VSA005 - Beschleunigungsmesser IFM - Kostenlose Bedienungsanleitung

BEDIENUNGSANLEITUNG VSA005 IFM

Betriebsanleitung

Beschleunigungssensoren

VSAxxx

VSMxxx

VSPxxx

Inhaltsverzeichnis

1 Vorbemerkung.... 3

1.1 Verwendete Symbole 3
1.2 Warnhinweise.... 3

2 Sicherheitshinweise 4

3 Transport, Handhabung und Lagerung 5
4 Bestimmungsgemäße Verwendung 6

5 Funktion 7

5.1 Messprinzipien / Schnittstellen.... 7
5.2 Achsorientierung 7
5.3 Selbsttest 7

6 Montage....9

6.1 Kontaktoberfläche vorbereiten.... 9
6.2 Befestigungsarten 9

6.2.1 Verschrauben 9
6.2.2 Kleben 9
6.2.3 Magnet 10
6.2.4 Befestigung eines Sensors mit 90°-Konus 10

7 Elektrischer Anschluss.... 11

7.1 MEMS-Sensoren mit Stromausgang (VSA) 11
7.2 MEMS-Sensoren mit IEPE-Ausgang (VSM).... 11
7.3 Piezo-Sensoren mit IEPE-Ausgang (VSP) 12
7.4 Anschluss an Diagnoseelektronik VSE 12
7.5 Verwendung geschirmter Kabel 12

7.5.1 VSA / VSP-Geräte 12
7.5.2 VSM-Geräte 13

7.6 Anschlussbeispiele 13

8 Wartung, Instandsetzung und Entsorgung 15

1 Vorbemerkung

Anleitung, technische Daten, Zulassungen, Zubehör und weitere Informationen über den QR-Code auf dem Gerät / auf der Verpackung oder über documentation.ifm.com.

1.1 Verwendete Symbole

Voraussetzung
▶ Handlungsanweisung
Reaktion, Ergebnis

fett Bezeichnung von Tasten, Schaltflächen oder Anzeigen

Querverweis ohne Verlinkung

Querverweis mit Verlinkung

Wichtiger Hinweis

Fehlfunktionen oder Störungen sind bei Nichtbeachtung möglich

Information

Ergänzender Hinweis

1.2 Warnhinweise

Warnhinweise warnen vor möglichen Personen- und Sachschäden. Dadurch wird der sichere Umgang mit dem Produkt ermöglicht. Warnhinweise sind wie folgt abgestuft:

WARNUNG

Warnung vor schweren Personenschäden

▷ Tödliche und schwere Verletzungen sind möglich, wenn der Warnhinweis nicht beachtet wird.

VORSICHT

Warnung vor leichten bis mittelschweren Personenschäden

▷ Leichte bis mittelschwere Verletzungen sind möglich, wenn der Warnhinweis nicht beachtet wird.

ACHTUNG

Warnung vor Sachschäden

▷ Sachschäden sind möglich, wenn der Warnhinweis nicht beachtet wird.

2 Sicherheitshinweise

- Das beschriebene Gerät wird als Teilkomponente in einem System verbaut.

– Die Sicherheit dieses Systems liegt in der Verantwortung des Erstellers.
- Der Systemersteller ist verpflichtet, eine Risikobeurteilung durchzuführen und daraus eine Dokumentation nach den gesetzlichen und normativen Anforderungen für den Betreiber und den Benutzer des Systems zu erstellen und beizulegen. Diese muss alle erforderlichen Informationen und Sicherheitshinweise für den Betreiber, Benutzer und ggf. vom Systemersteller autorisiertes Servicepersonal beinhalten.

