感應器 NPN 和 PNP 差在哪?接錯會怎樣、怎麼跟 PLC 對接
先講結論:NPN 和 PNP 的差別只有一件事——輸出電晶體把負載接在哪一邊。NPN 動作時把黑線拉到 0V,負載要接在 +V 與黑線之間;PNP 動作時把 +24V 從黑線推出去,負載要接在黑線與 0V 之間。線色慣例是共通的:棕接電源正、藍接電源負、黑是輸出。接 PLC 只有一個關鍵:NPN 的輸入 COM 接 +24V、PNP 的輸入 COM 接 0V,接反了感測器燈照亮,PLC 就是收不到。
【電流怎麼走:記住一條路徑就好】
NPN(沉電流/sink):24V 正極 → 負載 → 黑線 → 感測器內的 NPN 電晶體 → 藍線 → 0V。負載掛在感測器上游,感測器的工作是「幫你接地」。OMRON E3Z 型錄的 NPN 輸出迴路圖就是這樣畫,負載位在棕線與黑線之間,時序圖也註明負載動作看「棕①-黑④之間」。
PNP(源電流/source):24V 正極 → 棕線 → 感測器內的 PNP 電晶體 → 黑線 → 負載 → 0V。負載掛在下游,感測器的工作是「幫你送電」。Panasonic 原廠說明列的路徑一模一樣:24V→棕→PNP 電晶體→黑→負載→0V。
同一顆負載,換型式就要換邊接——這是接錯的根源。
【三線式線色(OMRON E3Z 官方接腳表)】
| 線色 | 接到哪裡 | M8 接頭腳位 |
| 棕 | 電源 +V | ① |
| 藍 | 電源 0V | ③ |
| 黑 | 控制輸出 | ④ |
| 白 | E3Z 為空腳 | ② |
FOTEK PM 系列官方接線圖也是 ① Brown 進 +10~30VDC、③ Blue 回 0V、④ Black 出訊號。腳位編號依機種/接頭型式而異,接線前以機上或說明書標示為準。白線用途依機種而異:E3Z 是空腳、E2E NEXT 雙輸出型是第二組輸出(OUT2),接之前一律看機上標示或說明書。
【型號怎麼看出是 NPN 還是 PNP】
| 系列 | NPN | PNP |
|---|---|---|
| OMRON E3Z | 輸出碼 6(如 E3Z-R61) | 輸出碼 8(如 E3Z-R81) |
| OMRON E2E NEXT | 型號中段輸出碼 C□ | 型號中段輸出碼 B□ |
| FOTEK PM | PM12-04N(尾碼 N) | PM12-04P(尾碼 P) |
FOTEK PM 系列還有更快的一招:感應面顏色原廠就分好了,NPN 是紅色、PNP 是綠色、AC 兩線的 SCR 型是藍色,看一眼就知道。
【常開 NO 與常閉 NC】
NO(常開)=沒偵測到時輸出斷、偵測到才通;NC(常閉)=平常是通的,偵測到反而斷。安全連鎖、斷線要能被發現的迴路習慣用 NC。
| 型號 | 輸出型式 | 接點 |
|---|---|---|
| PM12-04N | NPN | NO 常開 |
| PM12-04NB | NPN | NC 常閉 |
| PM12-04P | PNP | NO 常開 |
| PM12-04PB | PNP | NC 常閉 |
FOTEK PM 就是型號多一個 B 變常閉(PM12-04NS 那個 S 指本體短型,跟輸出無關)。OMRON E2E NEXT 則是 B1/C1 為 NO、B2/C2 為 NC、B3/C3 一次給 NO+NC 兩組。光電開關更方便:E3Z 面板有動作切換開關,撥 L 側入光時 ON、撥 D 側遮光時 ON,同一顆現場改。
【接 PLC:COM 接 +24V 還是 0V】
把 PLC 的輸入點當成「負載」,規則跟前面一樣。
| 感測器型式 | 黑線(輸出)接 | 輸入 COM 接 | 俗稱 |
|---|---|---|---|
| NPN | 輸入點 Xn | +24V 側 | plus common |
| PNP | 輸入點 Xn | 0V 側 | minus common |
這兩條是 Panasonic 對自家 NPN 型 EX-11B 與 PNP 型 EX-11B-PN 接 PLC 的官方指示。另外 COM 是整組共用,同一組 COM 只能配一種型式,要混用得分到不同 COM 群組。
【接錯會怎樣】
| 狀況 | 現場現象 | 處理 |
|---|---|---|
| COM 極性接反 | 感測器動作燈會亮,PLC 完全收不到訊號 | 改該組 COM 的極性,不是換感測器 |
| PNP 黑線碰 0V 或機台鐵件 | 等於輸出短路 | 先斷電查線;規格有列輸出短路保護才救得回來 |
| NPN 黑線碰 0V 或機台鐵件 | 負載被永久驅動(誤動作),不是短路 | 先斷電查線;NPN 要黑線碰 +24V 才是輸出短路 |
| 棕藍接反 | 不動作 | 有電源逆接保護的機種可救,沒有的當場報銷 |
| 黑線直接推電磁閥或接觸器線圈 | 起初會動,之後燒輸出晶體 | 超過額定就串一顆繼電器 |
Panasonic 官方 FAQ 對 PNP 型光電列的典型症狀就是第一列:動作燈亮、ON 訊號進不去 PLC,把 plus common 改成 minus common 就解決。「燈會亮但 PLC 沒反應」先懷疑 COM 極性,別急著判感測器故障。輸出能推多少也要先算:OMRON E3Z 負載電流 100mA 以下、FOTEK PM 系列 DC 型 150mA max.;E3Z 官方迴路圖畫在負載位置的本來就是繼電器,再由接點去切真正的負載。
【二線式:跟負載串聯,沒有 NPN/PNP 之分】
二線式只有棕、藍兩條,感測器必須串在負載迴路裡;FOTEK TW 系列官方接線圖畫了兩種擺法,負載放藍線側或棕線側都行。代價是三個數字要先看:殘留電壓 4.0V max.(三線式 PM 系列只有 0.1V 以下)、洩漏電流 0.8mA max.、輸出電流 5.0~150mA max.——負載太輕、電流拉不到 5mA 就不保證動作。沒算過這三個數,PLC 輸入容易時好時壞或 OFF 不掉。
【安全提醒】
一、配線前先斷電,確認無電壓再動手。
二、輸出短路是最容易燒感測器的錯。OMRON E3Z、E2E NEXT 與 FOTEK PM 系列 DC 型都列了輸出短路保護與電源逆接保護,但要逐型號看——FOTEK AC 型只寫突波吸收電路,沒列就當作沒有。
三、電壓別接錯:FOTEK PM 系列 DC 型 10~30VDC、OMRON E3Z 為 DC12~24V±10%;AC 型(如 PM12-04S)是 90~250VAC,而且原廠註明負載必須先串好再送電。
四、電磁閥、接觸器線圈這類電感性負載,中間過一顆繼電器最省事。
五、歐系設備常見 PNP,OMRON 官方 FAQ 給的理由是安全考量:輸出線萬一碰到機殼或地,PNP 接法不會把負載誤驅動。台灣現場兩種都常見,動手前先確認設備型號;拿不準就把感測器與 PLC 輸入模組型號拍給我們核對。



