MFH221 - Industriesensor IFM - Kostenlose Bedienungsanleitung

BEDIENUNGSANLEITUNG MFH221 IFM

Betriebsanleitung

Druckfester Positionssensor für Hydraulikzylinder

MFH2xx

Inhaltsverzeichnis

1 Vorbemerkung.... 3

1.1 Verwendete Symbole 3

2 Sicherheitshinweise 4

2.1 Cybersecurity 4

3 Transport, Handhabung und Lagerung 5

4 Lieferumfang 6

5 Bestimmungsgemäße Verwendung 7

5.1 Einsatzbereich.... 7

5.2 Beschränkung des Einsatzbereichs 7

6 Funktion 8

6.1 Messprinzip.... 8

6.2 Signalbereich 8

6.3 Schaltsignal.... 8

6.4 Applikationsbeispiele zur Positionsüberwachung 11

6.4.1 Feineinstellung der Endlage.... 11

6.4.2 Wegmessung mit konischer Schaltnocke 11

6.4.3 Überwachung Hochdruckventil 11

6.5 IO-Link 12

7 Montage.... 13

8 Elektrischer Anschluss.... 14

9 Bedien- und Anzeigeelemente 15

10 Parametrierung 16

10.1 Ausgangspolarität der Schaltausgänge 16

10.2 Logik 16

10.3 Ausgang deaktivieren 17

10.4 Schaltpunkte manuell parametrieren 17

10.5 Schaltverzögerung 17

10.6 Teach-Funktionen 18

10.6.1 Schaltpunkt-Teach 18

10.6.2 Fenster-Teach 19

10.7 Diagnose.... 19

10.7.1 Schaltzyklenüberwachung.... 20

10.7.2 Betriebsstundenzähler 21

10.7.3 Einschaltvorgänge 21

10.7.4 Interne Temperatur 21

10.8 Gerät zurücksetzen (Reset) 22

10.9 Identifikation.... 22

10.9.1 Geräteinformationen 22

10.10 Parametrierbeispiele 23

10.10.1 Endlage einstellen 23

10.10.2 Endlage überwachen 24

10.10.3 Wegmessung in der Endlage 24

11 Betrieb 26

12 Fehlerbehebung 27

13 Wartung, Instandsetzung und Entsorgung 28

14 Werkseinstellungen 29

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

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.

2.1 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.

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 Lieferumfang

• Druckfester Positionssensor für Hydraulikzylinder
• Kontermutter

Für die Montage und den Betrieb sind zusätzlich erforderlich:

Gabelschlüssel mit Schlüsselweite 10 mm und Gabelschlüssel mit Schlüsselweite 17 mm; nicht im Lieferumfang enthalten.

5 Bestimmungsgemäße Verwendung

Das Gerät überwacht kontinuierlich und berührungslos die Position eines ferromagnetischen Targets.

Das Gerät basiert auf dem magnetischen Messprinzip, benötigt jedoch keinen externen Bedämpfungsmagneten.

5.1 Einsatzbereich

Das Gerät dient der Positionserfassung der Kolbenstellung in Hydraulikzylindern.

Das Gerät wird mithilfe einer Einschraubmuffe in die Gehäusewand eines Hydraulikzylinders eingebaut und erfasst die Position einer Schaltnocke auf der Kolbenstange.

5.2 Beschränkung des Einsatzbereichs

Das Gerät ist nicht für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zugelassen.

Bei folgenden Umgebungsbedingungen können Fehlmessungen auftreten:

• Ferromagnetische Umgebung (Elemente aus Eisen).
• Elektromagnetische Wechselfelder.
• Dauermagnete oder magnetisierte Zylinderteile.

6 Funktion

Das Gerät bietet folgende Funktionen und meldet sie durch ein Schaltsignal:

• Überwachung der Kolbenstellung in Hydraulikzylindern
• Diagnosefunktionen:

– Schaltzyklenzähler ➞ 20
- Betriebsstundenzähler ➞ 21
– Einschaltvorgänge ➞ 21
- Interne Temperatur ➞ 21

Es stehen zwei physikalische Schaltausgänge zur Verfügung.

• Der Schaltkanal SSC1.1 ist dem Ausgang OUT1 fest zugewiesen.
• Der Schaltkanal SSC1.2 ist dem Ausgang OUT2 fest zugewiesen.

6.1 Messprinzip

Das Gerät erkennt eine Änderung des Magnetfelds, die sich durch Annäherung eines ferromagnetischen oder magnetischen Targets ergibt.

1: Magnetfeld ohne Target
2: Ferromagnetisches Target
3: Magnetfeld mit Target

Abb. 1: Messprinzip

Bei Verwendung einer Normmessplatte aus Eisen (12x12x1 mm) und einer Annäherung auf der Achse ist das berechnete Ausgangssignal linear und proportional zur Position des Targets.

Ferromagnetische Materialien wie Eisen, Permanentmagnete und magnetische Felder in der Umgebung des Gerätes und des Gebermagneten können das Signal beeinflussen und verfälschen.

6.2 Signalbereich

Das Gerät liefert einen Messwert PDV1, der von der Position des Targets im Bereich von 0 bis 200 abhängig ist. Dieser Wert ist dimensionslos, jedoch proportional zur Position des Targets.

Bei Verwendung einer Normmessplatte beträgt der Messbereich 2 mm. Die Form und das Material des Targets können die Größe des Messbereichs sowie dessen Linearität beeinflussen.

6.3 Schaltsignal

Das Gerät stellt über Schaltkanäle (SSC = Switching Signal Channel) digitale Schaltsignale bereit.

Das Gerät verfügt über 2 digitale Schaltkanäle SSC1.1 und SSC1.2.

