SICK Distance Measuring Device DMD SSI/Profibus DP/Interbus-S Bedienungsanleitung

B

ETRIEBSANLEITUNG

/ O

PERATING

I

NSTRUCTION

Entfernungs-Messgerät

Distance Measuring Device

DMD

SSI/Profibus DP/Interbus-S

Seite 2 DMD

1 Inhalt

1 Inhalt ................................................................................................................................................2

2 Einführung.......................................................................................................................................4

2.1 Benutzerhinweis .............................................................................................................................4

2.2 Sicherheitshinweise .......................................................................................................................4

2.3 Geräteansicht..................................................................................................................................4

2.4 Handhabungshinweise ..................................................................................................................4

2.4.1 Bestimmungsgemäße Verwendung ...............................................................................4

3 Inbetriebnahme ...............................................................................................................................5

3.1 DIP-Schalterstellungen ..................................................................................................................5

3.1.1 DIP-Schalterstellungen: ...................................................................................................6

3.2 Austausch der alten Baureihe EDM gegen DMD: .......................................................................8

3.3 Leuchtdiodenanzeige.....................................................................................................................8

3.3.1 Funktionsanzeige .............................................................................................................8

3.3.2 Diagnoseanzeige Profibus DP.........................................................................................8

3.3.3 Diagnoseanzeige Interbus-S ...........................................................................................9

3.3.4 Diagnoseanzeige SSI........................................................................................................9

3.3.5 Front-LED ..........................................................................................................................9

4 Installationshinweise ...................................................................................................................10

4.1 Schnittstellen und Anschlussbelegung .....................................................................................10

4.1.1 Anschlussbelegung der 14-poligen und der 4-poligen Schraubklemme .................10

4.1.2 Beschreibung der SSI-Schnittstelle..............................................................................11

4.1.3 Beschreibung der Profibus DP-Schnittstelle...............................................................12

4.1.4 Beschreibung der Interbus-S Schnittstelle..................................................................12

4.2 Ausrichthinweise..........................................................................................................................13

4.3 Reflektoranordnung .....................................................................................................................14

4.4 Reflexionsfolien ............................................................................................................................16

4.4.1 Diamond Grade ...............................................................................................................16

4.4.2 PL 240 DG........................................................................................................................16

4.4.3 PL 560 DG........................................................................................................................16

4.4.4 PL 880 DG........................................................................................................................16

5 Hilfestellung im Fehlerfall............................................................................................................17

6 Technische Daten.........................................................................................................................18

7 Zubehör .........................................................................................................................................19

7.1 Linsenreflektor PL 140L...............................................................................................................19

7.2 Haltewinkel für Linsenreflektor BEF-PL 140L ...........................................................................19

DMD Seite 3

7.3 Umlenkspiegel für DMD USP-DMD .............................................................................................20

7.4 Haltewinkel für DMD BEF-WN-DMD (im Lieferumfang enthalten) ...........................................20

8 Maßbild ..........................................................................................................................................21

9 Wartung .........................................................................................................................................21

Seite 4 DMD

2 Einführung

2.1 Benutzerhinweis

Das DMD ist ein kompakter optischer Distanzsensor. Es misst die Distanz zu einer Reflexfolie nach

dem Prinzip der Pulslaufzeitmessung (Laufzeitmessung). Eine Reflexfolie befindet sich immer im

Sichtfeld des Sensors und wird in der optischen Achse des Lichtstrahls bewegt. Typische Anwen-

dungen sind das Positionieren von schienengebundenen Fahrzeugen wie Regalbediengeräte oder

Kräne.

2.2 Sicherheitshinweise

Die ausgesendete Strahlung eines Klasse 1 Lasers ist unbedenklich. Diese Art von

Laserinstrumenten (z.B. Laserstrahl in CD Spielern) dürfen von jedermann bedient werden.

! Kein Sicherheitsbauteil gemäß EU-Maschinenrichtlinie.

! Vor der Inbetriebnahme die Betriebsanleitung lesen.

! Anschluss, Montage und Einstellung nur durch Fachpersonal.

! Gerät bei Inbetriebnahme vor Feuchte und Verunreinigung schützen.

! Geeignete ESD-Schutzmaßnahmen bei Installation.

2.3 Geräteansicht

Bild 1: Geräteansicht

2.4 Handhabungshinweise

2.4.1 Bestimmungsgemäße Verwendung

Das Entfernungs-Messgerät DMD ist ein opto-elektronischer Sensor und wird zur optischen,

berührungslosen Erfassung von Reflexionsfolie oder Reflektoren eingesetzt.

