车间流水线突然停滞,技术员老张盯着控制柜眉头紧锁——光电开关的指示灯诡异闪烁,PLC却毫无反应。这看似简单的”开关信号丢失”,背后竟藏着设备选型、接线逻辑、信号匹配三重陷阱。
工业自动化领域里,光电开关与PLC这对组合无处不在。前者如同敏锐的”眼睛”,精准检测物体有无、位置变化;后者则是”大脑”,接收信号并指挥整个系统运作。二者的连接并非简单插拔电线,一个失误就可能导致产线停工、设备误判。
一、 核心原理:光电开关如何与PLC”对话”
理解连接方法前,需抓住关键点:信号类型与电平匹配
- 信号本质: 光电开关的核心输出是开关量信号(数字信号)——物体进入感应区时,输出状态在”通”(ON)和”断”(OFF)之间跳变。
- 信号形式: 常见输出分两大类:
- NPN型(电流沉/Common Negative): 输出端在感应时(ON)将电流”拉入”(Sink)开关内部,输出相当于连接到内部电路的”负极”。
- PNP型(电流源/Common Positive): 输出端在感应时(ON)将电流”推出”(Source)开关,输出相当于连接到内部电路的”正极”。
| 特性 | NPN型 (Sinking) | PNP型 (Sourcing) |
|---|---|---|
| 输出状态(ON) | 输出端内部接通0V/COM | 输出端内部接通供电正极(+) |
| 信号电平 | 低电平有效 (接近0V) | 高电平有效 (接近供电电压,如24V) |
| PLC输入模块 | 需匹配源型输入模块 | 需匹配漏型输入模块 |
| 电流流向 | 电流从负载流入光电开关输出端 | 电流从光电开关输出端流入负载 |
- PLC输入接口: PLC的数字量输入模块(DI)专门接收这类开关信号:
- 源型输入(Sourcing Input): PLC输入点内部需要连接正极(+24V),当外部开关提供一个有效的低电平(0V)时,电流流入PLC输入点,信号被识别为ON。需匹配NPN型传感器。
- 漏型输入(Sinking Input): PLC输入点内部需要连接负极(COM/0V),当外部开关提供一个有效的高电平(+24V)时,电流从外部开关流入PLC输入点,信号被识别为ON。需匹配PNP型传感器。
核心重点:NPN型传感器必须连接源型输入的PLC模块;PNP型传感器必须连接漏型输入的PLC模块。 匹配错误是信号无法传输的最常见原因!
二、 实战接线:三线制光电开关连接PLC的3种经典方式
以最常见且稳定的直流三线制(棕+/蓝-/黑Out) 光电开关与24V DC供电PLC为例:
- 场景一:PNP型光电开关 -> 漏型输入PLC模块(最常见)
PNP光电开关:
棕色线 (Vcc) --> PLC或电源 +24V
蓝色线 (0V) --> PLC或电源 0V (COM)
黑色线 (OUT) --> PLC输入点 (I0.0)
PLC漏型输入模块:
内部COM端 --> 电源 0V (与光电开关蓝线同电位)
(内部+I端已连接+24V)
工作原理: PNP输出高电平(24V)。当检测到物体,黑色输出线输出+24V,电流从黑线 → PLC输入点I0.0 → 流入PLC内部 → 内部COM端 → 回到电源0V。PLC识别到高电平有效信号(ON)。这是工业主流接法。
- 场景二:NPN型光电开关 -> 源型输入PLC模块
NPN光电开关:
棕色线 (Vcc) --> PLC或电源 +24V
蓝色线 (0V) --> PLC或电源 0V (COM)
黑色线 (OUT) --> PLC输入点 (I0.0)
PLC源型输入模块:
内部+I端 --> 电源 +24V (与光电开关棕线同电位)
(内部COM端已连接0V)
工作原理: NPN输出低电平(0V)。当检测到物体,黑色输出线内部接通0V。电流从PLC内部+I端(+24V) → 内部电路 → PLC输入点I0.0 → 流入光电开关黑线 → 从内部回到蓝线(0V)。PLC输入点内部被”拉低”到0V,识别到低电平有效信号(ON)。
- 场景三:继电器过渡接法(灵活兼容)
当PLC输入类型与光电开关类型实在不匹配,或需隔离、放大信号时,可通过小型继电器中转:
PNP光电开关 (假设) :
棕(+24V) -> +24V
蓝(0V) -> 0V
黑(OUT) -> 继电器线圈(A1端)
继电器线圈(A2端) -> 0V
NPN光电开关 (假设) :
棕(+24V) -> +24V
蓝(0V) -> 0V
黑(OUT) -> 继电器线圈(A2端)
继电器线圈(A1端) -> +24V
PLC输入端 (源型/漏型均可):
+24V电源 -> 继电器公共触点(COM)
继电器常开触点(NO) -> PLC输入点 (I0.0)
PLC输入点公共端(COM或I公共) -> 0V (漏型) 或 +24V (源型,配合COM->0V)
优势: 光电开关只需驱动继电器线圈,不受PLC类型限制;实现电气隔离;继电器触点承压/流能力更强。注意续流二极管保护。
三、 接线必查清单与调试技巧
- 安全第一: 断电操作! 确认所有导线压接牢固无毛刺,避免短路。
- 电源确认:
- 光电开关工作电压? (务必匹配供电电源,常用24V DC)
- PLC输入模块工作电压? (同样常用24V DC)
- **共地连接:光电开关的蓝色线(0V)与PLC的电源0V/COM端必须可靠连接在同一电位点。
- 类型核查:
- 光电开关是NPN还是PNP? (看说明书或外壳标签)
- PLC输入模块是源型还是漏型? (查阅PLC硬件手册DI模块规格)
- 极性判断: 三线制光电开关颜色标准(棕+蓝-黑OUT)是主流,但务必以实物标签或说明书为准!
- 负载能力: PLC输入点有最大允许电流限制,确保传感器输出电流在其承受范围内。
- 调试三步法:



