Die Schaltkanäle können über die IO-Link Schnittstelle und die Hardware-Ausgänge ausgewertet werden.

Die Schaltkanäle sind den physikalischen Hardwareausgängen fest zugewiesen:

• SSC1.1 zu OUT1
• SSC1.2 zu OUT2

Jeder Schaltkanal kann einzeln parametriert werden.

Bei der Parametrierung werden Schaltpunkte sowie der Modus und die Logik der Schaltkanäle eingestellt.

Modus

Es kann zwischen den folgenden Modi nach IO-Link Smart Sensor Profil – Function Class "Object Detection" – gewählt werden:

• Deactivated
• Single Point Mode
• Two Point Mode
• Window Mode

Logik

Durch die Einstellung der Logik High active oder Low active kann festgelegt werden, welchen Wert der Schaltkanal im aktiven Zustand hat:

• High active: Der Schaltkanal ist im aktiven Zustand "high" (= ON = Schließer = Normally open = 1)
• Low active: Der Schaltkanal ist im aktiven Zustand "low" (= OFF = Öffner = Normally closed = 0)

In den folgenden Abbildungen wird der Zustand der Schaltkanäle in Abhängigkeit von Modus, Logik und Prozessdatenwert (PDV) dargestellt.

Deactivated

Wird für einen Schaltkanal der Modus Deactivated eingestellt, dann hat der Schaltkanal unabhängig vom Prozesswert dauerhaft folgenden Wert:

• Bei Logik High active: dauerhaft "low".
• Bei Logik Low active: dauerhaft "high".

Abb. 2: Deactivated / High active

Abb. 3: Deactivated / Low active

Single Point Mode

Es wird nur ein Schaltpunkt SP1 manuell eingestellt oder geteacht.

Der Rückschaltpunkt SP1+H ergibt sich aus dem Schaltpunkt und der eingestellten Hysterese.

Beim Teach wird der Schaltpunkt um die Hysterese über den geteachten Prozesswert TP1 gesetzt.

Abb. 4: Single Point Mode / High active

Abb. 5: Single Point Mode / Low active

H: Hysterese

SP1: Schaltpunkt

TP1: Teach-Punkt

TP1+H: Schaltpunkt beim Teach (= SP1)

SP1+H Rückschaltpunkt

H: Hysterese

SP1: Schaltpunkt

TP1: Teach-Punkt

TP1+H: Schaltpunkt beim Teach (= SP1)

SP1+H Rückschaltpunkt

Two Point Mode

Es werden ein Schaltpunkt SP1 und ein Schaltpunkt SP2 manuell eingestellt oder geteacht.

Die Lage der Schaltpunkte ist frei wählbar: SP1 kann sowohl unterhalb als auch oberhalb von SP2 liegen. Der größere Schaltpunkt ist der Rückschaltpunkt. Im dargestellten Beispiel ist SP2 der Schaltpunkt und SP1 der Rückschaltpunkt.

Beim Teach wird der Schaltpunkt direkt auf den jeweiligen geteachten Prozesswert TPx gesetzt.

Die Hysterese wird im Two Point Mode ignoriert.

Abb. 6: Two Point Mode / High acitve

SP1: Schaltpunkt 1

SP2: Schaltpunkt 2

TP1: Teach-Punkt 1 (= SP1)

TP2: Teach-Punkt 2 (= SP2)

Abb. 7: Two Point Mode / Low active

SP1: Schaltpunkt 1

SP2: Schaltpunkt 2

TP1: Teach-Punkt 1 (= SP1)

TP2: Teach-Punkt 2 (= SP2)

Window Mode

Es werden zwei Schaltpunkte SP1 und SP2 manuell eingestellt oder geteacht.

Die beiden Schaltpunkte begrenzen einen Fensterbereich.

Die Lage der Schaltpunkte ist frei wählbar: SP1 kann sowohl unterhalb als auch oberhalb von SP2 liegen. Der kleinere Schaltpunkt ist der untere Grenzwert, der größere Schaltpunkt der obere Grenzwert des Fensterbereichs.

Beim Teach wird der Schaltpunkt direkt auf den jeweiligen geteachten Prozesswert TPx gesetzt.

Wenn der Prozessdatenwert den Fensterbereich betritt, ändert sich der Zustand des Schaltkanals beim Überschreiten/Unterschreiten der Schaltpunkte.

Wenn der Prozessdatenwert den Fensterbereich verlässt, ändert sich der Zustand des Schaltkanals beim Überschreiten/Unterschreiten des Schaltpunkts zuzüglich/abzüglich der Hysterese.

Abb. 8: Window Mode / High active

H: Hysterese

SP1: Schaltpunkt 1

SP2: Schaltpunkt 2

TP1: Teach-Punkt 1 (= SP1)

TP2: Teach-Punkt 2 (= SP2)

Abb. 9: Window Mode / Low active

H: Hysterese

SP1: Schaltpunkt 1

SP2: Schaltpunkt 2

TP1: Teach-Punkt 1 (= SP1)

TP2: Teach-Punkt 2 (= SP2)

6.4 Applikationsbeispiele zur Positionsüberwachung

6.4.1 Feineinstellung der Endlage

Die Signalstärke des Geräts hängt von der Überdeckung der aktiven Fläche durch die Schaltnocke am Zylinderkolben ab.

Abb. 10: Feineinstellung der Endlage
A: Volle Überdeckung
B: Geringe Überdeckung

C: Keine Überdeckung

Bei voller Überdeckung (A) ist der Messwert PDV1 klein, bei geringer Überdeckung (B) ist er größer. Der Schaltpunkt für eine Endlage kann in der Applikation anhand der tatsächlichen Überdeckung eingestellt werden. Dadurch werden Toleranzen durch Montage etc. nicht berücksichtigt und das Schaltsignal in der Endlage ist präziser.

