LDL400 - 工业传感器 IFM - 免费用户手册

用户手册 LDL400 IFM

操作说明

电感式电导率传感器 G1½ 全塑料设备

LDL400

目录

1 初步说明.... 3

1.1 使用的符号 3
1.2 警告.... 3

2 安全说明.... 4

2.1 网络安全 4

3 运输、处理和储存.... 5

4 指定用途.... 6

4.1 应用范围 6
4.2 应用范围的限制.... 6

5 功能 7

5.1 测量原理 7
5.2 模拟量输出功能.... 7
5.3 发生故障时的定义状态.... 8
5.4 IO-Link 8

6 安装 9

6.1 安装位置/环境 9
6.2 安装程序 10
6.3 将转接头安装在管道中 10
6.4 将设备装入转接头 10

7 电气连接.... 11

7.1 关于 cULus 的有效范围..... 11
7.2 海事型式认证（IACS MR 计划）限制 12

8 参数设置.... 13

8.1 可调参数和系统命令 13

8.1.1 一般参数.... 13
8.1.2 更多设定.... 14
8.1.3 参数设定示例 15

8.2 温度影响和温度系数 15

8.2.1 介质对温度的影响.... 15
8.3 温度系数 tempco 的确定 ..... 15

9 操作 17

9.1 功能检查 17
9.2 通过 IO-Link 操作和诊断信息 ..... 17
9.3 不同工作状态下的输出功能响应.... 17

10 维护、修理及处理.... 18

11 出厂设定.... 19

1 初步说明

说明、技术资料、认证和其他信息可通过扫描设备/包装上的二维码或访问网站 www.ifm.cn 获取。

1.1 使用的符号

√ 要求
▶ 说明
反应，结果

粗体 按键、按钮或指示标记

无链接交叉引用

带链接交叉引用

重要说明

如不遵守，可能导致故障或干扰

信息

补充说明

1.2 警告

警告可能会发生人身伤害和财产损失。有助于实现安全的产品处理。警告的分级如下：

警告

严重人身伤害警告

▷ 若不注意警告，可能造成致命和严重伤害。

注意

轻度到中度人身伤害警告

▷ 若不注意警告，可能造成轻度到中度伤害。

注意

财产损失警告

▷ 若不注意警告，可能造成财产损失。

2 安全说明

• 所述产品为集成至系统的子组件。
• 系统架构师为系统的安全负责。
• 系统架构师根据运营商和系统用户提供的法规和规范要求来实施风险评估和存档。该存档必须包含针对运营商和用户（如适用，还要包含系统架构师授权的维修人员）的所有必要信息和安全说明。
• 设定产品前请阅读本文档，并在产品整个使用周期内妥善保管本文档。
• 产品必须适合相应的应用和环境条件，且不受任何限制。
• 仅将产品用于指定用途（→指定用途）。
• 如果未遵照操作说明或技术资料，则可能导致人身伤害和/或财产损失。
• 对于操作员擅自改装产品或错误使用导致的任何后果，制造商概不承担任何责任。
• 必须由机器操作员授权的合格人员执行产品的安装、电气连接、设置、操作及维护工作。
• 防止产品和电缆损坏。
• 仅将产品用于允许的介质（→技术资料）。
• 本设备符合 EN 61000-6-4 标准，且是 A 级产品。产品可能在居住区内造成无线电干扰。如果产生干扰，用户必须采取适当的措施。

2.1 网络安全

安装

该设备适合在符合 IEC 62443-1-1 的安全环境中运行。

该设备为防火墙之后的运行而设计。

▶ 根据 IEC 62443-1-1 对系统进行风险评估。
▶ 采取措施确保人身安全。

操作

▶ 请遵守产品文档中描述的安全功能及其使用建议。

维护

▶ 根据公司的变更管理者流程备份系统配置和系统数据。

报废

▶ 确保敏感信息不会落入未经授权的人士手中。
▶ 请务必将系统设置重置为出厂设定。

3 运输、处理和储存

▶ 将设备存放在其原包装中。
▶ 再次存放设备时，请使用原包装。
▶ 否则，应为未使用的连接器提供匹配的连接器或保护帽，并将设备包装在合适的包装中。
在设备存放期间，请遵守允许的环境条件（→技术数据）。
▶ 在退货的情况下，应立即请确保设备无脏污，尤其是危险和有毒物质。