• Dieses Dokument vor Inbetriebnahme des Produktes lesen und während der Einsatzdauer aufbewahren.
• Das Produkt muss sich uneingeschränkt für die betreffenden Applikationen und Umgebungsbedingungen eignen.
• Das Produkt nur bestimmungsgemäß verwenden (→ Bestimmungsgemäße Verwendung).
• Die Missachtung von Anwendungshinweisen oder technischen Angaben kann zu Sach- und / oder Personenschäden führen.
• Für Folgen durch Eingriffe in das Produkt oder Fehlgebrauch durch den Betreiber übernimmt der Hersteller keine Haftung und keine Gewährleistung.
• Montage, elektrischer Anschluss, Inbetriebnahme, Bedienung und Wartung des Produktes darf nur ausgebildetes, vom Anlagenbetreiber autorisiertes Fachpersonal durchführen.
• Geräte und Kabel wirksam vor Beschädigung schützen.

3 Transport, Handhabung und Lagerung

▶ Das Gerät in der Originalverpackung lagern.
▶ Bei erneuter Lagerung des Geräts die Originalverpackung verwenden.
▶ Anderenfalls nicht benutzte Anschlüsse entweder mit einem Gegenstecker oder mit einer Schutzkappe versehen und das Gerät geeignet verpacken.
▶ Bei der Lagerung die für das Gerät zulässigen Umgebungsbedingungen beachten (→ Technische Daten).

4 Bestimmungsgemäße Verwendung

Das Gerät ist für die Schwingungserfassung an Maschinen und Anlagen und das Messen des Körperschalls (Beschleunigung) konzipiert.

• Anschluss an eine Diagnoseelektronik (z. B. VSE)

Für die Geräte VSPxxx gilt bei Verwendung in den USA und Kanada:

For USA and Canada, this product is specified for the control of a production process in a dedicated building or factory (industrial area).

5 Funktion

Beschleunigungssensoren messen den Körperschall (Beschleunigung) an nicht rotierenden Oberflächen. Das Ausgangssignal des Sensors ist das ungefilterte Rohsignal der Beschleunigung im Rahmen der im Datenblatt angegebenen Spezifikationen.

5.1 Messprinzipien / Schnittstellen

• MEMS-Sensoren (Micro-Electro-Mechanical Systems) basieren auf einem kapazitiven Messprinzip.
• Piezo-Sensoren nutzen den piezoelektrischen Effekt.

Gerätefamilie	Messprinzip*	Schnittstelle
VSA	MEMS	analoger Stromausgang
VSP	Piezo	IEPE(Integrated Electronics Piezo Electric), analoges Spannungssignal mit konstantem Versorgungsstrom
VSM	MEMS

* Empfehlung: Bei der Messung von Beschleunigungen an bewegten Objekten MEMS-basierende Sensoren verwenden.

5.2 Achsorientierung

Bei allen einachsigen Sensoren ist die z-Achse die Messrichtung. Die z-Achse entspricht der Einschraubrichtung.

1: Montagerichtung

5.3 Selbsttest

MEMS-Sensoren bieten zusammen mit den Diagnoseelektroniken der ifm (VSE) die Möglichkeit eines Selbsttests.

Die Messzelle des Sensors wird künstlich angeregt. Die Antwort auf diese Anregung wird über die Messleitung gemessen und ausgewertet. Dadurch wird die Funktion der gesamten Messkette inklusive Messzelle aktiv überprüft.

Bei Piezo-Sensoren stellt sich beim Anschluss an ein geeignetes Auswertegerät (z. B. Diagnoseelektronik VSE) ein Betriebspunkt (konstanter Strom) ein, damit kann ein Kabelbruch überwacht werden. Ein Test der Messzelle ist nicht möglich.

Bei VSM-Sensoren wird der Selbsttest der Messzelle nur über die Z-Achse durchgeführt.

▶ Die zugehörigen Leitungen (Z-Achse und Selbsttestleitung) an der gleichen Klemme eines geeigneten Auswertegerätes (z. B. VSExxx) anschließen.
▷ Der Selbsttest wird korrekt durchgeführt.

6 Montage

Die Messrichtung sollte in Richtung der Hauptschwingung liegen. Diese verläuft in der Regel in radialer Richtung zur Welle.

Bei Festlagern mit hoher Axialkraftaufnahme oder Axiallagern ist die bevorzugte Messrichtung axial zur Welle.