Um einen harten Anschlag des Kolbens oder der Applikation in der Endlage zu vermeiden, kann der Schaltpunkt vor die mechanische Endlage gesetzt werden (C).

Durch die Überwachung des Messwerts PDV1 können Verschleiß oder Verschmutzung in der Applikation erkannt werden. Dazu müssen die Signale aus (A) und (B) verglichen und die Schaltsignale entsprechend eingestellt werden.

6.4.2 Wegmessung mit konischer Schaltnocke

Der Messbereich kann durch eine konisch verlaufende Schaltnocke vergrößert werden.

Durch die schräge Geometrie ändert sich bei einer entsprechenden Bewegung der Kolbenstange die Überdeckung der aktiven Fläche bzw. der Abstand zwischen aktiver Fläche und Target weniger.

Abb. 11: Wegmessung mit konischer Schaltnocke

Wird das Gerät in einem Bremszylinder eingesetzt, kann über den erweiterten Messbereich ermittelt werden, ob die Bremse betätigt ist und wie weit der Kolben ausfährt. Daraus lässt sich ableiten, wie stark die Bremsbeläge verschlissen sind.

6.4.3 Überwachung Hochdruckventil

Das Gerät kann in unterschiedlichen Hochdruckapplikationen verwendet werden. An einem Hochdruckventil kann das Gerät beispielsweise die Schließfunktion überwachen und eine Blockade oder Verschmutzung erkennen.

6.5 IO-Link

IO-Link ist ein Kommunikationssystem für die Anbindung intelligenter Sensoren und Aktoren an Automatisierungssysteme. IO-Link ist in der Norm IEC 61131-9 standardisiert.

Allgemeine Informationen zu IO-Link unter io-link.ifm

Input Output Device Description (IODD) mit allen Parametern, Prozessdaten und detaillierten Beschreibungen zum Gerät unter documentation.ifm.com

IO-Link bietet folgende Vorteile:

• Störfeste Übertragung aller Daten und Prozesswerte
- Parametrierung im laufenden Prozess oder Voreinstellung außerhalb der Applikation
• Parameter zur Identifikation der angeschlossenen Geräte in der Anlage
• Zusätzliche Parameter und Diagnosefunktionen
- Automatische Sicherung und Wiederherstellung von Parametersätzen bei Geräteaustausch (Data storage)
- Protokollierung der Parametersätze, Prozesswerte und Ereignisse
- Gerätebeschreibungsdatei (IODD – Input Output Device Description) für einfache Projektierung
• Standardisierter elektrischer Anschluss
- Fernwartung

7 Montage

1: Gerät
2: Einschweißmuffe

Das Gerät kann durch die Einschraubtiefe auf die Kolbenstange eingestellt werden.

Das Gerät nicht zu tief einschrauben, um mechanische Beschädigungen von Gerät, Kolbenstange und Zylinder zu vermeiden.

Für die Montage mit festem Anschlag sind Geräte der Serie M9H zu verwenden.

1: Gerät
2: Kolbenstange
3: Kolben mit Schaltnocke

▶ Kolbenstange in die zu erfassende Endlage bringen.
▶ Gerät bis zum Anschlag einschrauben.
▶ Gerät eine halbe Drehung zurückschrauben ( 0,5 mm), zum Schutz vor mechanischer Beschädigung.
▶ Befestigungsmutter anziehen (Anzugsdrehmoment ➞ Datenblatt).

Für eine Feineinstellung zusätzlich beachten: Feineinstellung der Endlage ➞ 11.

8 Elektrischer Anschluss

Das Gerät darf nur von einer Elektrofachkraft installiert werden.

Nationale und internationale Vorschriften zur Errichtung elektrotechnischer Anlagen befolgen.

Spannungsversorgung nach SELV, PELV.

▶ Anlage spannungsfrei schalten.
▶ Gerät folgendermaßen anschließen:

Abb. 12: Anschlussbild

Pin	Belegung
1	L+
3	L-
4 (OUT1)	Schaltausgang oder IO-Link
2 (OUT2)	Schaltausgang

Abb. 13: Beispielschaltungen

1: 2 x p-schaltend

2 : 2 x n-schaltend

9 Bedien- und Anzeigeelemente

LED gelb: Nur bei Geräten mit Kabelabgang

Das gelbe Leuchten der LED signalisiert, dass der Schaltkanal SSC1 den Zustand "high" hat.

• Ist der Schaltkanal auf die Logik High active eingestellt, leuchtet die LED wenn der Schaltkanal im aktiven Zustand ist.
• Ist der Schaltkanal auf die Logik Low active eingestellt, erlischt die LED wenn der Schaltkanal im aktiven Zustand ist.

Die Schaltzustands-LED kann mit dem Kommando Locator in ein Doppelblinken versetzt werden, um das Gerät in der Anlage identifizieren zu können.

Bei einem Kurzschluss oder Hardwarefehler im Gerät blinkt die Schaltzustands-LED mit 5 Hz, bis der Fehler beseitigt ist.

10 Parametrierung

Die Parametrierung wird über die IO-Link Schnittstelle an Pin 4 per Parametriersoftware durchgeführt. Parameter können vor Einbau und Inbetriebnahme des Geräts oder während des laufenden Betriebs eingestellt werden.

Ändern Sie Parameter während des Betriebs, wird die Funktionsweise der Anlage beeinflusst.

▶ Sicherstellen, dass es nicht zu Fehlfunktionen in der Anlage kommt.

Während des Parametriervorgangs bleibt das Gerät im Arbeitsbetrieb. Es führt seine Überwachungsfunktionen mit dem bestehenden Parameter weiter aus, bis die Parametrierung abgeschlossen ist.

