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PLC外设对接传感器传动结构等知识汇总
- PLC自动化
- 2026-09-23
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PLC外设对接传感器传动结构等知识汇总
S7-200 SMART（含 G2）**独立软件：STEP 7-MicroWIN SMART**，单独安装，和博途互不替代
**STEP 7-MicroWIN SMART 完全免费，不需要任何授权、不需要密钥，个人、公司商用都可以直接安装使用**
***只有形成回路才有电流***
可以把plc的公共端和输入输出端口看作是用一根随时通断的导线连接！PNP等型传感器或输出端口的信号都是集电极输出
西门子的数字量输入公共端M、M1、M2，输出公共端L、L1、L2。三菱输入S/S,输出COM
***OB在拖拽调用FB时自动生成的DB会自动映射保存FB中的静态变量，为好维护可定义一个全局DB所有模块可访问***
***PLC的输入输出端口需要格外供电，有源输出本身带电，无源输出只是通断***
***继电器输出都只是通断，并不供电，需外部供电。晶体管(接直流-输出区分PNP还是NPN型》又分)与晶闸管(接交流，COM一般接零线，端口通过负载接火线)有源输出带电***
晶体管输出带不动大功率设备时可使用-》中间继电器-》设备
传感器NPN = 漏型（Sink，灌入电流，COM口接+24V，IO口常态0V）；传感器PNP = 源型（Source，流出电流，COM口接0V，IO口常态+24V），是否有电流通过IO作为是否有信号
不管是NPN还是PNP，只要传感器感应到物体（动作了），PLC程序里读到的就是“1”
无论NPN还是PNP传感器说白了就是通断信号,输入端口是外部传感器控制通断，输出端口是PLC控制通断
西门子全系普通晶体管出厂固定为 PNP‑源型输出，硬件不能切换成 NPN（漏型）
通俗解释（200‑SMART / S7‑1200 / S7‑1500）
1. 晶体管输出公共端子 1M 接 0V、1L + 接 DC24V 正极
2. Q 点导通之后，输出端子直接送出 +24V 高电平（标准 PNP 源型）
西门子直流输入是双向光耦，可以自由切换 NPN / PNP，只靠公共端子 1M 接线决定
OB主程序，FB功能块【可用静态变量】，FC函数块，DB存储块
***SCL代码内部写 VAR_TEMP / VAR_INPUT / VAR_OUTPUT / VAR_IN_OUT / VAR_STAT … END_VAR，1200 全部不支持，所有局部变量强制在块上方接口表格定义,Constant是常量都是用加#访问，用拖拽FC、FB到OB实现调用***
临时变量、输入变量、输出变量、常量直接在OB、FB、FC中的接口定义，PLC的变量是为了能方便访问I Q M存储区，DB是静态存储类似硬盘存储
***避免写驱动：采用串口、网口、蓝牙***
19个实物接线图，PLC、变频器、编码器、星三角、传感器，都很实用
# 工控常用传感器：作用 + 应用场景
## 第一行
1. **接近传感器（接近开关）**
- 作用：无接触检测金属物体是否靠近，输出开关信号，不用物理触碰。
- 应用：机床工件到位检测、流水线有无工件、电机转速检测、限位。
2. **磁性传感器（磁性开关）**
- 作用：检测磁场，一般配合气缸磁环使用，感应气缸活塞位置。
- 应用：气动气缸位置反馈，自动化工装，检测门 / 挡板磁性位置。
3. **光电传感器**
- 作用：利用光的发射与接收，判断物体有无、遮挡。分对射、漫反射、镜面反射。
- 应用：流水线物料检测、物体计数、有无产品检测、透明 / 不透明工件识别。
4. **压力传感器**
- 作用：把压力转换成电信号，检测气体 / 液体压力大小。
- 应用：液压站、空压机、管道压力监测、压机压力闭环、泄漏检测。