DMD Seite 5

3 Inbetriebnahme

3.1 DIP-Schalterstellungen

Nach etwa 10 Sekunden der Initialisierung erlischt die rote Front-LED, sofern das DMD auf einen

Reflektor ausgerichtet ist.

Um die angegebene Genauigkeit zu erreichen, lassen Sie eine Aufwärmphase von etwa 30 Minuten

zu. Anschließend ist das DMD messbereit.

Der Sensor wird vor der Auslieferung getestet und kalibriert. Er kann unmittelbar in Betrieb genommen

werden.

Nach Abnahme des Gehäusedeckels kann mit Hilfe von acht DIP-Schaltern der Messmodus einge-

stellt werden.

Bild 2: Befestigungsschrauben zur Abnahme des Gehäusedeckels

Bild 3: Innenansicht mit DIP-Schaltern

Die Wahl der Modi ist abhängig von der zu lösenden Applikation:

Applikation z. B. Distanzierung von

Brückenkränen (2-Pkt.-

Regelungen)

z. B. schnelle

geschlossene

Lageregelkreise

Messwertalter/ms 50 25 13

Messwertanzahl 512 256 128

Umschaltung möglich auf

höhere Messwertanzahl

2048 2048 1024 2048 1024

Modus

0

1)

12

2)

345 6 7

DIP-Schalterstellungen

on

off

2, 3, 4 2, 3

4

2, 4

3

2

3, 4

2

3

2, 4

4

2, 3 2, 3, 4

Tabelle 1: Modi abhängig von Applikation

Profibus-Adresse 1er

Profibus-Adresse 10er

DIP-Schalter Betriebsmodus

Seite 6 DMD

Bemerkungen:

! Messwertalter: Zeit, an der ein neuer Messwert abhängig von der Messwertanzahl an der

Schnittstelle anliegt

! Messwertanzahl: Anzahl der Messwerte, die zur Bildung des Mittelwertes herangezogen werden

! Umschaltung auf höhere Messwertanzahl erfolgt bei langsamer Zieländerung intern

1)

Modus 0: Position erreicht halt Fenster (PEH) in der Steuerung (typ. 3 mm - 5 mm,

anlagenabhängig)

2)

Modus 2: Bei Zielstillstand wird der letzte gültige Messwert ausgegeben

3.1.1 DIP-Schalterstellungen:

Allgemein:

! DIP-Schalter 1 muss immer auf ON sein

! DIP-Schalter 5 muss immer auf ON sein

!

DIP-Schalter 6 ist nur bei SSI-Schnittstelle wirksam, sonst kein Einfluss,

ON: SSI-Ausgabe Gray-kodiert

OFF:SSI-Ausgabe binär

! DIP-Schalter 7:

Bei allen Messmodi kann die Auflösung der Datenausgabe verändert werden:

ON: Ausgabe mit 1 LSB entspricht 0.1 mm

OFF: Ausgabe mit 1 LSB entspricht 1 mm

! DIP-Schalter 8 ist nicht belegt

ON

OFF

12345678

Für die Wahl des entsprechenden Messmodus sind nur die DIP-Schalter 2, 3 und 4 zuständig!

Der Modus kann aus Tabelle 1 bestimmt werden.

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Seite 8 DMD

3.2 Austausch der alten Baureihe EDM gegen DMD:

EDM DMD

Modus 0 ⇒ Modus 0

Modus 1 ⇒ Modus 3

Modus 2 ⇒ Modus 1

Modus 3 ⇒ Modus 2

3.3 Leuchtdiodenanzeige

Bild 4: Sensordraufsicht mit Sichtfenster für LED-Anzeige

3.3.1 Funktionsanzeige

! Grüne LED leuchtet: Ziel (Reflektor) erkannt

! Rote LED leuchtet: Ziel (Reflektor) nicht erkannt

Die Funktionsanzeige ist bei allen Varianten vorhanden.

3.3.2 Diagnoseanzeige Profibus DP

! Grüne LED außen: keine Funktion

! Grüne LED mittig leuchtet: Profibus erfolgreich initialisiert

! Rote LED: keine Funktion

ON

OFF

1234

ON

OFF

1234

ON

OFF

1234

ON

OFF

1234

ON

OFF

12345678

ON

OFF

12345678

ON

OFF

12345678

ON

OFF

12345678

DMD Seite 9

3.3.3 Diagnoseanzeige Interbus-S

! Grüne LED außen leuchtet: Interbus erfolgreich initialisiert

! Grüne LED mittig leuchtet: Datentransfer auf Interbus findet statt

!

