Betriebsanleitung / Operating instructions Ultraschall
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1. only be carried out by skilled personnel according to applicable regulations in de energized condition and when the machine is switched off The machine must be secured to ensure that it cannot be switched back on Function Ultrasonic sensors USTI 12 MFB 150 emit sound waves at a specific frequency through the transmission medium of air by means of an ultrasonic transducer The sound waves are emitted in time limited cycles The same ultrasonic transducer is used as a sound receiver with a distinctive directional characteristic during the trans mit pauses The sound waves reflected in the transmit pauses from the target are processed as echoes in the unit on the ba sis of a transit time measurement and an output signal proportional to the distance is generated from this With their compact design very small blind zone and the narrow detection area these sensors are particularly suited for use in constricted spaces such as small con tainers or pipes Areas of application are object detection distance measuring and fill level sensing All sensors of this series feature a teach input For teach in connect the teach input with U or U 0 V Available output variants are sensors with switching output transistor output pnp two teachable switching points for win dow evaluation or a proximity switch each with NO or NC function or with an analog output two teachable evaluation limits as current or voltage outpu2. ber den Teach Eingang innerhalb des Arbeitsbereichs geteacht werden Zum Teachen muss der Teach Eingang f r min 1 s mit U bzw U 0 V verbunden werden Bei nicht funktionierendem Teachvorgang z B au erhalb des Arbeitsbereiches blinkt die rote LED m Fensterauswertung Schlie er Innerhalb des geteachten Fensters ist der Schaltausgang aktiv Ultraschall Sensor anschlie en und Spannung anlegen Objekt auf nahen Schaltpunkt im Abtast feld platzieren Teach Eingang mit U 0 V verbinden Nach erfolgreichem Teachvorgang blinkt die gelbe LED Die rote LED ist aus Objekt auf fernem Schaltpunkt im Abtast feld platzieren Teach Eingang mit U verbinden Nach erfolgreichem Teachvorgang blinkt die gelbe LED Die rote LED ist aus Teach Eingang von U trennen und offen lassen m Fensterauswertung ffner Au erhalb des geteachten Fensters ist der Schaltausgang aktiv Das Teachen erfolgt sinngem wie bei Fensterauswertung Schlie er jedoch wird der nahe Schaltpunkt mit U und der ferne Schaltpunkt mit U 0 V geteacht m N herungsschalter Schlie er Bei Unterschreiten des geteachten Ab stands ist der Schaltausgang aktiv Objekt auf den Schaltpunkt im Abtastfeld platzieren Teach Eingang mit U verbinden Nach erfolgreichem Teachvorgang blinkt die gelbe LED Die rote LED ist aus Sensor mit der Hand abdecken Hautkontakt zur Wandleroberfl che oder Sensor ins Leere
3. the starting and end values can be taught within the working range via teach input For teaching the teach in input must be connected to U or U 0 V for at least one second Place object at the position of the starting value 0 V or 4 mA in the detection area Connect teach input with U After a successful teach in procedure the yellow LED should be blinking The red LED is off Place object at the position of the end value 10 V or 20 mA in the detection area Connect teach input with U 0 V After a successful teach in procedure the yellow LED should be blinking The red LED is off pP Maintenance and repair Please do not use cleaning agents containing solvents Do not clean ultrasonic sensors with hot steam Ultrasonic sensors USTI are largely maintenance free Regularly remove deposits on the surface of the sound transducer using a soft cloth Repair by di soric only Warranty The legal warranty regulations apply Abtastfeld Detection area EA 20 28 A 140 l i i g 120 3 100 Mi 80 sw 7 H 60 i 40 LED T 20 s T 4 M12x1 0 mm typ Technische Daten Technical data 20 C 24 VDC Arbeitsbereich Scanning range 20 150mm Sendefrequenz Operating frequency 400 000 Hz Betriebsspannung Service voltage 10 30VDC 15 30VDC A IBSL Restwelligkeit Ripple 10 Eigenstromau
