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Herausgeber Kübler Group, Fritz Kübler GmbH Schubertstr. 47 78054 Villingen-Schwenningen Deutschland www.kuebler.com Applikationssupport Tel. +49 7720 3903-849 Fax +49 7720 21564 support@kuebler.com Dokumenten-Nr. R67029.0001 Dokumenten-Titel Handbuch Sprachversion Deutsch (DE) - Deutsch ist die Originalversion Ausgabedatum 24.04.
Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Verwendete Sicherheits- und Warnhinweise 1. Technische Details und Eigenschaften............................................................................. 2 1.1 Arbeitstemperaturbereich ..................................................................................................... 2 1.2 Versorgungsspannung und Stromverbrauch......................................................................... 2 1.3 Bürde am Ausgang / max.
Inhaltsverzeichnis 9. Timeout im Programmiermodus ...................................................................................... 27 10. Skalierungsverhalten des analogen Messbereichs des 1-dimensionalen Neigungssensors ...........................................................................................................................................
Verwendete Sicherheits- und Warnhinweise Verwendete Sicherheits- und Warnhinweise Dieses Symbol in Zusammenhang mit dem Signalwort „Gefahr“ bedeutet eine unmittelbar drohende Gefahr für das Leben und die Gesundheit von Personen. Das Nichtbeachten dieser Hinweise hat schwere gesundheitsschädliche Auswirkungen zur Folge, bis hin zu lebensgefährlichen Verletzungen.
1 Technische Details und Eigenschaften 1. Technische Details und Eigenschaften 1.1 Arbeitstemperaturbereich -40 … +85°C 1.2 Versorgungsspannung und Stromverbrauch Ausgang: 4 … 20 mA: 0 … 10 V: 0 … 5 V: 0,1 … 4,9 V: 0,5 … 4,5 V : 1.3 10 … 30 VDC max. 40,0 mA 15 … 30 VDC max. 40,0 mA 10 … 30 VDC max. 40,0 mA 10 … 30 VDC max. 40,0 mA 10 … 30 VDC max. 40,0 mA Bürde am Ausgang / max. Ausgangsstrom Ausgang: 4 … 20 mA: bei 10 VDC max. 200 Ohm bei 24 VDC max. 900 Ohm bei 30 VDC max.
1 Technische Details und Eigenschaften 1.4 Hardware-Eigenschaften 2-dimensional Sensor: Messbereich pro Achse max. ± 85° 1-dimensional Sensor: Messbereich pro Achse max. ± 180° (0 … 360°) Auflösung Analogausgang (D/A) 4096 steps (12 bit) Interner Zyklus 20 ms Einschwingzeit 1 ms Tabelle 1 1.5 Funktions- / Status- und Diagnostikanzeige Mittels RGB LED (rot/grün/blau + Mischfarben: violett / orange) 1.6 • • • • • 0 … 10 V 0…5V 0,1 … 4,9 V 0,5 … 4,5 V 4 … 20 mA 1.
1 Technische Details und Eigenschaften 1.9 Orientierung 1-dimensional 0 … 360° Abbildung 1 2-dimensional ±85° Abbildung 2 R67029.
2 Elektrische Installation – Versorgungsspannung 2. Elektrische Installation – Versorgungsspannung Dieses Kapitel informiert Sie über die Elektroinstallation, Konfiguration und Inbetriebnahme des Neigungssensors IN81 analog U/I. Abbildung 3 2.1 Elektrische Installation Schalten Sie die Anlage spannungsfrei! Bitte beachten Sie, dass die gesamte Anlage während der Elektroinstallation in spannungsfreiem Zustand ist.
2 Elektrische Installation – Versorgungsspannung 2.2 Anschlussbelegung 1-dimensional Tabelle 2 2-dimensional Tabelle 3 R67029.
