OE0010 - Fotoelektrischer Sensor IFM - Kostenlose Bedienungsanleitung

BEDIENUNGSANLEITUNG OE0010 IFM

Infocard

Optische Sensoren

1 Bestimmungsgemäße Verwendung

Diese Infocard dient als Ergänzung zu den Datenblättern.

Weitere Informationen und Kontaktadressen unter www.ifm.com.

Näherungsschalter werden für die berührungslose Erfassung von Positionen, Füllständen und Grenzständen in industriellen Applikationen eingesetzt. Die Anwendung muss innerhalb der Grenzen des technischen Datenblatts erfolgen.

Die Produkte sind während ihres Einsatzes Einflüssen ausgesetzt, die sich auf Funktion, Lebensdauer, Qualität und Zuverlässigkeit des Produkts auswirken können. Umgebungseinflüsse über die Grenzen des technischen Datenblatts können die Funktion des Geräts beeinträchtigen. Dies gilt insbesondere für Anwendungen in explosionsgefährdeten Umgebungen und bei belastenden Umgebungseinflüssen wie Druck, Chemikalien, Temperaturschwankungen, Nässe und Strahlung sowie mechanischen Beanspruchungen, insbesondere bei nicht ordnungsgemäßem Einbau.

Der Kunde ist verpflichtet, die Produkte für den von ihm beabsichtigten konkreten Verwendungszweck selbst zu qualifizieren. Der Einsatz der Produkte in Anwendungen, bei denen die Sicherheit von Personen von der Funktion des Produktes abhängt, ist unzulässig. Die Nichtbeachtung kann zu Tod oder schweren Verletzungen führen.

Die Produkte sind für den Betrieb in Höhenlagen bis 2000 m NN ausgelegt, sofern im Datenblatt nicht anders angegeben.

Produkte mit Schutzklasse II sind regelmäßig auf Beschädigungen zu prüfen.

▶ Bei Beschädigung das Gerät vom Strom trennen und austauschen.

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

1.1 Cybersecurity

Installation

Das Gerät ist für den Betrieb in einer sicheren Umgebung gemäß IEC 62443-1-1 geeignet.

Das Gerät ist für den Betrieb hinter einer Firewall konzipiert.

▶ Eine Risikobeurteilung der Anlage nach IEC 62443-1-1 durchführen.
▶ Maßnahmen zur Sicherstellung der physikalischen Sicherheit ergreifen.

Betrieb

▶ Die in der Gerätedokumentation beschriebenen Security-Funktionen und die Empfehlungen für deren Anwendung beachten.

Wartung

▶ Systemkonfiguration und Systemdaten gemäß den Change-Management-Prozessen des Unternehmens sichern.

Außerbetriebnahme

▶ Darauf achten, dass keine schützenswerten Informationen in unberechtigte Hände gelangen können.

▶ Vor der Außerbetriebnahme des Geräts die Systemeinstellungen immer auf die Werkseinstellungen zurücksetzen.

2 Funktion

Funktionsweise eines optischen Sensors
Einweglichtschranke (EWS)	Der Sender (1) und der Empfänger (2) befinden sich in getrennten Gehäusen. Objekte werden durch Unterbrechen des Lichtstrahls erkannt.
Reflexlichtschranke (RLS)	Der Sender und der Empfänger befinden sich in einem Gehäuse (3). Der Lichtstrahl wird von einem Reflektor (4) reflektiert. Objekte werden durch Unterbrechen des Lichtstrahls erkannt.
Reflexlichttaster (RLT)	Der Sender und der Empfänger befinden sich in einem Gehäuse (3). Der Lichtstrahl wird von Objekten reflektiert (5). Die Objekte werden durch die Reflektion des Lichtstrahls nach dem energetischen Prinzip, dem geometrischen Prinzip oder aufgrund der Lichtlaufzeit erkannt. Energetisches Prinzip Der Schaltabstand ist abhängig von der Energie des reflektierten Lichts. Je nach Oberfläche des Objektes wird das Licht unterschiedlich gut reflektiert:helle Objekte -> gute Reflektion -> hoher Schaltabstanddunkle Objekte -> schlechte Reflektion -> niedriger Schaltabstand
Reflexlichttaster mit Hintergrundausblendung (HGA)	Geometrisches Prinzip Eine Entfernungsänderung des Objektes führt zu einer Ortsänderung des Lichtes auf dem Empfangselement welches ausgewertet wird. Die Tastweite ist nahezu unabhängig von der Energie des reflektierten Lichtes.