4. Betriebsanleitung Operating instructions Ultraschall Sensoren Ultrasonic sensors USTI 12 MFB 150 Bestimmungsgem er Gebrauch Ultraschall Sensoren USTI 12 MFB 150 werden als Bestandteil eines bergeord neten Gesamtsystems zum Erfassen von Objekten eingesetzt CE Konformit t EMV Richtlinie DIN EN 60947 5 2 Niederspannungs 73 23 EWG richtlinie 93 68 EWG A Sicherheitshinweise Ultraschall Sensoren USTI 12 MFB 150 sind nicht zul ssig f r Sicherheitsanwen dungen insbesondere bei denen die Sicherheit von Personen von der Ger te funktion abh ngig ist Ultraschall Sensoren d rfen nicht in explosionsgef hrdeten R umen betrie ben werden Der Betreiber des bergeordneten Gesamtsystems z B einer Maschinen anlage ist f r die Einhaltung der f r den speziellen Einsatzfall geltenden nationalen und internationalen Sicher heits und Unfallverh tungsvorschriften verantwortlich Bei Maschinenplanung und Verwendung der Ultraschall Sensoren sind die ein satzspezifischen Sicherheits und Un fallverh tungsvorschriften einzuhalten wie z B EN 60204 Elektrische Ausr stung von Maschinen DIN EN ISO 12100 Sicherheit von Maschinen Grundbegriffe allgemeine Gestaltungsleits tze DIN 57100 Teil 410 Schutz gegen gef hrliche K rperstr me Montage und elektrischer Anschluss der Ultraschall Sensoren USTI 12 MFB 150 darf nur von Fachpersonal nach gelten den Vorschriften in spannungsf
5. ances not be detected as far as the limit zone Sound absorbing materials include foam rubber loose cotton felt textiles out gassing fluids and slippery sand etc If the object to be detected is too greatly inclined with respect to the beam axis this means that adequate sound will not be reflected in the direction of the recei ver particularly in the case of large flat surfaces Smooth objects may be detec ted reliably up to an angle of inclination of 10 Rough surfaces may be detected under certain circumstances up to an angle of inclination of 60 or more Assembly The unit can be mounted using the housing thread Mount ultrasonic sensors such that no particles can collect on the converter surface Avoid strong external sound sources on the sound axis of ultrasonic sensors If fitting in pipes the pipe diameter must be larger than the sound cone diameter see detection area Deter mine the behaviour of the ultrasonic sensor by means of trials The transducer housing of the sensor may not contact other machine compo nents Never aim the sound axes of devices of the same series towards each other Electrical connection The electrical connection must be made in such a manner as to ensure electro magnetic compatibility EMC Please us an EMC compliant power pack for the power supply The negative terminal of the power supply and the machine body must be connected to grou
6. ende Materialien sind z B Schaumgummi lose Baumwolle Filz Textilien ausgasende Fl ssigkeiten rutschender Sand usw Bei zu gro er Neigung des zu erfassen den Objektes zur Strahlachse wird nicht mehr gen gend Schall in Empf ngerrich tung reflektiert besonders bei gr eren ebenen Fl chen Glatte Objekte k nnen bis zu einer Neigung von 10 sicher detektiert werden Rauhe Oberfl chen unter Umst nden bis 60 oder mehr Montage Die Montage erfolgt ber das Geh use gewinde Ultraschall Sensoren so montieren dass sich keine Materialien auf der Wand eroberfl che absetzen k nnen Starke Fremdschallquellen in der Schal achse von Ultraschall Sensoren sind zu vermeiden Beim Einbau in Rohre muss der Rohr durchmesser gr er als der Schallkeu endurchmesser sein siehe Abtastfeld Das Verhalten des Ultraschall Sensors muss durch Versuche ermittelt werden Das Wandlergeh use des Sensors darf andere Maschinenteile nicht ber hren Nie die Schallachsen von Ger ten der gleichen Baureihe aufeinander richten Elektrischer Anschluss Der elektrische Anschluss muss EMV gerecht ausgef hrt werden F r die Spannungsversorgung muss ein EMV gerechtes Netzteil verwendet werden Der Minuspol der Stromversorgung und der Maschinenk rper m ssen geerdet werden Anschlusskabel und Stromversorgungs leitungen nicht in unmittelbarer N he von Leitungen h herer Spannungen oder mit Le
