前两天车间有个兄弟问我说：”我新买的接近开关换上没反应，原来的PNP，我买了个NPN，应该一样用吧？”
我听完血压就上来了。这个问题我干电工前五年至少踩过三回，每次都是蹲在地上对着电柜发半小时呆，最后默默下单再买一个。今天就掰扯掰扯接近开关那点事，尤其是NPN和PNP的坑，新人老人都值得看看。
你以为的”一样用”其实差一根线
先说说最基础的东西。接近开关分两线制和三线制。两线制简单，两根线一正一负，串联进负载，没电的时候不通，感应到了就导通。缺点是有漏电流，接PLC的时候容易误触发。
三线制就复杂一点。棕色线接正极（一般是24V+），蓝色线接负极（0V），黑色线是信号输出。
NPN和PNP的区别就在这根黑线上——NPN是”灌电流”型，感应到物体时黑色线对蓝色线导通，相当于把信号拉到0V。PNP是”拉电流”型，感应到物体时黑色线对棕色线导通，输出的是24V。
说人话：PLC的数字量输入模块一般分漏型（sink）和源型（source）两种接法。西门子S7-200 SMART默认是漏型输入（高电平有效），你用NPN的话信号端被拉到0V，有效信号是0V——刚好反过来，所以程序里得反着写或者加非门。三菱FX系列默认也是漏型，但FX3U以后的输入端子可以调。
最好记的方法是：NPN输出低电平（0V），PNP输出高电平（24V）。
我踩过的一个典型坑
2019年有个项目，给一台自动焊机改限位保护。设备上用了一排施克（SICK）的PNP接近开关，孔径M12，检测距离4mm。有一个坏了，我得换新的。库房翻了一圈，找到的备件全是欧姆龙的E2E系列NPN型，型号E2E-X4MF1-Z。
我当时想：不行就改电路呗，加个继电器中转一下。结果焊机内部空间本来就挤，硬塞了一个中间继电器进去，线布得跟蜘蛛网似的。更惨的是继电器线圈带感性，PLC读取信号的时候经常抖动——焊枪对不准焊缝，废了一下午的料。
最后解决方案是老老实实买了PNP的型号回来换上。5分钟搞定，什么事没有。
所以第一原则：原型号是什么输出制式，就买什么，别自己搞转换。非要转的话，NPN转PNP最好用光耦隔离模块，别用继电器，抖得你怀疑人生。
两线制接近开关的漏电流问题
这个坑更隐蔽。
有个水泥厂的客户，皮带输送机的跑偏保护用了两线制接近开关。PLC是西门子S7-300，输入模块是SM321，24V DC输入。
皮带没跑偏的时候，接近开关按理应该断开。但是PLC的输入端指示灯一直亮着——信号一直为”1″。
我用万用表测了一下，断开状态下接近开关两端还有1.8mA的漏电流。SM321的输入门槛是：ON条件≥15V/2.5mA，OFF条件≤5V/1mA。1.8mA刚好在临界区间，模块认为信号还在。
解决方法是加了一个2.2kΩ的泄放电阻并联在PLC输入和0V之间，把漏电流从1.8mA分流降到0.7mA，这下OFF条件满足了。电阻功率选0.5W的，够了。
接近开关选型记好这几点
1. 类型选对。电感式只能测金属，电容式可以测塑料、液体、木材。很多新人用错了，拿电感式去检塑料瓶，死活检不到。你要是检测非金属材料，老老实实用电容式，比如图尔克BC5-QF5.5。
2. 检测距离留余量。理论距离和实际安装距离之间要打折。屏蔽型（齐平安装）的检测距离是额定值的60%左右，非屏蔽型（非齐平）好一些，能到90%。保险起见，选型时按实际需要的1.5倍来选。比如你需要2mm的检测距离，就买3mm规格的。
3. 注意安装环境。有铁屑的环境尽量选屏蔽型，金属碎屑不会堆积在感应面。有冷却液喷溅的场景选IP67以上，最好接头朝下安装，别让液体顺电缆流进开关。
4. 频率够不够。高速设备要注意开关频率。普通的电感式接近开关响应频率几百Hz到1kHz左右，检测很快的齿轮齿或者凸轮轴，得买高频型。欧姆龙E2E系列的高频型号可以做到5kHz，施克IME系列最高到8kHz。
5. 接线前测一下。换上新品先用万用表验证：棕色接24V+，蓝色接0V，黑色悬空。用铁片靠近感应面，NPN的话黑线对蓝线通（万用表蜂鸣响），PNP的话黑线对棕线通。不对就别往柜子里塞了。
最后说一句
接近开关这东西看着简单，真出了问题查起来很费时间。最怕的是现场只有一把万用表，示波器拿不过去，你明知道信号有问题但就是抓不住波形。我在水泥厂、化工厂、包装线上跟这玩意儿斗了十几年，总结下来就是一句话：规格别买错，安装留余量，有漏电流就加泄放电阻。
别像我当年那样，把继电器硬塞进柜子里。不仅难看，而且坑了自己。