Come cablare una barriera fotoelettrica di sicurezza? (Schemi di cablaggio NPN/PNP + problemi comuni)
Struttura e funzione di Barriere fotoelettriche di sicurezza
Una barriera fotoelettrica di sicurezza è composta da un trasmettitore e un ricevitore. Il trasmettitore emette raggi infrarossi, mentre il ricevitore li rileva, creando una barriera di sicurezza invisibile. Quando un oggetto interrompe il raggio, la barriera fotoelettrica invia un segnale di arresto per prevenire potenziali pericoli. È comunemente utilizzata in applicazioni come presse, piegatrici, linee automatizzate e celle di lavoro robotizzate.
Logica di uscita NPN e PNP nelle barriere fotoelettriche di sicurezza
L'uscita OSSD della barriera fotoelettrica è disponibile in due configurazioni: NPN e PNP. La scelta del tipo corretto è fondamentale per la compatibilità con PLC o relè di sicurezza.
L'uscita della barriera fotoelettrica di sicurezza deve corrispondere al tipo di ingresso del dispositivo di controllo a valle. In caso di dubbi, è generalmente più sicuro scegliere un'uscita PNP, poiché la maggior parte dei PLC e dei relè di sicurezza moderni supporta ingressi PNP (sourcing).
| Tipo di output | Stato | Tensione di uscita | Segnale PLC |
| NPN NO | Non attivato | Flottante ≈ 24V | ALTO |
| Innescato | 0V | BASSO | |
| NPN NC | Non attivato | 0V | BASSO |
Innescato | Flottante ≈ 24V | ALTO | |
PNP NO | Non attivato | 0V | BASSO |
Innescato | +24V | ALTO | |
PNP NC | Non attivato | +24V | ALTO |
Innescato | 0V | BASSO |
Differenza tra uscite normalmente aperte (NO) e normalmente chiuse (NC)
Il segnale di uscita della barriera fotoelettrica di sicurezza può essere normalmente aperto (NO) o normalmente chiuso (NC):
▪️NO (Normalmente aperto): nessun segnale di uscita in condizioni normali; il segnale si attiva quando il raggio è bloccato.
▪️NC (Normalmente Chiuso): Segnale presente in condizioni normali; il segnale scompare quando il raggio viene interrotto.
Nei sistemi di sicurezza industriale, le uscite NC sono spesso preferite perché possono comunque indicare una condizione di "guasto" (pericolo) in caso di scollegamento del cavo o guasto del dispositivo, garantendo una maggiore affidabilità della sicurezza.
Spiegazione dello schema elettrico della barriera fotoelettrica di sicurezza
In un collegamento con sensore a barriera fotoelettrica, il trasmettitore necessita solo di un alimentatore, mentre il ricevitore necessita sia dell'alimentazione che del cablaggio del segnale di uscita. Gli esempi seguenti illustrano gli schemi di cablaggio tipici di una barriera fotoelettrica.
Esempio 1: Emettitore e ricevitore con connettori a 7 pin
Emettitore (7 pin)
1. Marrone — +24 V CC
2. Blu — 0 V
3. Nero — CP
4. Bianco — NC
5. Verde — NC
6. Rosso — CE
7. Giallo — GND
2. Blu — 0 V
3. Nero — CP
4. Bianco — NC
5. Verde — NC
6. Rosso — CE
7. Giallo — GND
Ricevitore (7 pin)
1. Marrone — +24 V CC
2. Blu — 0 V
3. Nero — CP
4. Bianco — OSSD1
5. Verde — OSSD2
6. Rosso — CE
7. Giallo — GND
2. Blu — 0 V
3. Nero — CP
4. Bianco — OSSD1
5. Verde — OSSD2
6. Rosso — CE
7. Giallo — GND
NPN normalmente chiuso (NC)
PNP normalmente chiuso (NC)
NPN normalmente aperto (NO)
PNP normalmente aperto (NO)
Esempio 2: Emettitore con 3 pin, Ricevitore con 5 pin
Emettitore (3 pin)
1. Marrone — +24 V CC
2. Blu — 0 V
3. Giallo — GND
2. Blu — 0 V
3. Giallo — GND
Ricevitore (5 pin)
1. Marrone — +24 V CC
2. Blu — 0 V
3. Bianco — OSSD1
4. Nero — OSSD2
5. Giallo — GND
2. Blu — 0 V
3. Bianco — OSSD1
4. Nero — OSSD2
5. Giallo — GND
NPN normalmente chiuso (NC)
PNP normalmente chiuso (NC)
NPN normalmente aperto (NO)
PNP normalmente aperto (NO)
💡 Suggerimento: fare sempre riferimento allo schema elettrico del produttore o al manuale utente, poiché l'assegnazione dei pin può variare a seconda della marca.
Precauzioni per il cablaggio della barriera fotoelettrica di sicurezza
1. Utilizzare solo alimentazione CC 24 V, non collegare mai l'alimentazione CA.
2. Assicurarsi che la polarità sia corretta per evitare danni al circuito.
3. Scegliere NPN o PNP, mai entrambi.
4. Tenere i cavi di segnale lontani dalle linee ad alta tensione; se necessario, utilizzare cavi schermati.
5. Garantire una messa a terra affidabile per migliorare le prestazioni anti-interferenza.
6. Prima del cablaggio, confermare il tipo di input del PLC (sinking o sourcing).
7. Dopo il cablaggio, eseguire un test di blocco pratico per verificare che la logica e le uscite corrispondano al comportamento previsto.
Domande frequenti sul cablaggio delle barriere fotoelettriche di sicurezza
D1: Perché la barriera fotoelettrica di sicurezza non si accende?
Le possibili cause includono tensione di alimentazione insufficiente, polarità invertita o collegamenti allentati.
D2: Perché il segnale di uscita è sempre 0 V?
Controllare se è stato selezionato il tipo NPN/PNP corretto e verificarne la compatibilità con l'ingresso PLC.
D3: NPN e PNP possono essere utilizzati contemporaneamente?
No. È necessario utilizzare un solo tipo di uscita; collegarli entrambi potrebbe danneggiare il circuito di ingresso del PLC.
D4: Perché la logica di output è opposta a quella che mi aspettavo?
La barriera di sicurezza potrebbe utilizzare la logica NC predefinita. Consultare il manuale del prodotto per modificare la configurazione, se necessario.
Esempi di applicazione delle barriere fotoelettriche di sicurezza
Protezione della pressa
Arresta automaticamente la macchina quando la mano dell'operatore entra nella zona pericolosa.
Protezione della macchina piegatrice
Installato vicino alla matrice inferiore per evitare contatti accidentali.
Linea di produzione automatizzata
Protegge i punti di ingresso delle linee di imballaggio o di ispezione per impedire l'accesso non autorizzato.
Cella di lavoro robotica
Installati attorno alle aree robotizzate per sostituire le recinzioni tradizionali e consentire una collaborazione flessibile tra uomo e robot.
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