2 Elektrische Installation – Versorgungsspannung +V: 0V Versorgungsspannung +V DC GND der Versorgungsspannung (0V) Uout+ X Uout- X Uout+ Y Uout- Y Uout+ UoutUout + Uout - Spannungsausgang X-Achse GND für Spannungsausgang X-Achse Spannungsausgang Y-Achse GND für Spannungsausgang Y-Achse Spannungsausgang 1-achsige Ausführung GND für Spannungsausgang 1-achsige Ausführung Invertierter Spannungsausgang 1-achsige Ausführung GND für invertierten Spannungsausgang 1-achsige Ausführung Iout+ X Iout- X Iout+ Y Iou
3 Funktions- und Status LED 3. Funktions- und Status LED Das Gerät verfügt über eine RGB LED zur Anzeige von Status und Fehlernachrichten. 3.1 LED Anzeige im Normalbetrieb Anzeige RGB LED Bedeutung LED aus Gerät wird nicht mit Spannung versorgt Grün dauerhaft Normalbetrieb Rot blinkend dauerhaft Systemfehler Zusatz Kontaktieren Sie den Service Tabelle 4 3.
3 Funktions- und Status LED 3.
3 Funktions- und Status LED 3.5 LED Anzeige im Skalierungsmodus: Schaltausgänge (OPTIONAL) Anzeige RGB LED Bedeutung Grün » Violett wiederholende Abfolge Sie haben Messachse 1 ausgewählt um deren Schaltausgang einzustellen Rot » Violett wiederholende Abfolge Sie haben Messachse 2 ausgewählt um deren Schaltausgang einzustellen Zusatz Nur bei Neigungssensor mit 2 Messachsen verfügbar! Tabelle 8 3.
4 Standardfunktion 4. Standardfunktion 4.1 1-dimensionaler Neigungssensor Der einachsige Neigungssensor wird werksseitig mit einem Messbereich von 0 … 360° ausgestattet. Je nach gewähltem analogem Ausgangstyp, wird ein lineares Ausgangssignal an den Analogausgängen ausgegeben. • • Analogausgang 1: o ansteigendes Messsignal bei positiver Bewegungsrichtung. Analogausgang 2: o invertiertes Messsignal von Analogausgang 1. o fallendes Messsignal bei positiver Bewegungsrichtung.
4 Standardfunktion Beispiel für 0 … 180° Messbereich: Abbildung 5 4.2 2-dimensionaler Neigungssensor Der 2-dimensionale Neigungssensor wird werksseitig mit einem Messbereich von +/-85° ausgestattet. Je nach analogem Ausgangstyp (4 … 20mA / 0 … 10V/…) wird ein linear ansteigendes Messsignal pro Messachse ausgegeben.
5 Übersicht Benutzereinstellungen 5. Übersicht Benutzereinstellungen Normal Betrieb T1 + T2 > 2 sek. PRESET PROG-Mode 2-dimensional 1-dimensional ACHSE Z OK 6x100ms 50/50 ACHSE X ACHSE Y T1 >2 sek. T2 >2 sek. OK T1 >2 sek. 6x100ms 50/50 T1 + T2 >10 sek. 500ms 50/50 1000ms 50/50 RESET OK 6x100ms 50/50 T2 > 2 sek. T1 > 2 sek. Abfolge PROG - FILTER TEACH - OUTPUT Normal Betrieb Normal Betrieb 500ms 50/50 Normal Betrieb Anzeige Filterstufe 500ms 50/50 500ms 50/50 T1 > 2 sek.
6 Benutzereinstellungen 6. Benutzereinstellungen Der Neigungssensor kann über zwei Teacheingänge an die Kundenapplikation angepasst werden. Hierfür empfehlen wir den bei Kübler als Zubehör verfügbaren Teach-Adapter mit der Bestell-Nummer 8.0010.9000.0017 (siehe Datenblatt).