▶ Montage nur in massiver Gehäusewand und senkrecht zur Maschinenoberfläche in Lagernähe oder am Lagerschild.
▶ Messrichtung des Sensors beachten.
▶ Auf sichere Schwingungsübertragung achten und keine elastischen Zwischenschichten zulassen.

Adapter jeglicher Art haben Einfluss auf die Schwingungsmessung. Masse, Form und Steifigkeit des Adapters beeinflussen den Frequenzgang des Gesamtsystems. Es können sowohl Resonanzen als auch Dämpfungseffekte in verschiedenen Frequenzbereichen entstehen.

▶ Bei allen Befestigungsarten den Sensor mit einem Drehmoment gemäß Datenblatt anschrauben.

▷ Ein zu geringes Drehmoment kann zu einer zu schwachen Kopplung des Sensors an die Maschine führen, ein zu hohes Drehmoment kann den Sensor und die Schraube beschädigen.

6.1 Kontaktoberfläche vorbereiten

▶ Eine lackfreie, saubere und glatte Kontaktoberfläche zur Befestigung des Sensors vorbereiten. Die vorbereitete Kontaktoberfläche muss etwas größer als der Sensor oder der Montageadapter sein.

6.2 Befestigungsarten

Die folgende Tabelle zeigt den übertragbaren Messbereich von 3 verschiedenen Montagearten.

Befestigungsart	Frequenzbereich
Verschrauben	bis ca. 15 kHz
Direktes Aufkleben	bis ca. 8 kHz
Magnet	bis ca. 3 kHz

6.2.1 Verschrauben

Für die permanente Installation von Sensoren ist das Verschrauben die beste und empfohlene Methode.

▶ Sensor anschrauben.
▶ Mit Schraubensicherungslack die Verbindungs-Steifigkeit erhöhen.

6.2.2 Kleben

Kleben eignet sich für temporäre Messungen oder wenn die Oberfläche nicht für eine Verschraubung geeignet ist.

▶ Klebeadapter verwenden, damit der Sensor getauscht werden kann.
▶ Sensor am Klebeadapter befestigen.
▶ Die Adapter-Sensor-Einheit gemäß der Anleitung des verwendeten Klebers an der Maschine befestigen.

▶ Die Klebeschicht so dünn wie möglich auftragen.

▷ Im Allgemeinen werden Methyl-Cyanoacrylat-Kleber (z. B. Loctite 454) oder Epoxid-Kleber (z. B. Loctite EA 3450) verwendet.

▷ Bei der Wahl eines geeigneten Klebers neben den Materialien immer die Umgebungsbedingungen (z. B. den Temperaturbereich) berücksichtigen.

6.2.3 Magnet

Die Verwendung von Magneten wird nur für temporäre Messungen empfohlen und ist nur für magnetische Oberflächen geeignet.

▶ Sensor am Magnet befestigen.
▶ Die Magnet-Sensor-Einheit vorsichtig an der Maschine befestigen.

▷ Bei unvorsichtiger Anbringung können sehr hohe g-Kräfte entstehen, die den Sensor beschädigen können.

6.2.4 Befestigung eines Sensors mit 90°-Konus

Anfertigung der Bohrung für die Verschraubung gemäß Datenblatt unter Anwendung der gängigen Vorschriften / Normen.

▶ Auf ebenen Flächen eine Konus-Senkung anfertigen oder eine konische Unterlegscheibe verwenden.
▶ Auf schrägen oder gewölbten Flächen eine Konus-Senkung anfertigen.

7 Elektrischer Anschluss

Das Gerät darf nur von einer Elektrofachkraft installiert werden.

▶ Nationale und internationale Vorschriften zur Errichtung elektrotechnischer Anlagen befolgen.

▶ Anlage spannungsfrei schalten.
▶ Gerät anschließen.

