光電開(kāi)關(guān)常開(kāi)常閉終極指南，一文學(xué)懂工業(yè)自動(dòng)化“眼睛”的開(kāi)關(guān)邏輯

• 時(shí)間：2025-06-08 03:42:26
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你有沒(méi)有想過(guò)，自動(dòng)門(mén)是如何在你靠近時(shí)瞬間打開(kāi)的？流水線(xiàn)上的產(chǎn)品又是如何被精確計數和定位的？這背后的“眼睛”和“決策者”，常常是光電開(kāi)關(guān)。而決定它如何“報告”檢測結果的，正是其核心的常開(kāi)（NO）與常閉（NC）輸出狀態(tài)。理解這兩種狀態(tài)，是精準運用光電開(kāi)關(guān)的關(guān)鍵。

一、 光電開(kāi)關(guān)：用光感知世界的工業(yè)傳感器

光電開(kāi)關(guān)的核心原理并不復雜：它通過(guò)發(fā)射光束（可見(jiàn)光、紅外光或激光）并檢測光束是否被目標物體遮擋或反射回來(lái)，從而判斷物體的有無(wú)、位置、顏色、距離甚至表面狀態(tài)。它主要由發(fā)光器（發(fā)射光線(xiàn)）和受光器（接收光線(xiàn)）組成。

• 對射型： 發(fā)光器和受光器分離相對安裝。當物體穿過(guò)它們之間阻斷光束時(shí)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作。檢測距離遠，精度高。
• 反射板型： 發(fā)光器和受光器集成在一起，光束射向專(zhuān)用的反射板再返回。物體阻擋光束即被檢測。
• 漫反射型： 發(fā)光器和受光器集成，直接探測物體反射回來(lái)的光線(xiàn)。安裝簡(jiǎn)便，但易受物體顏色、表面狀態(tài)影響。
• 槽型： 發(fā)光器和受光器固定在一個(gè)U型槽的兩側，物體穿過(guò)槽時(shí)阻斷光束。定位精準，常用于小物體檢測。

無(wú)論哪種類(lèi)型，其最終都需要輸出一個(gè)清晰的電信號：有物體？還是沒(méi)有物體？ 這就是常開(kāi)（NO） 和常閉（NC） 大顯身手的地方。

二、 常開(kāi)（NO） vs 常閉（NC）：理解開(kāi)關(guān)的“默認狀態(tài)”

想象一下開(kāi)關(guān)。常開(kāi)（Normally Open, NO） 和常閉（Normally Closed, NC） 描述的是光電開(kāi)關(guān)在未被觸發(fā)（即無(wú)有效目標物體處于檢測區）時(shí)的初始輸出狀態(tài)。

• 常開(kāi)（NO）觸點(diǎn)：

• 常態(tài)： 當光電開(kāi)關(guān)前方沒(méi)有檢測到目標物體時(shí)，其輸出回路處于斷開(kāi)（Open）狀態(tài)。形象地說(shuō)，就像開(kāi)關(guān)的“默認”位置是“關(guān)”。

• 觸發(fā)動(dòng)作： 當檢測到目標物體時(shí)，輸出回路閉合（Close），電流得以流通，信號變?yōu)椤巴ā被颉案唠娖健保ň唧w取決于負載和接線(xiàn)）。

• 工作邏輯： 無(wú)物體 = 斷開(kāi) (OFF)；有物體 = 閉合 (ON)

• 典型應用場(chǎng)景：

• 計數： 物體經(jīng)過(guò)時(shí)閉合信號，計數器+1。

• 存在檢測啟動(dòng)： 檢測到工件到位（信號閉合），觸發(fā)下一工序（如機械手抓取、設備啟動(dòng)）。

• 自動(dòng)門(mén)開(kāi)啟： 檢測到人靠近（信號閉合），驅動(dòng)開(kāi)門(mén)電機。

• 液位下限報警： 當液位低于檢測點(diǎn)（不再遮擋光束），信號閉合觸發(fā)報警或啟動(dòng)泵。

• 常閉（NC）觸點(diǎn)：

• 常態(tài)： 當光電開(kāi)關(guān)前方沒(méi)有檢測到目標物體時(shí)，其輸出回路處于閉合（Close）狀態(tài)。即開(kāi)關(guān)的“默認”位置是“開(kāi)”。