7. ferbar Die Sensoren besitzen einen Blindbereich von 20 mm direkt vor der Wandlerober fl che In diesem Bereich ist keine Distanz messung m glich Bei Raumtemperatur k nnen praktisch alle Objekte innerhalb des Arbeitsberei ches des Sensors erfasst werden Authorized use Ultrasonic sensors USTI 12 MFB 150 are used as a part of a higher level overall system for detection of objects CE conformity EMV directive Low voltage 73 23 EWG directive 93 68 EWG A Safety instructions Ultrasonic sensors USTI 12 MFB 150 are not to be used for safety applicati ons in particular applications in which safety of persons depends on proper operation of the instruments Ultrasonic sensors may not be operated in explosion hazard areas The operator of the higher level overall system e g a machine installation is responsible for complying with the natio nal and international safety and accident prevention regulations which apply to the specific use DIN EN 60947 5 2 When carrying out machine planning and using the Ultrasonic sensors the safety and accident prevention regulations spe cific to use must be complied with e g EN 60204 Electrical equipment of machines DIN EN ISO 12100 Safety of machinery Basic concepts general principles for design DIN 57100 Teil 410 Protection against dangerous electric shock Assembly and electrical connection of Ul trasonic sensors USTI 12 MFB 150 may
8. fnahme Internal power consumption 30 mA Schaltausgang Switching output Transistor pnp 100 mA NO NC PSOK IBSL Schaltfrequenz Switching frequency 13Hz Wiederholgenauigkeit Repeat accuracy 0 5 Analogausgang Analog output 0 10 V A IBSL 4 20 mA I IBSL Lastwiderstand Load resistance min 1 000 Q A IBSL max 300 Q I IBSL Linearit t Analogausgang Linearity analog output lt 1 Sn max Umgebungstemperatur Ambient temperature 25 70 C Schutzart Protection class IP 65 All technical specifications refer to the state of Geh usematerial the art 06 13 they are subjec As typographical and other errors cannot be excluded all data are given without engagement to modifications Tel Fax e mail Internet Casing material Messing vernickelt nickel plated brass di soric GmbH amp Co KG Steinbeisstra e 6 DE 73660 Urbach 49 0 71 81 98 79 0 49 0 71 81 98 79 179 info di soric com www di soric com
9. h U After a successful teach in procedure the yellow LED should be blinking The red LED is off Disconnect teach input from U and leave open m Window evaluation NC The switching output is active outside of the teach in window Teaching follows the same principles as Window evaluation for NO but the close switching point should be taught with U and the distant switching point with U 0 V m Proximity switch NO If the teach in distance is fallen short of the switching output is active Place object on switching point in the detection window Connect teach input with U After a successful teach in procedure the yellow LED should be blinking The red LED is off Cover sensor with the hand skin contact to ransducer surface or point sensor into space no object within detection field Connect teach input with U 0 V After a successful teach in procedure the yellow LED should be blinking The red LED is off Disconnect teach input from U 0 V and eave open m Proximity switch NC If the teach in distance is exceeded the switching output is active Teaching follows the same procedure as for the Proximity switch NO but the swit ching point should be first taught with U 0 V and then with U Teachen des Analogausgangs USTI 12 MFB 150 A IBSL 1 IBSL Im Blindbereich ist keine Distanzmes sung m glich siehe Abtastfeld Die Anfangs und Endwerte k nnen steige