Rote LED leuchtet: Interbus nicht vorhanden bzw. nicht initialisiert

3.3.4 Diagnoseanzeige SSI

!

keine

3.3.5 Front-LED

Die Front-LED leuchtet während der Initialisierung des Gerätes nach Einschalten der Versorgungs-

spannung und erlischt nach etwa 10 Sekunden (sofern auf ein Ziel ausgerichtet). Bei Zielverlust

leuchtet die Front-LED ebenfalls während des Betriebes, sie ist mit der roten LED der Funktions-

anzeige zusammengeschaltet. In diesem Fall wird das Errorbit nach 400 ms gesetzt.

Seite 10 DMD

4 Installationshinweise

4.1 Schnittstellen und Anschlussbelegung

4.1.1 Anschlussbelegung der 14-poligen und der 4-poligen Schraubklemme

14-polige Schraubklemme (X2, X3)

Pin SSI Profibus DP Interbus-S

1

2

3COM2

4DI2

5/DI2

6DO2

7/DO2

8 CLK - P (B) DI1

9CLK + N (A) /DI1

10 DATA - DO1

11 DATA + /DO1

12 P (B)

13 N (A)

14 GND COM1

4-polige Schraubklemme (X4)

Pin SSI Profibus DP Interbus-S

1 +24 V DC (pot. frei) +24 V DC (pot. frei) +24 V DC (pot. frei)

2 +24 V DC (pot. frei) +24 V DC (pot. frei) +24 V DC (pot. frei)

3 GND (24 V) (pot. frei) GND (24 V) (pot. frei) GND (24 V) (pot. frei)

4 GND (24 V) (pot. frei) GND (24 V) (pot. frei) GND (24 V) (pot. frei)

Bild 5: Steckerdeckel für alle Schnittstellen

DMD Seite 11

Allgemeines

! Bei jeder Schnittstellenart muss zwischen der Gehäusemasse des DMD (Schraubklemme X5) und

der Metallkonstruktion der Anlage eine hochfrequenztechnische (Schirmgeflecht) Verbindung

hergestellt werden, um elektromagnetische Störungen zu unterdrücken. Die Verbindung soll so

kurz als möglich ausgeführt werden.

4.1.2 Beschreibung der SSI-Schnittstelle

Zwischen Data + und Data - muss am Steuerrechner ein 100Ω Abschlusswiderstand (0,5 W)

angeschlossen werden, sofern dieser Widerstand nicht schon auf der Schnittstellenkarte integriert ist.

Der Kabelschirm darf nur in der Steuereinheit (am Gehäuse des Steckers) aufgelegt werden. Eine

sichere Datenübertragung ist bei Verwendung von abgeschirmten Leitungen mit 2 paarweise

verdrillten Adern gegeben.

Datentelegramm:

LS

B

MSB SSI

Error

Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

SSI Daten

Es werden 1 Startbit, 24 Datenbit gray-kodiert oder binär (Low-Byte zuerst, dann Middle- und danach

High-Byte) und 1 Errorbit übertragen. Das Errorbit ist gesetzt (High), sobald Zielverlust (Laserstrahl

nicht mehr auf dem Reflektor) eintritt. In diesem Fall leuchtet die Front-LED und die rote LED der

Funktionsanzeige.

Binär-Codierung

Bit 24: Fehlerbit: 1 = Zielverlust oder kein Echo, 0 = OK

Bit 0...23: SSI Daten binär codiert mit 0,1 mm oder 1 mm Auflösung

(abhängig von DIP-Schalter 7)

Gray-Codierung

Bit 24: Fehlerbit: 1 = Zielverlust oder kein Echo, 0 = OK

Bit 0...23: SSI Daten gray codiert mit 0,1 mm oder 1 mm Auflösung

(abhängig von DIP-Schalter 7)

SSI Taktfrequenz: 125 kHz – 1 MHz -> T = 1 µs – 8 µs

Seite 12 DMD

4.1.3 Beschreibung der Profibus DP-Schnittstelle

Der letzte Profibus Teilnehmer muss mit Abschlusswiderständen abgeschlossen werden. Hierfür ist

im Steckerdeckel der Schalter S2 in die Schalterstellung 1 zu bringen (Widerstandskombination

eingeschaltet). Handelt es sich um einen Slave, der nicht als letzter Teilnehmer an den Bus

angeschlossen ist, so ist der Schalter S2 in die Schalterstellung 2 (Widerstandskombination

abgeschaltet) zu bringen (Bild 5).

Mit den zwei Drehschaltern in der Gehäuserückwand des DMD ist die Profibus-Slave-Adresse

einzustellen (Bild 3). Es ist ein Standard Profibus-Kabel zu verwenden.

