三菱 FX3U PLC 与霍尔传感器连接使用完整指南
三菱 FX3U PLC 与霍尔传感器的连接核心是根据霍尔传感器的输出类型（NPN/PNP/ 模拟量）匹配 PLC 输入回路，结合 FX3U 的数字量输入 / 高速计数 / 模拟量模块，实现位置、转速、金属检测等功能。以下是分类型的接线方法、参数配置、程序编写及调试要点。
一、霍尔传感器类型与 FX3U 适配性
霍尔传感器主要分 3 类，适配 FX3U 的不同输入方式：
| 传感器类型 | 输出信号 | 适配 FX3U 接口 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 开关型 NPN | 低电平有效（拉低） | 数字量输入（漏型）/ 高速计数器 | 转速测量、位置检测、金属有无检测 |
| 开关型 PNP | 高电平有效（拉高） | 数字量输入（源型）/ 高速计数器 | 同上（需调整接线） |
| 模拟量型（4-20mA/0-10V） | 连续模拟信号 | FX3U-4AD 模拟量模块 | 磁场强度、距离检测（非接触） |
二、硬件准备
核心器材清单
| 设备 | 规格 / 型号 | 作用 |
|---|---|---|
| FX3U PLC | FX3U-48MT/64MR | 核心控制（MT = 晶体管输出，MR = 继电器输出，输入均兼容 NPN/PNP） |
| 霍尔传感器 | 开关型 NPN（如 NJK-5002C）/PNP（如 NJK-5002D） | 检测磁场 / 金属信号 |
| 电源 | DC12V/24V（传感器供电） | 给霍尔传感器供电（多数霍尔传感器需外部 DC12-24V） |
| 屏蔽电缆 | RVSP 2×0.75mm² | 减少电磁干扰（霍尔传感器易受电机 / 变频器干扰） |
| 终端电阻（可选） | 1KΩ/2KΩ | PNP 传感器适配漏型输入时限流 |
| 模拟量模块（可选） | FX3U-4AD | 接收模拟量型霍尔传感器信号 |
三、开关型霍尔传感器（NPN/PNP）连接与使用
1. 接线规则（FX3U 输入回路原理）
FX3U 数字量输入默认支持漏型（NPN） 和源型（PNP） 切换（通过输入公共端 COM 配置）：
2. 具体接线步骤
（1）NPN 型霍尔传感器（最常用）
以 NJK-5002C（NPN 常闭，检测磁铁时输出低电平）为例：
| 霍尔传感器引脚 | FX3U 接线点 | 说明 |
|---|---|---|
| VCC | DC24V+（外部电源） | 传感器供电正极 |
| GND | DC24V-（外部电源） | 传感器供电负极，需与 FX3U 的 GND 共地 |
| OUT | FX3U 输入点（如 X0） | 信号输出，检测到磁铁时 OUT→GND（低电平） |
| FX3U 输入 COM 端 | DC24V-（外部电源） | 漏型输入配置 |
（2）PNP 型霍尔传感器
以 NJK-5002D（PNP 常开，检测磁铁时输出高电平）为例，分两种接线方式：
3. 程序编写（数字量检测 / 高速计数）
场景 1：简单金属 / 磁铁有无检测（数字量）
需求：检测到磁铁时，FX3U 输出 Y0（如指示灯亮）；未检测到则 Y0 灭。
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// 梯形图程序（GX Works2/GX Developer） LD X0 // X0接霍尔传感器OUT OUT Y0 // 检测到信号时Y0输出 // 若传感器为常闭型（无磁铁时OUT高，有磁铁时OUT低），需取反 // LDI X0 // OUT Y0
场景 2：转速测量（高速计数，HSC）
需求：霍尔传感器检测电机轴上的磁铁，计算电机转速（r/min）。
步骤 1：高速计数器组态（FX3U 内置 HSC）
FX3U 的 X0/X1/X2 为高速计数输入（最高 60kHz），以 X0 为例，配置 HSC 模式 0（单相单计数）：
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// 初始化高速计数器（D0存储计数值，D1存储转速） LD M8002 // 上电初始化 MOV K0 D0 // 计数器清零 MOV K0 D1 // 转速值清零 HSC K0 D0 // 启动高速计数器0（对应X0），计数值存入D0
步骤 2：转速计算程序
原理：转速 = （计数脉冲数 / 每转磁铁数） × 60 / 采样时间（s）示例：电机轴装 1 个磁铁，采样时间 1s，程序如下：