10. itungen die induktive oder kapazitive Lasten schalten verlegen Die max L nge der Anschlussleitungen darf 100 m nicht berschreiten Der Leitungsquerschnitt muss entsprechend ausgelegt sein Spitzenstrom Der elektrische Anschluss erfolgt ber 4 polige Anschlusskabel mit M12 Steck verbinder di soric B 07 9 0613de A large surface of the object to be de tected increases the switching reliability Objects with smooth surfaces can be detected up to an inclination angle of approx 10 Rough and heavily textu red objects can be detected at larger inclination angles Physical application limits For physical reasons speed of sound in air 341 m s at 20 C ultrasonic sensors are relatively slow The calculated resolution is 0 9 mm on the basis of the ultrasonic frequency of 400 000 Hz The sensors do not function under water in a vacuum or at high excess pressures Very hot objects gt 50 C or very cold objects lt 10 C may under certain circumstances not be detected air turbulence with refraction and scattering of the sound Strong air flow gt 20 m s may reduce the detection reliability Ice formation on the transducer surface reduces the sensitivity of the sensor this can be remedied by applying a thin coat of silicone grease to the transducer surface Very small objects or very poorly reflec ting objects sound absorbing objects may under certain circumst
11. nd Do not lay connection lead and power supply cables in the direct vicinity of cables conducting high voltages or cables which switch inductive or capa citive loads The connection leads may not exceed a max length of 100 m The cable cross section must be designed accordingly peak current voltage The unit must be connected electrically via a 4 core connection cable with M12 plug connector Anschlussschema Connection diagram BN 18 BK_ 4 BN Braun brown BK Schwarz black BU Blau blue 9 7 IWH 2 teach BU 31 WH Wei white LED Anzeige LED display Status Status LED rot red LED gelb yellow Normalbetrieb normal mode PNP aus off Schaltzustand switching state Normalbetrieb normal mode Analog aus off ein on Teachen teaching Objekt erkannt Objekt detected aus off blinkt blinking Kein Objekt erkannt No objekt detected blinkt blinking aus off Unstabile Erkennung Unstable detection ein on aus off St rung Malfunction ein on letzter Zustand last state Funktion Teach Eingang Function of teach input Eingangssignal Input signal Funktion Function UB oder or UB OV Teach Funktion aktiv Teach function activ nicht belegt not used Normalbetrieb normal mode Teachen des Schaltausgangs USTI 12 MFB 150 PSOK IBSL Die Schaltpunkte k nnen
12. nd 0 10 V 4 20 mA und fallend 10 0 V 20 4 mA geteacht werden Die Position des Anfangs und des End werts k nnen ber den Teach Eingang innerhalb des Arbeitsbereichs geteacht werden Zum Teachen muss der Teach Eingang f r min 1 s mit U bzw U 0 V verbunden werden Objekt an der Position des Anfangswerts 0 V bzw 4 mA im Abtastfeld platzieren Teach Eingang mit U verbinden Nach erfolgreichem Teachvorgang blinkt die gelbe LED Die rote LED ist aus Objekt an der Position des Endwerts 10 V bzw 20 mA im Abtastfeld platzieren Teach Eingang mit U 0 V verbinden Nach erfolgreichem Teachvorgang blinkt die gelbe LED Die rote LED ist aus Wartung und Reparatur Keine l sungsmittelhal verwenden igen Reiniger Ultraschall Sensoren nicht mit hei em Dampf reinigen Ultraschall Sensoren USTI sind weitestge hend wartungsfrei Ablagerungen auf der Schallwandlerober fl che regelm ig mit einem weichen Tuch entfernen Reparatur nur durch di soric Gew hrleistung Es gelten die gesetzlichen Gew hrleistungs bestimmungen Ma zeichnung Dimensional drawing di Ssoric Teaching the analog output USTI 12 MFB 150 A IBSL I IBSL No distance measuring is possible in the blind zone see detection area The teach in procedure for starting and end values can be in ascending 0 10 V 4 20 mA or descending 10 0 V 20 4 mA order The positions of