Der Kabelschirm muss beidseitig aufgelegt werden. Im Steckerdeckel ist hierfür die Schraubklemme

X5 zu verwenden. Der Kabelschirm ist dabei so kurz als möglich und unverdrillt an die Klemme X5

anzuschließen.

Datentelegramm:

Byte 0Byte 1Byte 2Byte 3

7 0 7 0 7 0 7 0

Entfernung low Entfernung middle Entfernung high Error

↑

4.1.4 Beschreibung der Interbus-S Schnittstelle

Wenn ein Interbus-Teilnehmer nicht der letzte in der Kette ist, muss

eine Brücke zwischen RBST und

der internen +5V-Spannung gelegt werden. Im Steckerdeckel ist hierfür der Schalter S1 in die

Schalterstellung 2 zu bringen (RBST intern an +5V). Ist ein Teilnehmer als letztes Gerät in der Kette

angeschlossen, so ist der Schalter S1 in die Schalterstellung 1 (RBST intern über einen Widerstand

an GND) zu schalten (Abbildung 5).

Der Kabelschirm muss beidseitig aufgelegt werden. Im Steckerdeckel ist hierfür die Schraubklemme

X5 zu verwenden. Der Kabelschirm ist dabei so kurz als möglich und unverdrillt an die Klemme X5

anzuschließen. Es ist ein Standard Interbus-Kabel zu verwenden.

Datentelegramm:

Byte 0 Byte 1 Byte 2 Byte 3

7 0 7 0 7 0 7 0

Entfernung low Entfernung middle Entfernung high Error

↑

In der Standardeinstellung werden 4 Byte binär übertragen. Byte 0 bis 2 enthalten den Entfernungs-

messwert (Reihenfolge Low, Middle, High), Byte 3 enthält im Bit 0 (niederwertigstes Bit) das Errorbit

(Bedeutung s.o. bei SSI).

DMD Seite 13

4.2 Ausrichthinweise

Bei der Justage ist zu beachten, dass der Laserpointer seitlich versetzt zur Messoptik angebracht ist.

Die Justage gilt für beide Reflektortypen (Folie und Linsenreflektor) und ist bei maximaler

Messentfernung vorzunehmen.

Richten Sie das Gerät in der Weise aus, dass sich der Mittelpunkt des Laserpointerfleckes horizontal

26 mm und vertikal 16 mm vom Mittelpunkt des Reflektors (Bild 6) befindet. Die Ausrichtung nach

Bild 6 setzt voraus, dass das Gerät wie in Bild 7 oben installiert ist.

Nach Einschalten der Versorgungsspannung blinkt der Laserpointer für mindestens 60 Sekunden. Ist

der Sensor exakt ausgerichtet geht der Laserpointer nach 60 Sekunden aus. Liegt Zielverlust vor

blinkt der Laserpointer permanent weiter. Der Laserpointer kann entweder durch Aus- und wieder

Einschalten der Versorgungsspannung oder durch ein simulieren des Zielverlustes (z. B. durch ein

Abbrechen des Strahlenganges) eingeschaltet werden.

Bild 6: Folienreflektor

Seite 14 DMD

4.3 Reflektoranordnung

DMD-Seitenansicht

DMD-Draufsicht

Messstrahldurchmesser: ca. 5 cm ca. 10 cm ca. 30 cm ca. 70 cm

Linsenreflektor

Bild 7: Reflektoranordnungen 1

DMD Seite 15

Minimalanordnung bei Entfernungen

> 120 m bis 240 m (2 x Linsenreflektor PL 140L)

Bild 8: Reflektoranordnungen 2

Seite 16 DMD

4.4 Reflexionsfolien

Die Reflektorgröße ist so zu wählen, das der Lichtfleck bei Erschütterungen nicht von dem Reflektor

abwandert. Wird das DMD zum Beispiel um 1 Grad verdreht, wandert der Lichtfleck in 130 m Abstand

um ca. 2 m aus.

4.4.1 Diamond Grade

Konfektionierbar, max. 749 mm x 914 mm, Bestellnummer: 4 019 634

4.4.2 PL 240 DG

280 mm x 280 mm, Bestellnummer: 1 017 910

4.4.3 PL 560 DG

605 mm x 605 mm, Bestellnummer: 1 016 806

4.4.4 PL 880 DG

914 mm x 914 mm, Bestellnummer: 1 018 975

DMD Seite 17

5 Hilfestellung im Fehlerfall

Fehlererscheinung mögliche Ursache Abhilfe

" Rote LED im Frontfenster

leuchtet länger als 10 sek.