4 指定用途

本设备用于检测管道中液体的电导率和温度。

也可用于测定 NaCl 溶液（普通盐溶液）的盐浓度。应用范围 ➕ 6, 应用范围的限制 ➕ 6

本设备设计用于直接接触介质。

4.1 应用范围

• 水及废水行业
• 海水淡化厂（海水环境、低温）
• 盐水/海水应用
• 空调系统和冷却塔监控（海水淡化控制）
• 冲洗槽
• 浓度监控
• 测定 NaCl 溶液（普通盐溶液）的浓度

设备根据测量的电导率值计算浓度（NaCl 在水中的质量分数）。测定的值仅对纯水和超纯水中的 NaCl 溶液有效，且仅适用于电导率较高的水中的 NaCl 溶液。关于测定浓度的进一步信息和说明 ➕ 技术资料表。

4.2 应用范围的限制

• 请仅将设备用于不会对触液测量部件造成损坏的介质（→ 技术资料表）。
• 仅在足够合适的温度范围内使用该设备（→技术资料表）。
• 本设备不适用于电导率低的液体（如油、油脂、高纯水）。
• 本设备不能用于测杆需承受持续高机械应力（例如粗糙的介质或含有固体颗粒的快速流动介质）的介质。
• 不适用于易于形成沉淀物的介质。
• 只适用于测定水中的 NaCl 溶液的浓度。应用范围 → 6
• 确定的浓度值只能通过 IO-Link 通信接口与非周期性数据请求获得。IO-Link → 8

5 功能

5.1 测量原理

设备采用电感式测量原理工作。设备用于通过介质流过的测量通道中的感应电流测量监测介质的电导率。

为了补偿温度的影响，通过传感器尖端中的温度测杆检测过程温度。

5.2 模拟量输出功能

本设备可提供与液位或（可选）温度成比例的模拟信号。您可配置模拟输出 (OUT2)。

模拟信号曲线（出厂设定）：

模拟信号曲线（标定的测量范围）：

L: 导电率:

T: 温度

1: [ou2] = [I]

2: [ou2] = [InEG]

ASP2: 模拟量输出起点

AEP2: 模拟量输出终点

5.3 发生故障时的定义状态

如果检测到故障，或信号质量低于最小值，则输出 OUT2 将根据 Namur 推荐 (NE43) 进入已定义的状态。

在此情况下，可通过参数 [FOU2] 来设定输出的状况。

5.4 IO-Link

IO-Link 是用于将传感器和执行器连接至自动化系统的通信系统。IO-Link 按照 IEC 61131-9 标准进行标准化。

关于 IO-Link 的一般信息位于 io-link.ifm

输入输出设备描述 (IODD) 以及设备的所有参数、过程值和详细描述位于 documentation.ifm.com

IO-Link 提供以下优势：

• 无干扰传输所有数据和过程值
• 运行流程参数化或应用外预设
• 识别系统中连接设备的参数
• 额外参数和诊断功能
• 更换设备时自动备份和恢复参数集（数据存储）
• 记录参数集、过程值和事件
• 用于轻松规划项目的设备描述文件（IODD - 输入输出设备描述）
• 标准化电气连接
• 远程维护