13. reiem Zustand und bei ausgeschalteter Maschine erfolgen Die Maschine muss gegen Wiederein schalten gesichert sein Funktion Ultraschall Sensoren USTI 12 MFB 150 senden mittels eines Ultraschallwandlers Schallwellen einer bestimmten Frequenz ber das bertragungsmedium Luft aus Das Senden der Schallwellen erfolgt in zeitlich begrenzten Takten Derselbe Ultraschallwandler dient in den Sendepau sen als Schallempf nger mit ausgepr gter Richtcharakteristik Durch eine Laufzeit messung werden die in den Sendepausen vom Zielobjekt reflektierten Schallwellen als Echos im Ger t verarbeitet und daraus ein abstandsproportionales Ausgangs signal gebildet Durch die kleine Bauform den kleinen Blindbereich und das sehr schmale Abtast feld sind die Sensoren besonders f r den Einsatz bei begrenzten Platzverh ltnissen wie z B in engen Beh ltern oder Rohren geeignet Anwendungsgebiete sind die Objekterkennung die Distanzmessung und die F llstandsmessung Alle Sensoren dieser Baureihe sind ber einen Teach Eingang teachbar Das Tea chen erfolgt durch Verbinden des Teach Eingangs mit U oder U 0 V Als Ausgangsvarianten sind Sensoren mit Schaltausgang Transistorausgang pnp zwei teachbare Schaltpunkte f r Fenster auswertung oder als N herungsschalter jeweils mit Schlie er oder ffnerfunktion oder mit Analogausgang zwei teachbare Auswertegrenzen als Strom oder Span nungsausgang steigend oder fallend lie
14. schauen lassen kein Objekt innerhalb des Abtastfeldes Teach Eingang U 0 V verbinden Nach erfolgreichem Teachvorgang blinkt die gelbe LED Die rote LED ist aus Teach Eingang von U 0 V trennen und offen lassen m N herungsschalter ffner Bei berschreiten des geteachten Ab stands ist der Schaltausgang aktiv Das Teachen erfolgt sinngem wie bei N herungsschalter Schlie er jedoch wird der Schaltpunkt mit U 0 V und danach mit U geteacht Alle technischen Angaben beziehen sich auf den Stand 06 13 nderungen bleiben vorbehalten Da Irrt mer und Druckfehler nicht auszuschlie en sind gilt f r alle Angaben ohne Gew hr Copyright by di soric Teaching the switching output USTI 12 MFB 150 PSOK IBSL The switching points can be taught in the working range via teach input For tea ching purposes the teach input must be connected to U or U 0 V for at least one second When the teach process could not be proberly made e g beyond scanning range the red LED is flashing m Window evaluation NO The switching output is active within the teach in window Connect ultrasonic sensor and apply voltage Place object on close switching point in the detection area Connect teach input with U 0 V After a successful teach in procedure the yellow LED should be blinking The red LED is off Place object on distant switching point in the detection area Connect teach input wit
15. t ascending or descending The Sensors have a blind zone of 20 mm directly in front of the transducer surface No distance measuring is possible in this area At room temperature virtually all ob jects within the sensor s working range can be detected Eine gro e Oberfl che des zu erfassen den Objektes erh ht die Schaltsicher heit Objekte mit glatter Oberfl che k nnen bis zu einem Neigungswinkel von ca 10 sicher erkannt werden Raue und stark strukturierte Objekte sind mit gr eren Neigungswinkeln erfassbar Physikalische Anwendungsgrenzen Ultraschall Sensoren sind aus physikali schen Gr nden Schallgeschwindigkeit in Luft 341 m s bei 20 C relativ langsam Aufgrund der Ultraschallfrequenz von 400 000 Hz errechnet sich eine Aufl sung von 0 9 mm Keine Funktion unter Wasser in Vakuum und bei gr eren berdr cken Sehr hei e gt 50 C oder sehr kalte Objekte lt 10 C k nnen u U nicht abgetastet werden Turbulenzen der Luft mit Brechung und Streuung des Schalls Starke Luftstr mungen gt 20 m s k nnen die Abtastsicherheit verringern Eisbildung auf der Wandleroberfl che reduziert die Empfindlichkeit des Sensors Abhilfe durch Auftragen einer d nnen Schicht Silikonfett auf die Wandlerober fl che Sehr kleine oder sehr schlecht reflektie rende schallabsorbierende Objekte k n nen u U nicht bis zum Grenzabstand erfasst werden Schallabsorbier
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