Das Gerät kann zum Beispiel auf folgende Weise über die IO-Link Schnittstelle parametriert werden:

• Parametrierung über eine geeignete Parametriersoftware, z. B. ifm moneo|configure
  • Parametrierung über eine SPS
  • Parametrierung über eine IIoT-Applikation

Voraussetzungen für die Parametrierung über die IO-Link Schnittstelle:

√ Die Input Output Device Description (IODD) für das Gerät bei Parametrierung über eine Parametrier-software, siehe documentation.ifm.com
√ Die IO-Link Schnittstellenbeschreibung (PDF) für das Gerät bei Parametrierung über eine SPS oder IIoT-Applikation, siehe documentation.ifm.com

√ Ein IO-Link Master

▶ Den IO-Link Master mit der Parametriersoftware, der SPS oder der IIoT-Applikation verbinden.

▶ Das Gerät mit einem geeigneten freien Port des IO-Link Masters verbinden.

▶ Den Port des IO-Link Masters auf die Betriebsart IO-Link einstellen.

▷ Das Gerät wechselt in den IO-Link Modus.

▶ Parametereinstellungen in der Software ändern.

▶ Parametereinstellungen zum Gerät schreiben.

Hilfen zur Systemeinbindung und zur Parametrierung via IO-Link:

→ Handbuch der Parametriersoftware (z. B. moneo)
→ Erläuterungen und "Startup Packages" unter ifm.com/cnt/io-link-system-integration.

Bei Wechsel des Hydraulikzylinders ist möglicherweise eine Anpassung der Geräteeinstellungen erforderlich.

10.1 Ausgangspolarität der Schaltausgänge

Über den Parameter P-n kann ausgewählt werden, ob die Schaltausgänge positivschaltend oder negativschaltend betrieben werden.

▶ Parameter > Grundeinstellungen aufrufen.
▶ P-n wählen und PnP oder nPn einstellen.

10.2 Logik

Die Logik der Schaltkanäle kann eingestellt werden.

Auswählbare Werte:

• High active = Schließer = normally open
- Low active = Öffner = normally closed
▶ Parameter > SSC1.x aufrufen.

▶ SSC1.x Config. Logic wählen und die Schaltpunktlogik für den Schaltkanal SSC1.x einstellen.

10.3 Ausgang deaktivieren

Das Ausgangssignal für den Ausgang kann folgendermaßen ausgeschaltet werden:

Deactivated: Der Schaltkanal ist deaktiviert, d.h. der Schaltzustand ist dauerhaft im inaktiven Zustand: Bei Einstellung High active dauerhaft "low", bei Einstellung Low active dauerhaft "high".

▶ Parameter > SSC1.x aufrufen.
▶ SSC1.x Config. Mode wählen und Deactivated einstellen.

10.4 Schaltpunkte manuell parametrieren

▶ Bei der Parametrierung den Modus vor den weiteren Parametern wie Schaltpunkt und Hysterese einstellen.

Single Point Mode:

▶ SSC1.x Config. Mode wählen und den Modus einstellen: Single Point.
▶ SSC1.x Param. SP1 wählen und den Schaltpunkt 1 einstellen.
▶ SSC1.x Config. Hyst wählen und die Hysterese einstellen.

Two Point Mode:

▶ SSC1.x Config. Mode wählen und den Modus einstellen: Two Point.
▶ SSC1.x Param. SP1 wählen und den Schaltpunkt 1 einstellen.
▶ SSC1.x Param. SP2 wählen und den Schaltpunkt 2 einstellen.

Window Mode:

▶ SSC1.x Config. Mode wählen und den Modus einstellen: Window.
▶ SSC1.x Param. SP1 wählen und den Schaltpunkt 1 einstellen.
▶ SSC1.x Param. SP2 wählen und den Schaltpunkt 2 einstellen.
▶ SSC1.x Config. Hyst wählen und die Hysterese einstellen.
▶ Die geänderten Parametereinstellungen auf dem Gerät speichern.

Alle Ein- und Ausschaltpunkte mit oder ohne Hysterese müssen in dem Einstellbereich 5 bis 195 liegen. Diese Einschränkung gilt für jeden Modus, damit zwischen den Modi umgestellt werden kann.

Wird die Hysterese auf 0 gesetzt, übernimmt das Gerät die Einstellung Auto. Diese Einstellung entspricht einem Hysteresewert von 10.

10.5 Schaltverzögerung

Für beide Schaltkanäle kann unabhängig voneinander eine Verzögerungszeit eingestellt werden.

Parametriervorgang:

▶ Parameter > SSC1.x aufrufen.
▶ SSC1.x Delay. Switching delay wählen und die Zeit für die Schaltverzögerung einstellen.
▶ SSC1.x Delay. Reset delay wählen und die Zeit für die Reset-Verzögerung einstellen.

10.6 Teach-Funktionen

Über die Teach-Funktionen können Schaltpunkte für die Schaltkanäle SSC1.1 und SSC1.2 anhand der aktuellen Targetposition geteacht werden.

10.6.1 Schaltpunkt-Teach

Beim Schaltpunkt-Teach Teach SPx werden für den ausgewählten Schaltkanal SSC1.x die Schaltpunkte einzeln anhand der aktuellen Targetposition geteacht. Der Modus kann frei gewählt werden.

Im Modus Single Point wird der aktuelle Messwert zuzüglich der eingestellten Hysterese als Schaltpunkt SP1 übernommen, sodass der Schaltpunkt eine Reserve erhält, wenn der Kolben ganz in der Endlage ist:

• SP1 = aktueller Messwert + Hysterese ➞ 9

Im Modus Window und im Modus Two Point wird der Schaltpunkt SPx auf den aktuellen Messwert gesetzt:

• SP1 = aktueller Messwert
• SP2 = aktueller Messwert

Während des Teach-Vorgangs den Messwert PDV1 konstant halten, um einen sicheren Schaltpunkt zu gewährleisten.