6 安装

安装和拆除设备前：

▶ 请确保系统未承受任何压力，且管道或容器中无介质。

传感器未附任何安装/连接附件。

仅使用 ifm electronic gmbh 提供的附件！使用其他制造商的组件将无法确保达到最佳运行状态。

可用附件：www.ifm.com。

6.1 安装位置/环境

仅在使用 ifm 转接头时，方可确保正确的安装和设备功能，以及保证连接达到侵入防护效果。

当使用其他制造商的过程连接装置时：

▶ 保证机械的兼容性、功能性和密封性。

▶ 为避免传感器和设备故障和损坏，传感器尖端与周围物体（如管道和容器壁、结构）之间至少保持 5mm 的距离。

测量部件方向性：

▶ 测量通道必须适当对齐。注意传感器外壳上的标记。当使用 ifm 转接头时，由于采用机械编码，可以确保对齐。将设备装入转接头 ➕ 10

▷ 这样可确保适当的流量通过测量通道。

1: 测量通道

▶ 最好在上输管道之前或以内安装。
▶ 分别加装一段入口和出口的管道 (2)（最少 3 x DN，最好 5 x DN）。
▷ 从而消除弯管、阀门或缩管等造成的干扰。

1: 测量通道
2: 管道

S: 干扰
DN 管道直径
:
1: 传感器
2: 入口和出口管道长度

6.2 安装程序

设备使用 T 型转接头（→ 附件）安装。

6.3 将转接头安装在管道中

使用标准程序和公认的技术规则安装转接头。

▶ 仅在安装前移除保护性外包装。
▶ 确保密封区域洁净。
▶ 如果密封面损坏，请更换设备或转接头。

6.4 将设备装入转接头

仅使用来自 ifm 配件的转接头。

▶ 将 O 形环放入 T 型转接头的凹槽中。
▶ 将设备插入 T 型转接头，并将其定位，使设备上的凹槽与壁上的导针匹配。
▷ 这样可保证正确的安装位置以及适当的流量通过测量通道。
▶ 将连接螺母拧到 T 型转接头的螺纹上，并用手拧紧。
▶ 安装后，检查整个系统的入口阻力。

7 电气连接

务必由具备资质的电工连接产品。

遵守有关电气设备安装的国内和国际法规。

电压供给应符合 SELV、PELV。

▶ 断开电源。
▶ 按以下方式连接设备：

针脚	芯线颜色
1:	BN	棕色
2:	WH	白色
3:	BU	蓝色
4:	BK	黑色
OUT1: IO-Link
OUT2: 模拟量输出
DIN EN 60947-5-2 标准颜色

连接附件未随设备一道提供。

可用附件：www.ifm.com

7.1 关于 cULus 的有效范围

电力供应仅可通过 PELV-/SELV 电路来实现。

也可使用且不禁止使用 2 级认证的电源供应器。

设备应根据 UL 标准 61010-1 第 3 版第 9.4 节或等效标准，通过限能电路供电。

连接至设备的外部电路应为 SELV/PELV 电路。

设备至少在以下条件下是安全的：

• 室内使用
• 不超过 2000 m 的海拔高度
• 最高达 90% 的相对空气湿度，无冷凝
• 3级污染程度
• 使用数据适用于应用的 PVVA 或 CYJV 类 UL 认证电缆。
• 清洁设备时无需进行特殊处理。（此说明不适用于卫生应用）。

7.2 海事型式认证（IACS MR 计划）限制

传感器的工作电压必须能很好地防止雷电造成的浪涌，例如使用 SELV/PELV 电源。

8 参数设置

参数通过 IO-Link 接口设定。

根据参数设定，菜单中可用的参数可能会有所变化。

可在安装之前或运行时设定参数。

如果在运行期间更改参数则会影响设备功能。

▶ 请务必确保您的设备不会出现故障。

设定参数时，设备仍将处于工作模式下。参数设定完成前，会按现有参数继续监测。

可通过 IO-Link 接口设定设备参数，例如：

• 通过合适的参数设置软件设定参数，如 ifm moneo|configure
• 通过 PLC 参数设置
• 通过 IIoT 应用程序参数设置

通过 IO-Link 接口参数设置的要求:

√ 通过参数设置软件进行参数设定时的输入输出设备描述 (IODD)，请参阅 documentation.ifm.com
√ 通过 PLC 或 IIoT 应用程序进行参数设置设备的 IO-Link 接口描述文件 (PDF)，请参阅 documentation.ifm.com