" Messziel nicht erfasst

"

Reflektor oder Gerätescheibe

verschmutzt

"

Messbereichsüberschreitung

" Ausrichtung überprüfen

"

Rote Kontroll-LED

leuchtet

"

Messziel nicht erfasst

" Reflektor oder Gerätescheibe

verschmutzt

"

Ausrichtung überprüfen

"

Rote & grüne Kontroll-

LED leuchten

"

keine Messbereitschaft, Gerät

evtl. defekt

"

Gerät austauschen

" Messwertfehler bei

niedriegen Entfernungen

" Reflektor ist nicht geneigt " Neigungswinkel

"

Vergrößerung des

Messwertfehlers bei

steigender Entfernung

"

Laser verlässt den Reflektor

"

Ausrichtung überprüfen

" Keine LED leuchtet " Betriebsspannung fehlt

" Betriebsspannung verpolt

" festen Sitz des

Gehäusedeckels

überprüfen

"

Verdrahtung kontrollieren

" Sporadische

Messwertsprünge

" elektrostatische Einflüsse

" Masseschleife

" Abschirmung nach

Installationshinweisen

anschließen

" Gehäuse mit

Anlagenmasse verbinden

" Messfehler an

bestimmten Positionen

" Zielverlust, Laserfleck verlässt

den Reflektor

" Verfahrweg auf starke

Unebenheiten überprüfen,

evtl. Reflektor vergrössern

" Schwingen der Anlage " Rauschabschaltung wirkt sich

ungünstig auf das

Regelverhalten aus

" Messmodus umstellen

" „Noise“ bei erreichter

Position

" Messwertrauschen verträgt sich

nicht mit dem Regler

" Messmodus umstellen

" grobe Messfehler " Messen auf falsche Ziele

(verzinkte Gegenstände bzw.

helle Objekte im Nahbereich

werden als Ziel erkannt)

" reflektierende Gegen

stände mit Farbe ab-

decken bzw. entfernen

" Doppelter Betrag der

Messwerte

" sporadisches Setzen

des Error-Bits

" Bitverschiebung beim Auslesen " Software überprüfen

" Daten- und Spannungs-

versorgungsleitungen (für

Tyristorsteuerung)

getrennt verlegen

" Anschluss der

Taktleitungen überprüfen

(Achtung ! Bei einem evtl.

Tausch der Leitungen

Motor spannungslos

schalten

" Positionierfehler in der

Y-Achse bei schweren

Lasten

" Nachschwingen des Hubtisches " Bremsverzögerung

verringern

Seite 18 DMD

6 Technische Daten

Technische Daten

DMD

50-

1111

50-

2111

50-

3111

120-

1111

120-

2111

120-

3111

240-

1111

240-

2111

240-

3111

Schnittstellen

SSI: GRAY/BINÄR

1)

Profibus-DP, 4 byte inkl. Errorbit

Interbus-S, 4 byte inkl. Errorbit

Messbereich

2)

0,5 m ... 50 m

0,5 m ... 120 m

0,5 m ... 240 m

Genauigkeit

3) 4)

0,5 m ... 3,2 m ± 6 mm

> 3,2 m ± 5 mm

Reproduzierbarkeit

5)

2 mm (Mode 0)

(Statistischer Fehler 1

σ

)

Lichtfleckdurchmesser 10 cm in 30 m Entfernung

30 cm in 100 m Entfernung

70 cm in 240 m Entfernung

Auflösung 0,1 mm/1 mm (umschaltbar)

Lichtsender

6)

, Lichtart

Laserdiode, Infrarot

Laserschutzklasse

1 (EN 60825)

Versorgungsspannung U

V

DC 18 ... 30 V

7)

Leistungsaufnahme

≤

8 VA

Anschlussart

Klemmanschluss 4 x PG 9

VDE Schutzklasse

8)

III

Schutzschaltungen

9)

A, C

Schutzart

IP 65

Umgebungstemperatur

Betrieb – 0 °C ... + 40 °C

Lager – 25 °C ... + 75 °C

Gewicht

3 kg

Profibus-DP

max. 1,5 MBaud

Luftdruckeinfluss

0,3 ppm/hPa

Temperatureinfluss

0,3 mm/K

Messwertausgabe

SSI: 1 ms, clock 125 kHz ... 1 MHz

Profibus: 1 ms

Interbus: 1 ms

Initialisierungszeit

ca. 10 s

Max. Verfahrensgeschwindigkeit

10 m/s

1)

Einstellbar 25 bit inkl. Errorbit

2)

Bezogen auf Geräte-Nullpunkt

3)

23° Lufttemperatur, 977 hPa,

min. Einschaltdauer 30 Min.

4)

Nachkalibrierung nach 25.000 h

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