• 觸發(fā)動(dòng)作： 當檢測到目標物體時(shí)，輸出回路斷開(kāi)（Open），電流被切斷，信號變?yōu)椤皵唷被颉暗碗娖健薄?/p>

• 工作邏輯： 無(wú)物體 = 閉合 (ON)；有物體 = 斷開(kāi) (OFF)

• 典型應用場(chǎng)景：

• 安全防護/門(mén)禁： 安全光幕、設備防護門(mén)。正常情況下光束暢通（信號閉合），設備可運行；一旦有人或物闖入阻斷光束（信號斷開(kāi)），立即切斷設備電源或停機。這是安全應用的首選邏輯！

• 斷料/缺料檢測： 物料（如卷材、帶子）正常運行時(shí)遮擋光束（信號斷開(kāi)）；一旦物料斷裂或用盡（光束恢復暢通，信號閉合），觸發(fā)報警或停機。

• 液位上限報警： 當液位升高到檢測點(diǎn)（遮擋光束），信號斷開(kāi)觸發(fā)報警或關(guān)閉進(jìn)液閥。

• 物體在位確認（需持續遮擋）： 要求物體必須一直存在（信號保持斷開(kāi)），否則視為異常。

三、 如何選擇：NO還是NC？核心在于安全邏輯與默認需求

選擇NO還是NC，絕非隨意，而是基于系統在“無(wú)檢測狀態(tài)”（即常態(tài)）下的安全要求和功能需求：

1. 安全優(yōu)先原則： 對于涉及人身或設備安全的關(guān)鍵應用（如安全門(mén)、急?；芈?、旋轉部件防護），必須優(yōu)先選用常閉（NC）型觸點(diǎn)。 原因在于：

• 失效安全： 如果發(fā)生開(kāi)關(guān)本身故障（如內部斷線(xiàn)、電源中斷、光路意外受阻），NC觸點(diǎn)會(huì )斷開(kāi)輸出信號（即觸發(fā)“危險”狀態(tài)信號）?？刂葡到y接收到這個(gè)“斷開(kāi)”信號，會(huì )立即執行預設的安全動(dòng)作（如停機），從而避免因開(kāi)關(guān)失效導致的安全隱患。NO觸點(diǎn)在這種情況下會(huì )保持“斷開(kāi)”狀態(tài)，控制系統誤以為“安全”，這是極其危險的。
• 線(xiàn)路監測： NC觸點(diǎn)構成的回路在正常情況下是閉合導通的?？刂葡到y可以持續監測這個(gè)回路。如果線(xiàn)路被意外切斷（如斷線(xiàn)、接頭松動(dòng)），回路也會(huì )斷開(kāi)，等同于觸發(fā)安全信號，提高了系統的可靠性。

1. 功能邏輯匹配：

• 你需要“有物體”時(shí)觸發(fā)動(dòng)作（如計數、啟動(dòng)設備）？-> 通常選 NO。
• 你需要“無(wú)物體”時(shí)觸發(fā)動(dòng)作（如缺料報警）？-> 通常選 NC。
• 你需要物體“持續存在”來(lái)維持狀態(tài)（如確認夾具夾緊在位）？-> 通常選 NC（物體存在=信號斷開(kāi)；物體消失=信號閉合報警）。
• 你需要物體“出現”才打破常態(tài)（如安全防護）？-> 必須選 NC。

四、 進(jìn)階要點(diǎn)：選型與應用中的關(guān)鍵考量

• 輸出類(lèi)型與負載： 除了NO/NC觸點(diǎn)形式，還需明確輸出是晶體管（NPN/PNP）還是繼電器？電壓電流等級能否驅動(dòng)你的負載（如PLC輸入、繼電器線(xiàn)圈、指示燈）？接線(xiàn)方式（2線(xiàn)、3線(xiàn)、4線(xiàn)）？
• 抗干擾能力： 工業(yè)環(huán)境復雜，選擇具有良好抗光干擾（如太陽(yáng)光、焊接弧光）、電干擾能力的型號至關(guān)重要。注意外殼材質(zhì)（金屬屏蔽優(yōu)于塑料）和防護等級（IP rating）。
• 響應頻率： 對于高速運動(dòng)的物體檢測，必須選擇響應頻率足夠高的光電開(kāi)關(guān)。
• 檢測距離與物體特性： 根據實(shí)際安裝距離和被測物體的顏色、材質(zhì)、大小、表面特性（鏡面/啞光）選擇合適的檢測方式和型號。反射