数字量输入中NPN 漏型输入（Sink）与PNP 源型输入（Source）型传感器的区别
2025-04-01 17:51:01
钡铼技术
数字量输入中NPN 漏型输入（Sink）与PNP 源型输入（Source）型传感器的区别
1. 核心工作原理对比
| 类型 | 晶体管结构 | 电流流向 | 输出电平逻辑 |
|---|---|---|---|
| NPN | 负极-正极-负极型三极管 | 电流从负载→传感器→GND（漏电流） | 导通时输出低电平（0V） |
| PNP | 正极-负极-正极型三极管 | 电流从电源→传感器→负载（源电流） | 导通时输出高电平（电源电压） |
等效电路图示：
NPN型： PNP型： +Vcc +Vcc | | [负载] [负载] | | OUT←─┤ NPN OUT─→┤ PNP │ │ GND GND
2. 电气特性差异
| 参数 | NPN传感器 | PNP传感器 |
|---|---|---|
| 输出电平 | 导通: 0V；断开: 高阻态 | 导通: +Vcc；断开: 高阻态 |
| 接线方式 | 需接漏型输入（Sink） | 需接源型输入（Source） |
| 抗干扰 | 更抗负向干扰 | 更抗正向干扰 |
| 常见电压 | 12/24V DC（工业标准） | 12/24V DC |
3. 工业接线标准
NPN接PLC漏型输入：
传感器棕色线(+Vcc) → +24V 传感器蓝色线(GND) → GND 传感器黑色线(OUT) → PLC输入点 PLC的COM端 → +24V //关键区别点
PNP接PLC源型输入：
传感器棕色线(+Vcc) → +24V 传感器蓝色线(GND) → GND 传感器黑色线(OUT) → PLC输入点 PLC的COM端 → GND //关键区别点
注意：错误接线会导致PLC无法检测信号或短路！
4. 选型决策指南
graph TD
A[PLC输入类型?] -->|漏型(Sink)| B[选NPN]
A -->|源型(Source)| C[选PNP]
B --> D{需要安全低电平?}
D -->|是| E[优先NPN(故障时归零)]
D -->|否| F[根据库存选择]
C --> G{需要直接驱动继电器?}
G -->|是| H[优先PNP(高电平驱动)]5. 典型应用场景
| 场景 | 推荐类型 | 理由 |
|---|---|---|
| 安全回路急停 | NPN | 故障时强制归零更安全 |
| 直接驱动继电器 | PNP | 高电平输出减少驱动电路 |
| 日系PLC（三菱） | NPN | 日系PLC多默认漏型输入 |
| 欧系PLC（西门子） | PNP | 欧系设备常用源型输入 |
6. 常见问题处理
问题1：NPN传感器接源型PLC无反应
原因：电流路径不完整
解决：在PLC输入与+24V间加1kΩ上拉电阻
问题2：PNP传感器导致PLC输入常亮
原因：COM端误接+24V
解决：将COM端改接GND
问题3：干扰导致误触发
对策：
NPN型：在信号线对GND加100nF电容
PNP型：在信号线对+Vcc加100nF电容
7. 信号波形对比
| 状态 | NPN输出波形 | PNP输出波形 |
|---|---|---|
| 导通时 | 0V（低电平） | +24V（高电平） |
| 断开时 | 高阻态（悬空） | 高阻态（悬空） |
| 示波器显示 | 脉冲下沿触发 | 脉冲上沿触发 |
8. 国际标准差异
| 地区 | 主流类型 | 典型设备 |
|---|---|---|
| 中国/日本 | NPN | 三菱FX系列、欧姆龙CP1E |
| 欧洲 | PNP | 西门子S7-1200、倍加福传感器 |
| 北美 | 混合使用 | AB CompactLogix |
总结
本质区别：
NPN是"低电平有效"，电流从负载流向传感器
PNP是"高电平有效"，电流从传感器流向负载
选型口诀：
"日系NPN，欧系PNP；安全选NPN，驱动选PNP"兼容方案：
使用双向光耦隔离模块（如TLP281-4）可兼容两种类型