Die Schaltpunkte können auch manuell ohne ein Teach-Kommando eingestellt werden.

Parametriervorgang:

▶ Das Gerät in den Zylinder einbauen.
▶ Parameter > SSC1.x aufrufen.

Single Point Mode:

▶ SSC1.x Config. Mode wählen und den Modus einstellen: Single Point.
▶ SSC1.x Config. Hyst wählen und die Hysterese einstellen.
▶ Den Kolben zur gewünschten Position für Schaltpunkt 1 fahren.
▶ Sicherstellen, dass der aktuelle Messwert innerhalb der Grenzen des Messbereichs liegt.
▶ Parameter > Teach aufrufen.
▶ Teach Select wählen und Schaltausgang SSC1.x einstellen.
▶ Die geänderten Parametereinstellungen auf dem Gerät speichern.
▶ Kommando ausführen: Teach SP1.
▷ Der aktuelle Wert zuzüglich Hysterese wird als Schaltpunkt SP1 übernommen.
▷ Teach Result. State zeigt den Status des Teach-Vorgangs an.
▷ Der Schaltpunkt SP1 ist für den gewählten Schaltkanal eingestellt.

Window und Two Point Mode:

▶ SSC1.x Config. Mode wählen und den Modus einstellen: Two Point oder Window.

▶ Den Kolben zur gewünschten Position für Schaltpunkt 1 fahren.
▶ Sicherstellen, dass der aktuelle Messwert innerhalb der Grenzen des Messbereichs liegt.
▶ Parameter > Teach aufrufen.
▶ Teach Select wählen und Schaltausgang SSC1.x einstellen.
▶ Die geänderten Parametereinstellungen auf dem Gerät speichern.
▶ Kommando ausführen: Teach SP1.
▷ Teach Result. State zeigt den Status des Teach-Vorgangs an.
▷ Der Schaltpunkt SP1 ist für den gewählten Schaltkanal eingestellt.
▶ Den Kolben zur gewünschten Position für Schaltpunkt 2 fahren.
▶ Sicherstellen, dass der aktuelle Messwert innerhalb der Grenzen des Messbereichs liegt.
▶ Kommando ausführen: Teach SP2.
▷ Teach Result. State zeigt den Status des Teach-Vorgangs an.
▷ Der Schaltpunkt SP2 ist für den gewählten Schaltkanal eingestellt.

10.6.2 Fenster-Teach

Beim Fenster-Teach Teach Fenster werden für den ausgewählten Schaltkanal SSC1.x beide Schaltpunkte anhand der aktuellen Kolbenposition geteacht.

Im Modus Window wird der Schaltpunkt SPx genau auf den aktuellen Messwert gesetzt:

- SP1 = aktueller Messwert – Teachfenster Größe/2

- SP2 = aktueller Messwert + Teachfenster Größe/2

Die Schaltpunkte für den Fenster-Teach können auch manuell gesetzt werden. Bei manueller Konfiguration sind andere Fensterbreiten möglich.

Parametriervorgang:

▶ Das Gerät in den Zylinder einbauen.
▶ Parameter > SSC1.x aufrufen.
▶ SSC1.x Config. Mode wählen und den Modus einstellen: Fenster.
▶ Den Kolben zur gewünschten Position für Schaltpunkt 1 fahren.
▶ Sicherstellen, dass der aktuelle Messwert innerhalb der Grenzen des Messbereichs liegt.
▶ Parameter > Teach aufrufen.
▶ Teach Select wählen und Schaltausgang SSC1.x einstellen.
▶ Die geänderten Parametereinstellungen auf dem Gerät speichern.
▶ Kommando ausführen: Teach Fenster.
▷ Teach Result. State zeigt den Status des Teach-Vorgangs an.
▷ Die Schaltpunkte SP1 und SP2 sind für den gewählten Schaltkanal eingestellt.

10.7 Diagnose

Das Gerät stellt folgende Diagnoseinformationen über die IO-Link Schnittstelle bereit:

• Schaltzyklenüberwachung ➞ 20
• Betriebsstundenzähler ➞ 21
- Einschaltvorgänge → 21
• Interne Temperatur ➞ 21

Zu den Diagnosefällen gehören:

• Overflow SCT1.1: Der Schwellwert für den Schaltzyklenzähler SCT1.1 wurde erreicht.
  • Overflow SCT1.2: Der Schwellwert für den Schaltzyklenzähler SCT1.2 wurde erreicht.
• Overload
• Unterload

10.7.1 Schaltzyklenüberwachung

Das Gerät speichert die Anzahl der Schaltzyklen an den Schaltkanälen SSC1.1 (Zähler SCT1.1) und SSC1.2 (Zähler SCT1.2). Je nach eingestellter Zählbedingung werden einzelne Schaltflanken oder Kolbenhübe (zwei Schaltflanken) gezählt.

Der Zählerwert kann über die IO-Link-Schnittstelle abgelesen werden.

Bei Verwendung der IO-Link-Schnittstelle wird bei Erreichen einer eingestellten Schaltzyklenschwelle ein Datenbit gesetzt. Diese Zustandsänderung gilt für eine definierte Haltezeit oder bis der Zähler zurückgesetzt wird.

10.7.1.1 Zähler parametrieren

Die Schaltzyklenzähler SC1 und SC2 werden einzeln parametriert.