7.1 MEMS-Sensoren mit Stromausgang (VSA)

Anschluss bei Sensoren mit M12-Stecker oder Anschlussleitung mit M12-Stecker

M12		Pin 1: L+
		Pin 2: Signalausgang (z-Achse)
		Pin 3: GND
		Pin 4: Selbsttest

Anschluss bei Sensoren mit Anschlussleitung

Adernfarbe	Signal
BN braun	L+
WH weiß	Signalausgang
BU blau	GND
BK schwarz	Selbsttest
Beilauflitze	Kabelschirmung

7.2 MEMS-Sensoren mit IEPE-Ausgang (VSM)

Anschluss bei Sensoren mit Anschlussleitung

Adernfarbe	Signal
BN braun	IEPE x-Achse (wenn vorhanden)
WH weiß	IEPE z-Achse *)
BU blau	GND
BK schwarz	Selbsttest *)
GY grau	IEPE y-Achse (wenn vorhanden)
Beilauflitze	Kabelschirmung

*) Der Selbsttest erfolgt nur über die Z-Achse.

▶ Beide Leitungen (BK und WH) an der gleichen Klemme eines geeigneten Auswertegerätes (z. B. VSExxx) anschließen.

Anschluss bei Sensoren mit M12-Stecker

M12		Pin 1: IEPE x-Achse (wenn vorhanden)
		Pin 2: IEPE z-Achse
		Pin 3: GND
		Pin 4: Selbsttest
		Pin 5: IEPE y-Achse (wenn vorhanden)

7.3 Piezo-Sensoren mit IEPE-Ausgang (VSP)

Anschluss bei Sensoren mit M12-Stecker

M12		Pin 1: -
		Pin 2: IEPE z-Achse
		Pin 3: -
		Pin 4: GND

Anschluss bei Sensoren mit Anschlussleitung

Adernfarbe	Signal
BK schwarz	GND
WH weiß	IEPE z-Achse
RD rot	keine Verbindung
Beilauflitze	Kabelschirmung

7.4 Anschluss an Diagnoseelektronik VSE

Sensoreingang VSE				Sensorausgang
S1	S2	S3	S4	Stromausgang	IEPE
9	16	20	24	BN: L+	n.c. (nicht belegt)
10	15	19	23	WH: Messsignal	Messsignal
11	14	18	22	BU: GND	GND
12	13	17	21	BK: Selbsttest	n.c. (nicht belegt) /Selbsttest (wenn vorhanden)

7.5 Verwendung geschirmter Kabel

▶ Zur Vermeidung kabelgebundener Störeinflüsse ein geschirmtes Kabel verwenden.
▶ Alle Maschinen- und Elektroteile erden.
▶ VSP-Geräte: Das Kabel unmittelbar nach dem Montageort befestigen.

▷ Werden mehrere Sensoren auf verschiedenen Maschinen eingesetzt, müssen alle Geräte auf der gleichen Erde geerdet werden.
▷ Damit werden Bodenschleifen über die Diagnoseelektronik verhindert.

7.5.1 VSA / VSP-Geräte

Empfehlung: Eine einseitige Schirmung (bevorzugt im Schaltschrank).

Bei kabelgebundenen Geräten ist der Schirm mit dem Sensorgehäuse und dem gegebenenfalls vorhandenen M12-Stecker verbunden.

7.5.2 VSM-Geräte

Empfehlung: Eine einseitige Schirmung an der Maschine.

Bei kabelgebundenen Geräten ist der Schirm mit dem Sensorgehäuse und dem gegebenenfalls vorhandenen M12-Stecker verbunden.

7.6 Anschlussbeispiele

Empfohlener Anschluss bei Sensoren mit M12-Stecker oder Anschlussleitung mit M12- Stecker, Beispiel VSA001

1:Schirm

Empfohlener Anschluss bei Sensoren mit Anschlussleitung, Beispiel VSA004

▶ Schirm nicht an der Kabeldose auflegen.

1: Schirm
2: Beilauflitze

Empfohlener Anschluss bei VSM-Sensoren mit Kabelstecker, Beispiel VSM101

▶ Schirm an der Kabeldose auflegen.

1: Beilauflitze
2:Schirm

8 Wartung, Instandsetzung und Entsorgung

Der Betrieb des Geräts ist wartungsfrei.

Das Gerät darf nur vom Hersteller repariert werden.

▶ Gerät nach Gebrauch umweltgerecht gemäß den gültigen nationalen Bestimmungen entsorgen.