√ IO-Link 主站

▶ 将 IO-Link 主站连接到参数设置软件、PLC 或 IIoT 应用程序。
▶ 将设备连接到 IO-Link 主站的相应对应的端口。
▶ 将 IO-Link 主站端口设置为 IO-Link 操作模式。
▷ 设备更改至 IO-Link 模式。
▶ 在软件中更改参数设置。
▶ 将参数设置写入设备。

支持通过IO-link进行系统集成和参数设置：

参数设置软件（如 moneo）的→手册

说明和配置文件，位于 ifm.com/cnt/io-link-system-integration。

8.1 可调参数和系统命令

8.1.1 一般参数

复位应用(系统命令)。	技术特定应用程序的参数设置为默认值。标识参数保持不变。如果在主站的端口配置中启用,参数则将上传至主站的数据内存中。
返回原始设定(系统命令)	直到下次设备重启前,设备参数将设为出厂默认值,通信也会断开。注意:从主站端口直接断开设备!
uni. C	在参数设定工具中选择电导率的显示单位[S/m] - 电导率以 S/m 表示[μS/cm] - 电导率以 μS/cm。
CGA-COND	校准增量(元件恒定校正系数)通过该系数,可以将传感器校准到适合现有系统,或者优化到特定电导率值的系统。设定范围:80...120 %参考值:
	安装于	校正系数 [CGA]
	DN32	102 %
	DN40	100 %
T. Cmp-COND	温度补偿。电导率在输入温度系数(特定介质特征值)后根据标准温度 ([rEF. T]) 测定。设定范围:0...5 %
rEF. T-COND	标准温度 (25°C) = 测量电导率的参考温度。如有必要,用户可调节标准温度。设定范围:15...35 °C
偏移量 TEMP	零点校准(校准偏移)/温度;设定范围:+/- 5 K。
浓度	显示水中 NaCl 的质量分数,通过电导率电流测量值计算。指定用途 ➕ 6

8.1.2 更多设定

ou2	模拟输出(OUT2)的输出配置:[I]=测量范围给出为4...20mA:[InEG]=测量范围给出为20...4mA[OFF]=输出关闭(高阻抗)*
SEL2	将模拟输出分配到过程值:[COND]=电导率[TEMP]=温度
FOU2	发生故障时OUT2的响应:[OU]=若可能,模拟输出根据过程值响应。否则:模拟输出达到[OFF]。[On]=发生故障时模拟输出值变为>21mA OFF =发生故障时模拟输出值变为<3.6mA
ASP2-COND	模拟输出起点电导率;设定范围:0...1000000μS/cm。与AEP2-COND的距离:ASP2-COND不得高于50%AEP2-COND。
AEP2-COND	模拟输出终点电导率;设定范围:500...2000000μS/cm。与ASP2-COND的距离:AEP2-COND必须是ASP2-COND的两倍。
ASP2-TEMP	模拟输出起点温度;设定范围:-25...70°C。与AEP2-TEMP的距离:最低30°C
AEP2-TEMP	模拟输出终点温度;设定范围:10...100°C。与ASP2-TEMP的距离:最低30°C
Lo. COND	电导率记忆的最小值
Hi. COND	电导率记忆的最大值
Reset [Hi. COND] and[Lo. COND] memory	复位记忆的最大值和最小值(启用系统命令的按钮)
Lo. TEMP	温度记忆的最小值
Hi. TEMP	温度记忆的最大值
复位记忆的[Hi. TEMP]和[Lo. TEMP]	复位记忆的最大值和最小值(启用系统命令的按钮)
dAP-COND	测量信号的阻尼,设定范围:0...20秒
S. Tim	模拟;输入模拟时间,设定范围:1...60分钟
S. COND	模拟;选择模拟的电导率值,设定范围:0...2000000 μS/cm
S. TEMP	模拟;选择模拟的温度值,设定范围:-25...150°C
S. On	模拟;模拟状态:[OFF]=模拟关闭[On]=模拟开启
启动模拟	启动模拟(启用系统命令的按钮)
停止模拟	停止模拟(启用系统命令的按钮)