Parameter	Erläuterung
SC-EnhCtr_HoldTime. S1CTSC-EnhCtr_HoldTime. S2CT	Haltezeit:Dauer des geänderten Schaltzustands bei Erreichen der Schaltzyklenschwelle in Millisekunden. Voraussetzung: ▶ SC-EnhCtr_AutoReload. SCx = On.
SC-EnhCtr_AutoReload. SC1SC-EnhCtr_AutoReload. SC2	Zählerreset:OFF: Der Ausgang schaltet bei Erreichen der Schaltzyklenschwelle. Der Zähler zählt weiter, bis er zurückgesetzt wird: Zähler zurücksetzen ➔ 21. On: Der Ausgang schaltet bei Erreichen der Schaltzyklenschwelle. Der Schaltzustand bleibt für die eingestellte Haltezeit SC-EnhCtr_HoldTime. SCx. Danach wird der Schaltausgang zurückgesetzt. Der Zähler zählt während der Haltezeit weiter.
▶ SC-EnhCtr_Count Condition. SC1SC-EnhCtr_Count Condition. SC2	Zählbedingung:Rising: Der Zähler summiert nur Schaltzyklen beim Wechsel von low auf high (0 → 1). Falling: Der Zähler summiert nur Schaltzyklen beim Wechsel von high auf low (1 → 0). Both: Der Zähler summiert bei beiden Flanken die Schaltzyklen.► Logik beachten.
SC-EnhCtr_Threshold. SC1SC-EnhCtr_Threshold. SC2	Schaltzyklenschwelle:Anzahl der Schaltzyklen an Zähler SCx, bei der ein Schaltsignal ausgelöst wird oder das SCx Bit gesetzt wird.

Tab. 1: Parameter für die Schaltzyklenüberwachung

Parametriervorgang:

▶ Parameter > Zählerkonfiguration aufrufen.
▶ SC-EnhCtr_HoldTime. SCx wählen und Haltezeit für Zähler SCx einstellen.
▶ SC-EnhCtr_AutoReload. SCx wählen und Zählerreset für Zähler SCx einstellen.

▶ SC-EnhCtr_Count
Condition. SCx wählen und Zählbedingung für Zähler SCx einstellen.
▶ SC-EnhCtr_Threshold. SCx wählen und Schaltzyklenschwelle für Zähler SCx einstellen.
▶ Parametersatz auf dem Gerät speichern.

10.7.1.2 Zähler ablesen

▶ Parameter > Zählerkonfiguration aufrufen.
▶ SC-EnhCtr. SC1 wählen und aktuellen Stand für Zähler SC1 ablesen.
▶ SC-EnhCtr. SC2 wählen und aktuellen Stand für Zähler SC2 ablesen.

10.7.1.3 Zähler zurücksetzen

Beide Zähler zurücksetzen:

▶ Parameter > Zählerkonfiguration aufrufen.
▶ Kommando ausführen: Reset SSC counter.
▷ Beide Schaltzyklenzähler werden auf 0 gesetzt.

10.7.2 Betriebsstundenzähler

Das Gerät speichert die Betriebsstunden seit erster Inbetriebnahme.

Der Betriebsstundenzähler wird stündlich remanent gespeichert. Bei einer Unterbrechung der Betriebsspannung geht die Zeit seit der letzten vollen Stunde verloren.

Der maximale Zählerstand von 2.000.000 h bleibt erhalten, wenn dieser erreicht wurde (kein Überlauf).

Der aktuelle Wert kann über die IO-Link Schnittstelle abgelesen werden.

▶ Diagnose aufrufen.
▶ Betriebsstunden wählen und Wert ablesen.

10.7.3 Einschaltvorgänge

Das Gerät speichert die Einschaltvorgänge seit erster Inbetriebnahme.

Der maximale Zählerstand von 2.000.000 bleibt erhalten, wenn dieser erreicht wurde (kein Überlauf).

▶ Diagnose aufrufen.
▶ Einschaltvorgänge wählen und Wert ablesen.

10.7.4 Interne Temperatur

Der Sensor misst die interne Gerätetemperatur.

Die interne Temperatur kann aufgrund von Eigenerwärmung des Prozessors über der tatsächlichen Temperatur liegen.

Durch den Einbau in einen metallischen Zylinder ist die Temperatur des Geräts stark an die Temperatur des Zylindergehäuses gekoppelt. Wird der Zylinder aufgrund von Verschleiß oder Überlast übermäßig warm, kann dieser Trend mit dem Gerät erkannt werden.

▶ Diagnose > Temperatur aufrufen.
▶ Interne Temperatur wählen und Wert ablesen.

Die Parameter Internal_Temperature_HiLo. Lo und Internal_Temperature_HiLo. Hi sind Extremwertanzeigen für die niedrigste und die höchste interne Temperatur, welche vom Gerät erfasst wurde. Diese Extremwerte bleiben bei Spannungsunterbrechungen und Resets erhalten.

10.8 Gerät zurücksetzen (Reset)

Das Gerät kann auf 2 Arten zurückgesetzt werden:

• Anwendung zurücksetzen: Zurücksetzen der Parametereinstellungen. Folgendes wird zurückgesetzt:
  – Alle geänderten applikationsspezifischen Parameter und Teaches.
• Back-to-box: Zurücksetzen auf Werkseinstellung. Folgendes wird zurückgesetzt:
• Alle geänderten applikationsspezifischen Parameter und Teaches.
• Alle schreibbaren Geräteidentifikationsparameter wie Anwendungsspezifisches Kennzeichen, Anlagenkennzeichen oder Ortskennzeichen.
  – Diagnoseparameter, Statusparameter, Events.

Nach dem Back to Box Reset setzt das Gerät die Kommunikation und den Messbetrieb bis zur Spannungsunterbrechung aus. Die IO-Link Datenhaltung wird nicht angestoßen.