## 第二行
5. **光纤传感器**
- 作用：光纤传导光线，体积很小，可在狭小空间检测，搭配光纤放大器。
- 应用：微小零件检测、狭小设备内部检测、高温环境（光纤耐温好）、高速微小工件计数。
6. **色标传感器**
- 作用：识别颜色色差，对比标记色与底色。
- 应用：包装机、印刷机，包装袋定位、印刷标签色标追踪、卷材裁切定位。
7. **激光传感器**
- 作用：激光测距 / 检测，光斑小，精度高。分激光对射、激光测距。
- 应用：高精度定位、远距离检测、物体厚度测量、料位检测、轮廓检测。
8. **超声波传感器**
- 作用：发射超声波，靠回波测距，不受颜色、透光影响。
- 应用：料仓料位检测、液位检测、透明物体检测、远距离物体有无检测。
## 第三行
9. **标签传感器（标签检测传感器）**
- 作用：专门检测标签，识别标签和底纸间隙。
- 应用：贴标机，检测标签位置，控制剥离标签。
10. **安全光栅**
- 作用：安全防护，多束红外光幕，遮挡任意一束就输出停机信号。
- 应用：压机、注塑机、机械手防护，防止人员肢体进入危险区域。
11. **温度传感器**
- 作用：采集温度，转为电信号（PT100、热电偶等）。
- 应用：烤箱、注塑机料筒、电机测温、管道温控、环境温度监控。
12. **湿度传感器**
- 作用：检测环境空气相对湿度。
- 应用：仓储机房、恒温恒湿车间、农业温室、电池生产车间。
## 第四行
13. **气体传感器**
- 作用：检测特定气体浓度（可燃、有毒、氧气）。
- 应用：车间可燃气体泄漏报警、污水处理、尾气检测、防爆车间监测。
14. **电流传感器**
- 作用：检测线路电流大小，把大电流转换成小信号。
- 应用：电机过载监测、配电柜、变频器、电池产线电流采集。
15. **位移传感器**
- 作用：测量物体直线移动距离。
- 应用：油缸行程检测、工件尺寸测量、压装位移监控、模具位置检测。
16. **称重传感器（荷重传感器）**
- 作用：把重量压力转换成电信号，测量重量。
- 应用：料斗配料、检重秤、地磅、包装重量检测、拉力压力测试。
## 第五行
17. **角度传感器**
- 作用：检测转轴旋转角度、转角位置。
- 应用：翻转工装、阀门开度、机械臂关节角度、倾角检测。
18. **液位传感器**
- 作用：检测罐体内液体高低液位。
- 应用：水箱、化工储罐、污水处理池，高低液位启停泵。
19. **水流量传感器**
- 作用：检测管道中水的瞬时流量、累计流量。
- 应用：供水管道、冷却水路、水处理设备，计量流水量。
20. **加速度传感器**
- 作用：检测加速度、震动、倾斜。
- 应用：设备振动监测、机械手冲击检测、倾角姿态检测。
## 第六行
21. **扭矩传感器**
- 作用：测量转轴旋转时受到的扭矩力矩。
- 应用：电机扭力测试、拧紧机、减速机检测、轴承扭矩监测。
22. **空气流量传感器**
- 作用：检测空气气体流量大小。
- 应用：空压机、通风管道、燃烧设备、进气风量监测。
23. **霍尔磁力传感器**
- 作用：霍尔效应检测磁场，无接触测转速、磁场有无。
- 应用：电机测速、齿轮转速检测、磁体位置检测、无刷电机。
24. **视觉传感器（工业视觉）**
- 作用：相机 + 图像处理，识别有无、尺寸、缺陷、二维码、位置。
- 应用：零件外观缺陷检测、产品扫码、定位抓取、分拣、尺寸测量。
# 工业自动化主要机动（运动执行）结构
简单分成**直线运动机构、旋转运动机构、复合多轴机构、特种执行机构**四大类，都是设备里实现 “动” 的核心机械结构，自动化产线、机器人、专机都在用。
## 一、直线运动机构（做前后 / 上下 / 左右平移）
1. **丝杠传动**
- 滚珠丝杠：高精度、高负载，伺服 / 步进驱动，机床、模组、精密定位台最常用；
- 梯形丝杠：低成本、精度一般，低速轻载，升降机构。
2. **同步带直线模组**
