Qual è la differenza tra un'interfaccia a due fili e un'interfaccia PNP/NPN?
Interfaccia bifilare
L'interfaccia a due fili è un tipo di interfaccia utilizzata nella tecnologia di automazione e controllo per collegare sensori e attuatori.
In un'interfaccia a due fili, il sensore o l'attuatore è collegato tra due fili: il filo positivo di alimentazione (+) e il filo negativo di ritorno del segnale (-). Il filo di alimentazione serve ad alimentare il dispositivo, mentre il filo di ritorno del segnale serve a trasmettere il segnale al sistema di controllo.
Quando il sensore o l'attuatore di un'interfaccia a due fili viene attivato, interrompe o collega il collegamento tra i due fili e genera un segnale.
L'interfaccia a due fili viene utilizzata in genere per sensori e interruttori semplici che richiedono solo una singola uscita binaria. Questo tipo di interfaccia è relativamente facile da implementare e viene utilizzato in varie applicazioni, come il rilevamento di presenza.
È importante notare che l'interfaccia a due fili non consente di trasmettere informazioni aggiuntive o di comunicare con il sistema di controllo. Se si vogliono trasmettere altre informazioni, ad esempio un segnale analogico, è necessario un altro tipo di interfaccia.
L'interfaccia a due fili può essere polarizzata/non polarizzata con funzione di commutazione normalmente aperta/normalmente chiusa.
Esempio di interfaccia bifilare non polarizzata, normalmente aperta:
Esempio di interfaccia bifilare polarizzata con funzione di commutazione normalmente chiusa:
Interfaccia PNP/NPN
La maggior parte dei sensori di prossimità industriali (induttivi, capacitivi, ultrasonici, fotoelettrici) sono basati su semiconduttori.
I componenti elettronici a semiconduttore, come i transistor, sono utilizzati per commutare l'uscita del sensore quando viene rilevato un oggetto.
Esistono due tipi specifici di sensori a tre fili: PNP e NPN. La differenza sta nel circuito interno e nel tipo di transistor utilizzati.
Con l'interfaccia PNP, il pin di uscita del sensore, quando viene attivato (quando rileva la presenza di un oggetto), fornisce una tensione vicina alla tensione di alimentazione (di solito circa 24 V CC nelle applicazioni industriali). Quando il sensore non è attivato, sul pin di uscita è presente una tensione bassa o nulla.
I dispositivi PNP hanno solitamente tre connessioni: Alimentazione (+), massa (-) e uscita. L'uscita è collegata al carico, che a sua volta è collegato a terra. Ciò significa che il carico si attiva quando viene applicata una tensione all'uscita.
Esempio di interfaccia PNP normalmente aperta:
Un sensore NPN funziona in modo tale che quando rileva un oggetto o uno stato target, chiude il circuito tra l'uscita del sensore e la massa. Ciò significa che l'uscita del sensore è collegata a terra (tensione negativa della sorgente).
Quando il sensore è attivato (quando rileva un oggetto), l'uscita del sensore è collegata a massa, facendo scendere la tensione di uscita a un valore basso o a 0V.
Esempio di interfaccia NPN normalmente chiusa:
In sostanza, un sensore PNP collega il carico all'alimentazione, mentre un sensore NPN collega il carico a terra.
Nota: quando si effettua il collegamento a un PLC, occorre tenere presente che il sensore deve avere il tipo di uscita previsto dal PLC. Lo stadio di ingresso del PLC riconosce normalmente lo stato del sensore (acceso o spento). Tuttavia, si aspetta un sensore PNP o NPN.
Passaggio da un'interfaccia a due fili a PNP/NPN
Quando si passa da un'interfaccia a due fili a un'interfaccia PNP/NPN, è importante verificare la compatibilità del dispositivo con la nuova interfaccia. Alcuni sensori e attuatori possono essere solo a due fili e non possono essere semplicemente convertiti in un'interfaccia PNP/NPN.
Se il dispositivo è compatibile con un'interfaccia PNP/NPN, è necessario determinare i requisiti di alimentazione. La linea di alimentazione positiva (+) deve essere collegata alla fonte di alimentazione e la linea di segnale negativa (-) al dispositivo. È necessario assicurarsi che siano collegati e isolati correttamente.
In caso di conversione a un'interfaccia NPN, è importante collegare la massa (GND) al dispositivo. La massa serve come punto di riferimento per i segnali in un'interfaccia NPN.
È necessario verificare le impostazioni del dispositivo. Alcuni dispositivi hanno la possibilità di passare da un'interfaccia all'altra tramite un interruttore o un'interfaccia di configurazione. È necessario verificare che il dispositivo sia configurato correttamente per l'interfaccia PNP/NPN.
Una volta apportate le modifiche, è necessario testare e verificare che il dispositivo funzioni correttamente con la nuova interfaccia. È necessario ricordare che potrebbero essere necessarie ulteriori modifiche al sistema, come la modifica degli ingressi/uscite del sistema di controllo o l'adattamento del programma.