Es ist sinnvoll, vor Ausführen der Funktion die eigenen Einstellungen im Kapitel Werkseinstellungen zu notieren.

Parametriervorgang:

▶ Parameter > Grundeinstellungen aufrufen.
▶ Kommando ausführen: Anwendung rücksetzen oder Back-to-box.
▶ Spannungsversorgung unterbrechen und wiederherstellen.
▷ Das Gerät führt einen Neustart aus.

10.9 Identifikation

10.9.1 Geräteinformationen

Auf dem Gerät sind einige unveränderbare Geräteinformationen gespeichert. Hierzu gehören:

• Produktname
• Produktfamilie
• Hersteller
• Hersteller-ID
• Geräte-ID
• Seriennummer
  • Hardware-/Firmware-Revision
• Beschreibung

Darüber hinaus können dem Gerät über die IO-Link Schnittstelle mit geeigneter Parametriersoftware weitere Kennzeichen zugewiesen werden, die frei definierbar sind und eine maximale Länge von 32 Zeichen haben dürfen. Hierzu gehören:

• Anwendungsspezifisches Kennzeichen
- Anlagenkennzeichen

- Ortskennzeichen

Geräteinformation ablesen / bearbeiten:

▶ Identifikation aufrufen.
▶ Geräteinformationen ablesen oder editierbare Parameter bearbeiten.

10.10 Parametrierbeispiele

10.10.1 Endlage einstellen

Das Gerät bietet die Möglichkeit eines elektronischen Endabgleichs im eingebauten Zustand. Dadurch werden Toleranzen ausgeglichen und eine exakte Einstellung des Schaltpunkts in der Endlage ist möglich.

Abb. 14: Endlage einstellen

Ein Schaltkanal wird zur groben Erkennung der Endlage verwendet, sodass die Maschine oder Anlage mit diesem Schaltsignal robust und zuverlässig betrieben werden kann.

Der zweite Schaltkanal wird präzise auf die Endlage eingestellt, sodass Verschmutzungen oder Verschleiß erkannt werden können.

Im folgenden Beispiel wird Schaltkanal SSC1.1 für eine Groberkennung der Endlage eingestellt. Schaltkanal SSC1.2 wird für eine exakte Erkennung verwendet.

Abb. 15: Beispiel Endlage einstellen

Parametriervorgang:

▶ Das Gerät einbauen und anschließen.
▶ Den Kolben in die abzufragende Endlage fahren.
▶ Den aktuellen Prozessdatenwert PDV ablesen und notieren (im Beispiel 100).
▶ SSC1.1 Config Mode wählen und Single Point einstellen.
▶ SSC1.2 Config Mode wählen und Window einstellen.

▶ Den Schaltpunkt SP1 für Schaltkanal SSC1.1 manuell einstellen: SSC1.1 Param. SP1 = 100 (PDV) + 30 (Toleranz für einen robusten Schaltpunkt) = 130.

▶ Den Schaltpunkt SP1 für Schaltkanal SSC1.2 manuell einstellen: SSC1.2 Param. SP1 = 100 (PDV) – 10 (Toleranz) = 90.

▶ Den Schaltpunkt SP2 für Schaltkanal SSC1.2 manuell einstellen: SSC1.2 Param. SP2 = 100 (PDV) + 10 (Toleranz) = 110.

▶ Parametersatz speichern und zum Gerät schreiben.

10.10.2 Endlage überwachen

Das Gerät kann verwendet werden, um den Schieber in einem Hydraulikventil abzufragen. Dadurch lässt sich prüfen, ob sich das Ventil tatsächlich in der entsprechenden Stellung befindet.

A

B

Abb. 16: Endlage Hydraulikventil überwachen

Im Beispiel überdeckt der Stößel die aktive Fläche des Geräts, wenn das Ventil geschlossen ist. Dieser Zustand wird über SSC1.1 angezeigt. SSC1.2 zeigt an, wenn das Ventil nicht sicher geschlossen ist.

Zusätzlich soll vermieden werden, dass SSC1.2 bei jedem überfahren aufflackert. Er soll nur aktiviert werden, wenn sich das Ventil länger als 500 ms im entsprechenden Bereich befindet.

Abb. 17: Beispiel Endlage überwachen

▶ Das Gerät einbauen und anschließen.
▶ Das Ventil in die geschlossene Position bringen.
▶ Den aktuellen Prozessdatenwert PDV1 ablesen und notieren (im Beispiel 30).
▶ SSC1.1 Config. Mode wählen und Window einstellen.
▶ Den Schaltpunkt SP1 manuell einstellen: SSC1.1 Param. SP1 = 30 (PDV) – 10 (Toleranz) = 20.
▶ Den Schaltpunkt SP2 manuell einstellen: SSC1.1 Param. SP2 = 30 (PDV) + 10 (Toleranz) = 40.
▶ SSC1.2 Config. Mode wählen und Single point einstellen.
▶ SSC1.2 Config. Logic wählen und Low active einstellen.
▷ SSC1.1 schaltet, wenn der Stößel erkannt wird.
▷ SSC1.2 schaltet, wenn der Stößel nicht erkannt wird.
▶ Schaltpunkt 1 berechnen und einstellen: SSC1.1 Param. SP1 = 30 (PDV) + 10 (Toleranz) = 40
▶ SSC1.2 Delay. Switching delay wählen und 500 einstellen.
▷ Gerät schaltet erst nach 500 ms.

10.10.3 Wegmessung in der Endlage

Der messende Bereich des Geräts lässt sich durch eine angefaste Schaltnocke erweitern. Die Fase fungiert dabei wie eine Übersetzung von einer Quer- zu einer Längsbewegung. Das Übersetzungsverhältnis wird durch den Winkel der Fase eingestellt.