伺服 + 同步带，长行程、高速，精度中等，包装机、移栽机械手。
3. **齿轮齿条**
超长行程、大负载，龙门、重型移栽、大型机床。
4. **气缸（气动直线）**
最简单，往复直线，成本低，速度快；定位精度差，点位抓取、挡板、顶升。
5. **电缸（电动推杆）**
内置滚珠丝杠，集成化，伺服电缸可精准力控，压装、测试工位。
6. **直线电机**
无接触直接驱动，极高速度 + 超高精度，半导体、高精度检测设备，价格贵。
7. **链条 / 皮带输送机**
连续输送类机动结构，流水线、倍速链。
> 导向配套：直线导轨、光轴 + 直线轴承、滚轮导轨（重载），负责支撑和保证直线不跑偏。
## 二、旋转 / 回转运动机构（转动、翻转、分度）
1. **电机直接驱动**
伺服 / 步进电机转轴直接带负载，小转盘、滚轮。
2. **减速机 + 旋转平台**
谐波减速器、行星减速器、RV 减速器，低转速大扭矩，旋转工装、机器人关节。
3. **凸轮分割器（分度盘）**
间歇旋转，定角度定点转，转盘式装配机，一次转一个工位然后停稳。
4. **旋转气缸（摆动气缸）**
气动摆动，90°/180° 翻转，抓手翻转、挡板旋转，便宜。
5. **DD 直驱电机（直接驱动转台）**
无减速机，高精度回转，半导体、精密检测转台。
6. **蜗轮蜗杆**
大减速比、自锁，角度调整、翻转台，效率偏低。
## 三、多轴复合机动结构（多自由度，同时平移 + 旋转）
1. **直角坐标机器人（龙门模组）**
X/Y/Z 三轴直线叠加，简单稳定，码垛、点胶、上下料。
2. **SCARA 机器人（平面四轴）**
两个旋转关节 + Z 轴升降，平面快速定位，插件、螺丝机。
3. **六轴串联工业机器人（多关节机械臂）**
6 个旋转关节，空间任意姿态，焊接、打磨、搬运。
4. **Delta 并联机器人（蜘蛛手）**
3 组连杆并联，高速轻载，食品分拣、包装拾取。
5. **十字滑台**
X+Y 两轴直线叠加，小型精密工作台，检测、点胶。
## 四、特种执行机动结构（夹持、柔性、间歇）
1. **夹持机构（抓手）**
气动夹爪、电动夹爪、三爪卡盘，属于末端机动结构，夹紧 / 松开工件。
2. **曲柄连杆机构**
把旋转转为往复摆动 / 直线，冲压、送料、间歇摆动机构。
3. **凸轮机构**
盘形凸轮、圆柱凸轮，做复杂周期性运动，老一代自动化专机。
4. **剪叉升降机构**
剪叉连杆，垂直升降，顶升平台。
# 快速选型记忆要点
- 高精度定位：**滚珠丝杠、直线电机、DD 转台**
- 高速长行程：**同步带模组、齿轮齿条**
- 低成本点位动作：**气缸、旋转气缸**
- 大扭矩低速回转：**RV / 谐波、凸轮分割器**
- 空间柔性作业：**六轴机器人 / SCARA**
常见外设接线
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19个实物接线图，PLC、变频器、编码器、星三角、传感器，都很实用
1、三菱与西门子PLC通信的RS485接线
2、编码器的参数和接线方法
3、编码器的A相B想实物彩图接线方法
4、PLC与伺服驱动器的实物彩图接线
5、变频器远传压力表接线电路图
6、自藕降压启动主回路实物彩图接线
7、星三角降压启动实物彩图接线
8、伺服驱动器面板符号含义
9、RS485端口的引脚分配
10、编码器四线和五线的区别
11、模拟量信号如何接到PLC方法
12、NPN光电开关与PLC如何接线方法
13、不同的公共端短接一起
14、PLC通讯中-单工、半双工、全双工的区别
15、三菱与西门子OLC通信的RS485接线方法
16、变频器常见按键功能介绍
17、手机组态控制SMART PLC
18、三菱变频器实物彩图接线电路图
19、NPN型与PNP型的概念解读
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