6 Benutzereinstellungen 2-dimensionaler Neigungssensor Preset Achse X (bei Messbereich +/- 85º nicht verfügbar!) Aktion RGB LED Ausgangszustand: Gerät im Normalbetrieb Achse X <= +/-15° dauerhaft 6x Beschreibung Gerät befindet sich im Normalbetrieb und in Werkseinstellungen. Die Achse X befindet sich im Messbereich +/- 15°. Außerhalb +/-15° ist kein Preset möglich! Legen Sie +V an Teachinput 1 für > 2 Sekunde an. Die LED blinkt 6 x grün bei erfolgtem Preset. = > 2 Sek.
6 Benutzereinstellungen 1-dimensionaler Neigungssensor Messbereich innerhalb 0…360º skalieren Aktion Ausgangszustand: Gerät im Normalbetrieb RGB LED Beschreibung Gerät befindet sich im Normalbetrieb und in Werkseinstellungen. dauerhaft >>> = > 2 Sek. >> = > 2 Sek. >> = > 2 Sek. >> = > 2 Sek. Teachinput 1&2 mit +V beschalten für > 2Sek. Das Gerät wird in den Programmiermodus versetzt. Dies wird über eine wiederholende Blinkabfolge der LED Orange » Violett » Blau, angezeigt.
6 Benutzereinstellungen 2-dimensionaler Neigungssensor Messbereich Achse X innerhalb +/- 85º Aktion Ausgangszustand: Gerät im Normalbetrieb RGB LED Beschreibung Gerät befindet sich im Normalbetrieb und in Werkseinstellungen. dauerhaft >>> = > 2 Sek. >> = > 2 Sek. >> = > 2 Sek. >> = > 2 Sek. Teachinput 1&2 mit +V beschalten für > 2Sek. Das Gerät wird in den Programmiermodus versetzt. Dies wird über eine wiederholende Blinkabfolge der LED Orange » Violett » Blau, angezeigt.
6 Benutzereinstellungen Messbereich Achse Y innerhalb +/- 85º Aktion Ausgangszustand: Gerät im Normalbetrieb RGB LED dauerhaft >>> = > 2 Sek. >> = > 2 Sek. >> = > 2 Sek. >> = > 2 Sek. Beschreibung Gerät befindet sich im Normalbetrieb und in Werkseinstellungen. Teachinput 1&2 mit +V beschalten für > 2Sek. Das Gerät wird in den Programmiermodus versetzt. Dies wird über eine wiederholende Blinkabfolge der LED Orange » Violett » Blau, angezeigt. Teachinput 1 mit +V beschalten für > 2Sek.
6 Benutzereinstellungen 6.3 Setzen der Schaltausgänge 1-dimensionaler Neigungssensor Setzen der Schaltausgänge 1 & 2 innerhalb 0…360º Aktion Ausgangszustand: Gerät im Normalbetrieb Achse Y <= +/-15° RGB LED Beschreibung Gerät befindet sich im Normalbetrieb und in Werkseinstellungen. dauerhaft >>> = > 2 Sek. >> = > 2 Sek. >> Teachinput 1&2 mit +V beschalten für > 2Sek. Das Gerät wird in den Programmiermodus versetzt.
6 Benutzereinstellungen 6x = > 2 Sek. 6x Ausgangszustand: Gerät im Normalbetrieb dauerhaft Teachinput 1 mit +V beschalten für > 2Sek. Schaltposition für Schaltausgang 2 wird festgehalten. Die LED blinkt 6 x grün, wenn die Schaltposition erfolgreich übernommen wurde. Im Fehlerfall blinkt die LED 6 x rot. Die gewünschten Schaltpositionen können nicht übernommen werden. Gerät kehrt in den Normalmode zurück mit Werkseinstellungen. Gerät befindet sich wieder im Normalbetrieb.