更多信息以及参数描述，尤其是关于 SSC 相关参数，参见 IODD 描述 (www.ifm.com) 或所使用参数设定软件的环境参数描述。

8.1.3 参数设定示例

▶ 对温度系数 3.0%/K 的介质设定温度补偿（参数 [T. Cmp-COND]）。示例：[T. Cmp-COND] = [3,0]。
▶ 进行所有其他设定。
▶ 将传感器数据传送至设备。

8.2 温度影响和温度系数

8.2.1 介质对温度的影响

电导率取决于温度。温度上升时，电导率改变。这一温度影响与各介质有关，如果已知介质的温度系数 (tempco)，则可以由设备进行补偿。通过参数 [T. Cmp-COND] 设定温度补偿。从而温度补偿的电导率值相当于标准温度（25 °C；参数 [rEF. T-COND] 的出厂设定）。

对于没有改变的介质，必须为所有传感器设定相同的 tempco 值（与设备无关的特征值）。与传感器的测量原理、批次或制造商也无关。

如果介质的温度系数未知，则可确定。 请参阅：温度系数 tempco 的确定

在一个 IO-Link 环境中，介质的现有 tempco 值可作为参数配置方案储存在控制器中，以提高检测值的精度。

8.3 温度系数 tempco 的确定

1. 将参数 [T. Cmp-COND] 和 [dAP-COND] 设定为零：[T. Cmp-COND] = [0], [dAP-COND] = [0]。
   ▶ 将更改的值写入传感器。
2. 例如，将介质调节至 25° C ，并在 2 分钟后
   记下电导率的值。
3. 例如，将介质加热至 45° C ，并在 2 分钟后
   记下电导率的值。

记下的值示例：

25° C 下的介质 = 500 µS / cm ; 45° C 下的介质 = 800 µS / cm

温度变化 = 20 K

1. 计算电导率的变化百分比。

电导率升高 300 μS/cm。

变化百分比为 300/500 = 60%。

1. 计算温度系数 tempco：通过变化百分比和温度变化计算 tempco：Tk = 60% / 20 K = 3% / K

2. 参数 [T. Cmp-COND] 可采用计算得到的 tempco 值。

示例：[T. Cmp-COND] = [3]. 如有必要，再次设定阻尼（dAP-COND）。

▶ 将值写入传感器。

9 操作

9.1 功能检查

通电后，传感器处于工作模式。产品将根据设定参数执行测量和评估功能，并产生过程数据（通过IO-Link）。

▶ 检查设备是否正常工作。

9.2 通过 IO-Link 操作和诊断信息

IODD 和 PDF 文件形式的 IODD 说明文本：www.ifm.com

9.3 不同工作状态下的输出功能响应

	OUT1 *)	OUT2
初始化	过程值无效	关闭
正常运行	过程值基于电导率/温度	基于电导率/温度和设定 [ou2]
故障	过程值无效	[FOU2] = [OFF] 时 < 3.6 mA [FOU2] = [On] 时 > 21 mA [FOU2] = [OU] 时无变化

*) 通过 IO-Link 获得的过程值

10 维护、修理及处理

▶ 避免在传感器元件中形成沉积和气泡夹杂。
▶ 为避免损坏传感器，手动清洁传感器时不得使用硬物或尖锐物体。
设备无法修理。
▶ 弃用设备时，应按适用的国家法规以环保的方式处理设备。

如果介质更改，则还有必要调节传感器设定以提高准确度（参数 [T. Cmp-COND]）。

11 出厂设定

	出厂设定	用户设定
uni. C	μS/cm
CGA-COND	100 (%)
T. Cmp-COND	2 (%)
rEF. T-COND	25 (°C)
偏移量 TEMP	0 (K)
ou2	I
SEL2	COND(电导率)
FOU2	OFF
ASP2-COND	0 (μS/cm)
AEP2-COND	2000000 (μS/cm)
ASP2-TEMP	-5 (°C)
AEP2-TEMP	80 (°C)
Lo. COND	---
Hi. COND	---
Lo. TEMP	---
Hi. TEMP	---
dAP-COND	1 (s)
S. Tim	3 min
S. COND	500 (μS/cm)
S. TEMP	20 (°C)
S. On	OFF