Funktionsweise eines optischen Sensors

Abstandssensor mit Hintergrund-ausblendung (HGA)

Lichtlaufzeit (ToF) PrinzipEs wird die Lichtlaufzeit zum Objekt gemessen. Diese ist proportional zu der Tastweite. Die Tastweite ist nahezu unabhängig von der Energie des reflektierten Lichtes. Das Sensorprinzip ist besonders robust bei spiegelnden Oberflächen. Sensoren dieser Klasse sind mehrheitlich als "absolut messend" ausgeführt (Messabstand wird z. B. über IO-Link ausgegeben).

1: Sender
2: Empfänger
3: Sender und Empfänger
4: Reflektor
5: Objekt

3 Montage

3.1 Mindestabstände bei Montage gleicher Geräte

Sensoren können sich gegenseitig beeinflussen, wenn sie nebeneinander oder gegenüber montiert werden. Folgende Montagehinweise sind zu beachten.

Einweglichtschranke

1:Sender
2:Empfänger

Reflexlichtschranke

1:Reflektor
2:Sender und Empfänger
3:Objekt

Reflexlichttaster

1:Sender und Empfänger
2:Objekt

Optische Sensoren mit Rot- oder Infrarotlicht strahlen das Licht kegelförmig aus.

Je nach Applikation sind weitere Lösungsansätze möglich.

3.2 Objekt-Hintergrund Abstand

Objekt-Hintergrund Kennlinie

Diese Kennlinie dient der Bestimmung des Mindestabstands zwischen Objekt und Hintergrund.

Beispiel: Sensor OGH200 mit Hintergrundausblendung, graues Objekt / Kennlinie 2, weißer Hintergrund

Ein Objekt (b) ist in einem Abstand von 200 mm vom Sensor zu erfassen. Die rote Linie trifft die x-Achse bei 200 mm, die y-Achse bei ca. 8 mm.

Dies bedeutet, dass der Hintergrund (c) mindestens 8 mm hinter dem Objekt (b) sein muss oder das Objekt muss 208 mm entfernt vom Sensor (a) sein.

x: Abstand Sensor / Objekt [mm]
y: min. Abstand Objekt / Hintergrund [mm]
a: Sensor
b: Objekt
c: Hintergrund

1: Objekt schwarz (6% Remission), Hintergrund x: (weiß 90% Remission)

Abstand Sensor / Objekt [mm]

2: Objekt grau (18% Remission), Hintergrund y: (weiß 90% Remission)

min. Abstand Objekt / Hintergrund [mm]

3: Objekt weiß (90% Remission), Hintergrund (weiß 90% Remission)

3.3 Montagehinweise Tripelspiegel (Reflektor)

Bei der Montage der Reflektoren sollten vorhandene Orientierungsmarkierungen (Pfeil, Markierung) beachten werden.

3.4 Montagehinweise Reflexlichttaster mit Hintergrundausblendung

Bei Lichttastern nach dem Lichtlaufzeitprinzip (ToF), ist der Bereich der wirksamen Hintergrundausblendung (HGA) endlich - Der Bereich wird im Datenblatt angegeben.

Empfohlen ist, dass der Lichtstrahl innerhalb dieses wirksamen HGA-Bereichs terminiert wird und nicht „unendlich“ weit strahlt.

4 Elektrischer Anschluss

Das Gerät darf nur von einer Elektrofachkraft installiert werden.

▶ Nationale und internationale Vorschriften zur Errichtung elektrotechnischer Anlagen befolgen.
▶ Geräte mit Schutzklasse III ausschließlich nach SELV / PELV mit Spannung versorgen.

▶ Anlage spannungsfrei schalten.
▶ Gerät nach Angaben auf dem Datenblatt/Typenschild anschließen.

4.1 Anschlusssysteme

2-Leiter-Technik

3-Leiter-Technik

4-Leiter-Technik

1: Miniatursicherung gemäß Datenblatt, falls dort angegeben. Nach einen Kurzschluss das Gerät auf sichere Funktion prüfen.
2: n-schaltend
3: p-schaltend

4.2 Belegung von Kabeln und Steckern

Standardbelegung bei 3-Leiter-Geräten DC

		Kabel1	Anschlussraum	US-100-Stecker1
L+		BN	1 / 3	PIN 1 / BN
L-		BU	2 / 4	PIN 3 / BU
Ausgang	Öffner Schließer	BK	x	PIN 2 / WHPIN 4 / BK

1 BK: schwarz, BN: braun, BU: blau, WH: weiß

Pinbelegung bei US-100-Steckverbindungen

Sicht auf den Stecker am Gerät	Pin	US-100-Stecker 1
	1	BN
	2	WH
	3	BU
	4	BK

1 BK: schwarz, BN: braun, BU: blau, WH: weiß

Die Kabel- und Steckerbelegung sowie Gerätedaten spezieller Gerätevarianten ➞ Datenblatt.