6 Benutzereinstellungen 6x = > 2 Sek. 6x Ausgangszustand: Gerät im Normalbetrieb dauerhaft Teachinput 2 mit +V beschalten für > 2Sek. Schaltposition für Schaltausgang 2 wird festgehalten. Die LED blinkt 6 x grün, wenn die Schaltposition erfolgreich übernommen wurde. Im Fehlerfall blinkt die LED, 6 x rot. Die gewünschten Schaltpositionen können nicht übernommen werden. Gerät kehrt in den Normalmode zurück mit Werkseinstellungen. Gerät befindet sich wieder im Normalbetrieb.
6 Benutzereinstellungen Filterstufe speichern Teachinput 1 & 2 mit +V beschalten für > 2Sek. Eingestellte Filterstufe wird dauerhaft im Gerät gespeichert. = > 2 Sek. Ausgangszustand: Gerät im Normalbetrieb Gerät befindet sich wieder im Normalbetrieb. dauerhaft Tabelle 18 6.5 Rücksetzen in Werkseinstellungen ** Folgende Einstellungen werden zurückgesetzt: • • • Skalierung des analogen Messbereichs der Messachsen Schaltausgänge Sensorfilter 10.
7 Sensorfilter 7. Sensorfilter Filterbeschreibung 1. Ordnung : Als Tiefpassfilter bezeichnet man in der Elektronik solche Filter, die Signalanteile mit Frequenzen unterhalb ihrer Grenzfrequenz annähernd ungeschwächt passieren lassen, Anteile mit höheren Frequenzen dagegen abschwächen. Abbildung 8 Einstellmöglichkeiten : Filtereinsatzfrequenz b : Filter ein/aus bestimmt den Einsatzpunkt des Sperrbereichs (Bereich 0,1 … 10,0 Hz) Filterbeschreibung 2.
7 Sensorfilter Amplitudengänge und Sprungantworten: Die folgenden Schaubilder zeigen die Amplitudengänge und Sprungantworten für die Filterwerte 0,1 … 10 Hz Abbildung 9 Abbildung 10 R67029.
7 Sensorfilter Funktionsweise Der zweite Index (j) dient der Unterscheidung bei mehreren Teilsystemen. Ein Teilsystem wird durch die Gleichungen s.u. beschrieben. Eingesetzt werden 4 Teilsysteme 2. Ordnung, daraus ergibt sich ein Butterworthfilter 8. Ordnung. Abbildung 11 Dabei ist Xn das Eingangssignal, Yn ist der Filterausgang und gleichzeitig der Eingang auf ein weiteres Teilsystem. R67029.
8 Einschränkung Presetfunktion beim 2-dimensionalen Neigungssensor 8. Einschränkung Presetfunktion beim 2dimensionalen Neigungssensor Aufgrund der Einschränkung des max. Messbereichs von +/- 85,00°, kann bei einem Messbereich von > +/-70,00° keine Preset-Funktion zur Verfügung gestellt werden. Wird ein Messbereich < +/- 70,00° gewählt, so ist in der Werkseinstellung der Preset innerhalb +/- 15,00° einmalig möglich.
9 Timeout im Programmiermodus 9. Timeout im Programmiermodus Wird der Neigungssensor durch das betätigen der Teachinputs 1&2 in den Programmiermode versetzt, aber keine weitere Funktion ausgewählt, so kehrt der Neigungssensor automatisch nach 60 Sekunden in den Normalbetrieb zurück. Der Neigungssensor kann auch durch Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung jederzeit in den Normalbetrieb zurückgesetzt werden. R67029.
10 Skalierungsverhalten des analogen Messbereichs des 1-dimensionalen Neigungssensors 10. Skalierungsverhalten des analogen Messbereichs des 1-dimensionalen Neigungssensors Der 1-dimensionale Neigungssensor ist die Bewegungsrichtung der Messachse während des Skaliervorgangs eines neuen analogen Messbereichs entscheidend. Der festgelegten Startposition wird immer der kleinste analoge Messwert zugeordnet (Beispiel 0 … 10V 0V).
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