでき、Pは信号端子が正電圧出力であることを示す；内部スイッチは信号端と正極に接続されている。 また、どちらのタイプもNO（常開）型またはNC（常閉）型という、異なる出力の標準状態があり、選定時に単にNPN型またはPNP型の出力とだけ記述するのは不十分です。信号側から見ると、NPN型またはPNP型は厳密に言えば次のようなものであるべきです：http://down1.hcbbs.com/album/201509/25/133841qzxfx2d1fed2wdpx.jpg しかし実際の応用においては、単に信号側の出力タイプを知るだけでは、必要な接近スイッチや光電スイッチ、センサーなどの接続方法が正しいかどうかを判断することはできません。具体的な応用における入力・出力信号や電源についても理解しておく必要があります。専門のセンサーメーカーとして、トカイテクノロジーは長年にわたる顧客との取引を通じて、実際の運用においては中間リレーに直接接続する場合やマイコンに接続する場合、またPLCに接続する場合もあることを把握しています。接続方法が異なれば、対応する信号線の接続方法も異なります。その適用例を以下にまとめました。二、接近スイッチ、光電スイッチの接続方法
接近スイッチはセンサーの一種であり、その接続方法は単一の形態に限られず、最も一般的なのは3線式です；2線式は比較的シンプルで、他の4線接続方式も3線式を基盤として必要に応じて生まれたものです。総合タイプは以下の通りです：
1. 2線式センサー：1-1、NO（ノーマルオープン型）、1-2、NC（ノーマルクローズ型）
注：2線式にはAC（交流）とDC（直流）がある。
2. 3線式センサー：2-1、NPN – NO（ノーマルオープン型）、2-2、NPN – NC（ノーマルクローズ型）、2-3、PNP – NO（ノーマルオープン型）、2-4、PNP – NC（ノーマルクローズ型）
3. 4線式センサー：3-1、NPN（NO＋NC）型、ノーマルオープン＋ノーマルクローズ型、3-2、PNP（NO＋NC）型、ノーマルオープン＋ノーマルクローズ型
4. 接続図
http://down1.hcbbs.com/album/201509/25/133927nq7losul5ua7oooi.jpg
http://down1.hcbbs.com/forum/201509/22/170051wlbg4lhybbkqwo2a.jpg
4-1、NPN型の動作原理
NPN型の接近センサーは正極共点（COM）を使用し、センサー内のスイッチは信号出力線OUTがGND（0V）の電源「－」極に接続され、これによりOUT信号が低レベルを出力することになる。 NPN——NO常開型：センサーに信号が入力されていない状態、つまり信号出力線OUTとGND（0V）の電源「－」極が切断されている状態で、OUT信号出力端子がオープン状態になるタイプです；信号が入力されると、信号出力線OUTはGND（0V）電源の「－」極に接続され、低電圧の0Vが出力されます。NPN——NC常閉型：センサーに信号が入力されていない状態では、出力がGNDと同じ0Vの低電圧になり、つまり信号出力線OUTはGND（0V）の電源「－」極に接続されます；信号が入力されると、信号出力線OUTはGND（0V）電源の「－」極から切断され、OUT信号出力端子が空になることに相当します。4-2、PNP型の動作原理
PNP型の接近センサーは負極がコミュニティポイント（COM）となっており、センサー内部のスイッチは信号線OUTがVCC（＋V）電源の「＋」極に接続されている。これは、OUT信号出力端子から高電圧の電源線が出力されることに相当する。 PNP——NO常開型：センサーに信号が入力されていない状態、つまり信号出力線OUTとVCC（＋V）電源の「＋」極が切断されている状態であり、OUT信号出力端子は空の状態にあたる；信号が入力されると、出力はVCC（＋V）電源の「＋」極と同じ電圧になり、つまり信号出力線OUTがVCC（＋V）電源の「＋」極に接続されて高電圧が出力される。PNP——NC常閉型：センサーに信号が入力されていない状態では、出力はVCC（＋V）電源の「＋」極と同じ電圧になります。つまり、信号出力線OUTがVCC（＋V）電源の「＋」極に接続され、高電圧が出力されます；信号が発生すると、信号出力線OUTはVCC（＋V）電源の「＋」極から切断され、OUT信号出力端子が空になることに相当します。 4線式のNPN—NO常開+NC常閉タイプの4LR12-P5N、4LR18-L6N、およびPNP—NO常開タイプ+NC常閉タイプの4LR12-L3P、4LR18-P9Pは、実際には3線式のものに出力線OUTが1本追加されたもので、ユーザーは必要に応じて接続方法を選択します。4-3、PLCまたはリレーを介して接続する場合、PLCは単端共点のCOMポートと電源の正極VCCまたは負極GNDに接続される点で区別され、入力タイプにはアクティブ型とドレイン型がある。ソースタイプの入力はNPN型で、信号がある場合はPLCからセンサーに電流が供給されます。入力信号用の電源は外部から供給されるか、PLC内部の電源が入力回路に供給され、すべての入力信号は「アクティブ」信号であり、PLCの入力端子とは別途接続されます。漏れ入力はPNPタイプで、センサーに信号がある場合にPLCに出力電流が流れます。PLC内部で入力信号源が供給され、すべての入力信号が1か所に集約されて入力用の共通接続端子COMに接続される入力形態で、集約点入力とも呼ばれます；通常、最も多く使用される一般的な日本製PLC*では、正極共点（COM）にNPN型のエンコーダを使用する必要があります。欧米系PLC*は負極が共通なため、PNP型のエンコーダを使用する必要があります。自動化が進展するにつれて、さまざまな場面のニーズに対応するため、シングルエンド・コモンプローブ（S/S）タイプも用意されるようになりました。PLC上のS/S端子がPLCの入力信号電源の共通端子である場合、この端子には電源の+極を接続する必要があり、その場合はNPN型の接近センサーが必要となります。逆に、この端子に電源の-極を接続する必要がある場合は、PNP型の接近センサーが必要です。注意点：シーメンスと日系の三菱という、この2大ブランドのPLCメーカーは、ソース型とレック型の定義が正反対であるため、使用や理解の際に混乱や誤った判断を招きやすいです。センサー製造業者の中で、深セン市にあるDOKAI深セン市多凱科技有限公司は、インダクティブ型接近スイッチや光電センサーを主力に専門的に製造しており、その製品品質の安定性は信頼に値します。また、異なる仕様、電圧、性能要件に対応した専用のプローブセンサーなどもご注文いただけます。多凱科技DOKAIは、専門性を追求することを理念とし、幅広いユーザーに対して効率的で安定した、信頼性の高い製品を提供しています。製品タイプは仕様別に、超短型、超小型、延長型、汎用型、円形、方形、U（溝）形があります。接続方式による分類では、2線式、3線式、4線式、航空プラグ式、端子直接接続式があります。電圧による分類では、DC直流出力式、AC交流出力式があります。性能による分類では、エコノミータイプ、ハイエンドタイプがあります。例えば、型番：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などがあります。性能面では、高級モデルは主に海外から輸入される製品と互換性があり、充実した保護機能を備えています。また、AUTONICS、OMRON、PANASONIC、キーエンス、BALLUFF、P+F、SICKといった海外ブランドの多様な製品群とも同等です。