4.3 Parallelschaltung (Oder)

Die Stromaufnahme aller nicht geschalteten Geräte addiert sich. Geräte können zusammen mit mechanischen Schaltern verwendet werden.

Parallelschaltung 3-Leiter

Eine Parallelschaltung von 2-Leiter-Geräten ist nicht möglich.

4: Gerät 1
5: Gerät x

5 Glossar

Begriff	Erläuterung
Aktive Zone	Bereich, in dem das Gerät auf die Annäherung des Targets reagiert.
Ausgangsfunktion	Hellschaltend (light on):Der Schaltausgang des Sensors schaltet ein, sobald am Empfänger des Sensors Licht detektiert wird. Bsp.:Der Schaltausgang eines Reflexlichttasters (RLT) schaltet ein, sobald ein Objekt im Erfassungsbereich ist. Die Werkseinstellung bei programmierbaren Reflexlichttastern (RLT) und Geräten mit Hintergrundausblendung (HGA) ist hellschaltend.
	Dunkelschaltend (dark on):Der Schaltausgang des Sensors schaltet aus, sobald am Empfänger des Sensors Licht detektiert wird. Bsp.:Der Schaltausgang einer Reflexlichtschranke (RLS) schaltet ein, sobald der Lichtstrahl zwischen Tripelspiegel und Sensor durch ein Objekt unterbrochen wird. Die Werkseinstellung bei programmierbaren Einweglichtschranken (EWS) und Reflexlichtschranken (RLS) ist dunkelschaltend
Ausschaltverzögerung	Zeitverzögerung zwischen dem Austritt des Targets aus der aktiven Zone des Geräts und dem Schalten der Endstufe. Ermittelt durch ein mechanisches Messverfahren.
Bemessungsfrequenz des Versorgungsnetzes	50 Hz, 60 Hz oder Gleichspannung