Bei der Montage in der Nähe von Bremsen auf die maximal zulässige Temperatur des Geräts achten.

A

B

Abb. 18: Verschleißmessung Bremsbelag

Im Beispiel ist das Gerät am Ende eines Bremszylinders eingebaut.

Der Zylinder ist mit einer Fase von 2x10 mm angeschrägt. Daraus ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis von 5, das heißt, wenn der Zylinder 1 mm verfährt, ändert sich das Sensorsignal ca. um 20 inc.

Das Gerät wird im Neuzustand oder nach einem Austausch der Bremsbeläge parametriert.

SSC1.1 gibt eine Warnung aus, wenn die Bremsbeläge um 3 mm abgenutzt sind, SSC1.2 gibt eine Warnung aus, wenn die Bremsbeläge um 5 mm abgenutzt sind.

Abb. 19: Beispiel Wegmessung Endlage

Parametriervorgang:

▶ Das Gerät einbauen und anschließen.
▶ Die Bremse mit den neuen Bremsbelägen betätigen.
▶ Den aktuellen Prozessdatenwert PDV ablesen und notieren (im Beispiel 40).
▶ SSC1.1 Config. Mode wählen und Single point einstellen.
▶ SSC1.1 Config. Logic wählen und Low active einstellen. Der Ausgang schaltet, wenn sich der Bremszylinder zu weit entfernt.
▶ Den Schaltpunkt SP1 für Schaltkanal SSC1.1 manuell einstellen: SSC1.1 Param. SP1 = 40 (PDV) + 60 (Verschleißgrenze 1 = 3 mm x 20inc/mm) - 10 (Hysterese) = 90.
▶ SSC1.2 Config. Mode wählen und Single point einstellen.
▶ SSC1.2 Config. Logic wählen und Low active einstellen. Das Gerät schaltet, wenn der Bremszylinder nicht erkannt wird.
▶ Den Schaltpunkt SP1 für Schaltkanal SSC1.2 manuell einstellen: SSC1.2 Param. SP1 = 40 (PDV) + 100 (Verschleißgrenze 2 = 5 mm x 20inc/mm) – 10 (Hysterese) = 130.
▶ Parametersatz speichern und zum Gerät schreiben.

Gemäß der Function Class „Object Detection“ und der Logik Low active wird der Ausschaltpunkt geteacht.

11 Betrieb

Nach Einschalten der Versorgungsspannung und der erforderlichen Parametrierung befindet sich das Gerät im Betriebsmodus. Es führt seine Mess- und Auswertefunktionen aus und erzeugt Ausgangssignale entsprechend den eingestellten Parametern.

▶ Prüfen, ob das Gerät sicher funktioniert.

12 Fehlerbehebung

Anzeige / Problem	Ursache / Abhilfe
Gelbe Schaltzustands-LED blinkt mit 5 Hz	Kurzschluss oder Überlast an OUT1 und/oder OUT2.► ▶ Kurzschluss beseitigen.
Fehler nach Schaltpunkt-Teach Teach SPx:Der Kolben befindet sich in der Endlage und ein Schalt-punkt-Teach wurde durchgeführt. Wenn der Kolben in die Endlage zurückkehrt, schaltet das Gerät nicht.	Beim Schaltpunkt-Teach wird der Schaltpunkt um die Hysterese zum Teachpunkt verschoben. Je nach Signal-richtung liegt der Teachpunkt somit außerhalb des Ar-beitsbereichs.► ▶ Den Schaltpunkt manuell um die 2-fache Hysterese reduzieren.
IO-Link Event "Blockparametrierungsfehler":Das Gerät übernimmt die Werte zur Konfiguration eines Schaltkanals nicht.	Die Schaltpunkte SP1 und/oder SP2 wurden außerhalb des Einstellbereichs gesetzt. In Modi mit Hysterese müs-sen die Schaltpunkte jedoch mindestens um den Wert der Hysterese weiter innerhalb der Grenzen des Einstell-bereichs sein.► ▶ Hysterese verkleinern.► ▶ Schaltpunkte weiter nach innen verschieben.

13 Wartung, Instandsetzung und Entsorgung

Das Gerät ist wartungsfrei.

Das Gerät darf nur vom Hersteller repariert werden.

▶ Bei Rücksendungen dafür sorgen, dass das Gerät frei ist von Verunreinigungen, insbesondere von gefährlichen und giftigen Stoffen.
▶ Für den Transport nur geeignete Verpackungen verwenden, um Beschädigungen des Gerätes zu vermeiden.
▶ Gerät nach Gebrauch umweltgerecht gemäß den gültigen nationalen Bestimmungen entsorgen.

14 Werkseinstellungen

Parameter	Werkseinstellung	Benutzereinstellung
Ausgangspolarität	PnP
SSC1.1 Param. SP1	165
SSC1.1 Param. SP2	50
SSC1.1 Config. Logic	High active
SSC1.1 Config. Mode	Single point
SSC1.1 Config. Hyst1)	10
SSC1.1 Schaltverzögerung	0 ms
SSC1.1 Reset-Verzögerung	0 ms
SSC1.2 Param. SP1	100
SSC1.2 Param. SP2	50
SSC1.2 Config. Logic	High active
SSC1.2 Config. Mode	Single point
SSC1.2 Config. Hyst	10
SSC1.2 Schaltverzögerung	0 ms
SSC1.2 Reset-Verzögerung	0 ms
SC EnhCtr_AutoReload. SCx	OFF
SC EnhCtr_HoldTime. SCx	10000 ms
SC EnhCtr_Threshold. SCx	100
SC EnhCtr_Count Condition. SCx	Rising