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// 1s定时中断（M8013为1s脉冲） LD M8013 MOV D0 D2 // 读取1s内的脉冲数到D2 MOV K0 D0 // 计数器清零 // 计算转速：D2（脉冲数）×60 / 1（每转磁铁数） / 1（采样时间） MUL D2 K60 D1 // D1=转速（r/min） // 转速限幅（防止异常值） CMP D1 K3000 M0 // 若转速>3000，M0=1 ANI M0 // 超过3000则清零 MOV K3000 D1 // 最大转速限制为3000r/min
4. 抗干扰优化
霍尔传感器易受电磁干扰，需做以下处理：
四、模拟量型霍尔传感器（4-20mA/0-10V）连接与使用
1. 硬件接线（FX3U-4AD 模块）
以 4-20mA 输出的霍尔传感器为例，接线如下：
| 传感器引脚 | FX3U-4AD 引脚 | 说明 |
|---|---|---|
| VCC | DC24V+ | 传感器供电 |
| GND | DC24V- | 传感器接地，与 FX3U-4AD 的 GND 共地 |
| OUT（4-20mA） | FX3U-4AD CH1+（AD1+） | 模拟信号正极 |
| - | FX3U-4AD CH1-（AD1-） | 模拟信号负极 |
2. FX3U-4AD 模块参数设置
需通过指令配置模块为 4-20mA 输入模式：
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// 模块初始化（K0=模块地址，默认0） LD M8002 MOV K0 K200 // CH1设为4-20mA输入（K200=4-20mA模式） MOV K0 K201 // CH2默认 MOV K0 K202 // CH3默认 MOV K0 K203 // CH4默认 OUT K200 K0 // 写入FX3U-4AD配置
3. 模拟量读取与标度转换
FX3U-4AD 读取的 4-20mA 原始值为 0-4095（12 位精度），转换为实际物理量（如磁场强度）：公式：实际值 = (原始值 - 0mA 对应值) / (20mA 对应值 - 4mA 对应值) × (量程上限 - 量程下限) + 量程下限示例（传感器量程 0-100mT，4mA=0mT，20mA=100mT）：
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// 读取CH1原始值到D10 LD M8000 FROM K0 K1 D10 K1 // K0=模块地址，K1=CH1，D10=存储地址，K1=读取1个通道 // 标度转换到D11（REAL型） LD M8000 MOV D10 D11 SUB K819 D11 // 4mA对应原始值=819（4095×4/20） DIV K3276 D11 // 20mA-4mA差值=3276（4095-819） MUL K100 D11 // 乘以量程100mT // D11即为实际磁场强度（mT）
五、常见问题及解决方法
| 故障现象 | 可能原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 霍尔传感器无输出 | 1. 供电电压不符；2. 检测距离超过量程；3. 无磁铁 / 金属触发 | 1. 核对传感器供电（如 DC12V 改 24V）；2. 缩短检测距离（霍尔传感器量程通常 5-10mm）；3. 确认触发源为磁铁（不是所有金属都能触发） |
| FX3U 输入灯不亮但传感器有输出 | 1. NPN/PNP 接线错误；2. COM 端电源接反；3. 共地不良 | 1. 切换输入 COM 端电源（漏型 / 源型）；2. 检查传感器 GND 与 FX3U GND 是否共地；3. 用万用表测量 OUT 引脚电压（NPN 有信号时应为 0V，PNP 为 24V） |
| 转速测量值波动大 | 1. 干扰导致计数错误；2. 采样时间过短；3. 每转磁铁数错误 | 1. 增加屏蔽和滤波；2. 延长采样时间（如 500ms）；3. 核对电机轴磁铁数量 |
| 模拟量值跳变 | 1. 电缆未屏蔽；2. 模块未接地；3. 传感器供电不稳 | 1. 更换屏蔽电缆并单端接地；2. FX3U-4AD 模块外壳接地；3. 传感器供电增加滤波电容（100μF） |
六、调试要点
七、典型应用案例
案例 1：电机转速监控
案例 2：物料定位检测
总结：FX3U 与霍尔传感器的连接核心是匹配输出类型（NPN/PNP）和输入回路（漏型 / 源型），数字量场景优先用高速计数器实现转速 / 位置检测，模拟量场景需通过 4AD 模块转换，同时做好抗干扰处理是稳定运行的关键。