Begriff	Erläuterung
Bemessungsolationsspannung	AC- und DC-Geräte mit Schutzklasse II: 250 V ACDC-Geräte mit Schutzklasse III: 60 V DC
Bemessungskurzschlussstrom	Bei kurzschlussfesten Geräten: 100 A. Bei AC-Geräten ohne Kurzschlussschutz: Erforderliche Sicherung →Datenblatt.
Bemessungsstoßspannungsfes-tigkeit	AC-Geräte je nach UB: 140 V AC = 2,5 kV bzw. 250 V AC = 4 kV (≡ Überspannungskategorie III)DC-Geräte mit Schutzklasse II: 4 kV (≡ Überspannungskategorie III). DC-Geräte mit Schutzklasse III: 60 V DC: 0,8 kV (≡ Überspannungskategorie II).
Bereitschaftsverzögerungszeit	Zeit, die das Gerät benötigt, um nach Anlegen der Betriebsspannung funktionsbereit zu sein.
Betriebsspannung► Anlaufverhalten	Spannungsbereich, in dem das Gerät sicher arbeitet. Stabilisierte und gut geglättete Gleichspannung verwenden. Nachdem die Betriebsspannung zum ersten Mal ihren Mindestwert erreicht hat, sollte der Endwert der Betriebsspannung spätestens nach einer Sekunde erreicht sein. Der Anlauf sollte stetig und mono-ton erfolgen.
Einschaltverzögerung	Zeitverzögerung zwischen dem Eintritt des Targets in die aktive Zone des Geräts und dem Schalten der Endstufe. Ermittelt durch ein me-chanisches Messverfahren.
Empfohlene Annäherungsrichtung	Die zu erfassenden Objekte sollten sich seitlich in die aktive Zone be-wegen. Der Abstand zwischen aktiver Fläche und Objekt sollte etwa die Hälfte des Schaltabstandes betragen.
Erfassungsbereich	Reflexlichtschranke / Einwegsystem• Reichweite Die Reichweite definiert den Abstand zwischen Sensor und angegebenen Tripelspiegel (RLS) oder Sender und zugehörigem Empfänger (EWS) bei dem der Näherungssensor eingesetzt werden kann. Bsp.:50...5000mm; E20005 Reflexlichttaster & Hintergrundausblender• Tastweite Die Tastweite definiert den Abstand zwischen Sensor und Objekt (90 %, 18 %, 6 % Remission) bei dem der Näherungssensor eingesetzt werden kann. Bsp.:weiß 90 % = 15-300grau 18 % = 15-290schwarz 6 % = 15-190 Mess-/Einstellbereich Der Mess-/Einstellbereich beschreibt den Bereich, in dem gemessen werden kann und Schaltpunkte eingestellt werden können. Bsp.:0,2...10m; weißes Papier 200 x 200 mm 90 % Remission
Funktionsreserve	Verhältnis zwischen empfangener Lichtmenge und der zum Schalten benötigten Lichtmenge.
Gebrauchskategorie	AC-Geräte: AC-140 (Steuerung kleiner elektromagnetischer Lasten mit Halteströmen < 200 mA). DC-Geräte: DC-13 (Steuerung von Elektromagneten).
Hintergrundausblendung	Reflexlichttaster mit Hintergrundausblendung grenzen den Schaltabstand auf eine einstellbare, geometrisch abgegrenzte Region ein. Damit ist es möglich, störende Elemente (z. B. Förderband, Maschinen-teile), die sich hinter dem Objekt befinden, optisch auszublenden. Innerhalb des Erfassungsbereichs befindliche Objekte werden weitestgehend unabhängig von ihren Reflexionseigenschaften erkannt.
Hysterese	Differenz zwischen Einschaltpunkt und Ausschaltpunkt.
Kurzschlussschutz	Getakteter Kurzschlussschutz bei kurzschlussfesten Geräten. Gegebenenfalls Sicherung gemäß Datenblatt beachten. Bei Geräten mit getaktetem Kurzschlussschutz kann bei Glühlampen, elektronischen Relais, kapazitiven Lasten oder niederohmigen Verbrauchern der Kurzschlussschutz ansprechen.
Leerlaufstrom	Stromaufnahme ohne Laststrom zur Eigenversorgung von 3-Leiter-Geräten.
Mindestbetriebsstrom Mindestlaststrom	Kleinster Betriebsstrom zur Aufrechterhaltung der Leitfähigkeit des Schaltelements bei 2-Leiter-Geräten.
Polfilter	Ein Polarisationsfilter ist ein Filter welcher Lichtwellen einer bestimmten Ebene passieren lässt und Lichtwellen einer anderen Ebene absorbiert.
Produktnorm	Näherungsschalter: IEC 60947-5-2
Reststrom	Dient der Eigenversorgung von 2-Leiter-Geräten und fließt auch bei gesperrtem Ausgang über die Last.
Schaltfrequenz	Die Schaltfrequenz f ist durch folgende Gleichung festgelegt: f = 1 / (ton + toff) Dabei ist ton der Einschaltverzug und toff der Ausschaltverzug.
Schutzart	IPxy gemäß IEC 60529IP68 Testbedingung: 1 m Wassertiefe, 7 TageIPx9K gemäß ISO 20653
Spannungsabfall	Spannung am Ausgangsschaltelement im leitenden Zustand.
Spiegelnde Objekte	Bei spiegelnden Objekten oder spiegelnden Hintergründen kann es sinnvoll sein, den Sensor in einem Winkel von ca. 5° - 10° zum Objekt auszurichten.
Standardtarget	Objekt mit genormten Abmessungen und Materialien, das beim Bewegen in die aktive Zone einen Wechsel des Schaltzustands bewirkt.
Strahlleistung	Einteilung der Strahlleistung in:• Laserklassen gemäß EN60825-1:2014-05• LED-Geräte gemäß DIN EN62471:2009 Risikogruppe 0

Begriff	Erläuterung
Transport- und Lagerungstemperatur Umgebungstemperatur	Die Transport- und Lagerungstemperatur entspricht der im Datenblatt angegebenen Umgebungstemperatur.► Unter -25°C das Kabel bei Kabelgeräten nicht mehr bewegen.
Verschmutzungsgrad	Die Produkte sind für den Verschmutzungsgrad 3 gemäß IEC 60947-1 ausgelegt.
Wartung, Instandsetzung und Entsorgung	Bei sach- und bestimmungsgemäßem Gebrauch sind keine darüberhinausgehenden Maßnahmen für Wartung und Instandhaltung notwendig ➞ 1.► ▶ Das Gerät nach Gebrauch umweltgerecht gemäß den gültigen nationalen Bestimmungen entsorgen.
Wiederholgenauigkeit	Die Differenz zwischen zwei beliebigen Messungen innerhalb des Messbereichs darf 10 % nicht überschreiten, sofern im Datenblatt nicht anders angegeben.