Manuel d'utilisation Capteur d'inclinaison 2 axes 11592995/01 04/2024 JN2200 Firmware 1.14 FR Capteur d'inclinaison JN Contenu 1 Remarques préliminaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.1 Symboles utilisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 Consignes de sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.1 Remarques générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.2 Cible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.3 Raccordement électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.4 Interventions sur l'appareil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3 Fonctionnement et caractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4 Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4.1 Fixation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4.2 Surface de montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 5 Schéma d'encombrement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 6 Raccordement électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 7 Interface IO-Link . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8 Réglages principaux du système et diagnostic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 8.1 Chauffage (index ISDU 4102) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 8.2 Méthode de mesure (index ISDU 4106). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 8.3 Température de la cellule de mesure et température ambiante, puissance du chauffage (index ISDU 4110...4112) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 8.4 Auto-test MEMS (commande de système 0xB2 et index ISDU 4114) . . . 12 9 Paramétrage de la mesure d'inclinaison. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 10 Calcul de l'angle (index ISDU 4100). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 10.1 Angle perpendiculaire (index ISDU 4100 = 0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 10.2 Angle d'Euler (index ISDU 4100 = 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 10.3 Cardan x (ISDU index 4100 = 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 10.4 Cardan y (index ISDU 4100 = 3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 10.5 Exemple explicatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 10.6 Fréquence limite du filtre numérique (index ISDU 4101) . . . . . . . . . . . . 16 10.7 Correction du quadrant (index ISDU 4103) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 10.8 Réglage du point zéro (commande de système 0xE2 et 0xE3 et index ISDU 4105) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 10.9 Apprentissage (commande de système 0xE0 et 0xE1 et index ISDU 4104) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 11 Paramétrage de la mesure de vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 11.1 Configuration du plan de mesure (index ISDU 4107). . . . . . . . . . . . . . . 19 11.2 Filtre FIR dans la mesure de vibration (index ISDU 4108) . . . . . . . . . . . 20 11.3 Etendue de mesure de la mesure de vibration (index ISDU 4109) . . . . 20 12 Transmission des données process via IO-Link . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 13 Paramétrage des sorties analogiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2 Capteur d'inclinaison JN 13.1 Sortie analogique comme source de courant 4...20 mA. . . . . . . . . . . . . 24 13.2 Sortie analogique comme source de tension 2...10 V . . . . . . . . . . . . . . 26 13.3 Apprentissage de l'ASP et de l'AEP à l'aide de commandes de système 27 13.4 Signalisation d'erreur sur les sorties analogiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 14 Paramétrage des sorties de commutation TOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 14.1 Fonction de sortie ou1 et ou2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 14.2 Fonction de sortie "hystérésis (normalement DESACTIVEE; NO)" [Hno]32 14.3 Fonction de sortie "hystérésis (normalement ACTIVEE ; NF)" [Hnc] . . . 33 14.4 Sortie de commutation "fenêtre (normalement DESACTIVEE ; NO)" [Fno] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 14.5 Sortie de commutation "fenêtre (normalement ACTIVEE ; NF)" [Fnc] . . 35 14.6 Seuils de commutation SP et seuils de déclenchement rP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 14.6.1 Réglage via les index ISDU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 14.7 Apprentissage du SP et du rP à l'aide de commandes de système . . . . 36 14.8 Temporisation de commutation dS1 / dS2 et temporisation au déclenchement dr1 / dr2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 14.9 Opération logique des sorties de commutation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 14.10 Fonction des sorties de commutation en cas de défaut FOU1 ou FOU2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 14.11 Temporisation des sorties de commutation en cas de défaut (dFo) . . . 40 14.12 Etage de sortie PnP ou nPn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 14.13 Restaurer les réglages usine (commande de système 0x82) . . . . . . . 41 15 LED d'état . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 16 Maintenance, réparation et élimination. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 17 Homologations/normes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 17.1 Référence à UL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 18 Etat de livraison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Ce document est la notice originale. 3 Capteur d'inclinaison JN 1 Remarques préliminaires Ce document s'applique à l'appareil du type "capteur d'inclinaison (référence : JN2200). Il fait partie de l'appareil. Ce document s'adresse à des personnes compétentes. Ce sont des personnes qui sont capables - grâce à leur formation et expérience – d’envisager les risques et d'éviter des dangers potentiels qui pourraient être causés par le fonctionnement ou la maintenance de l'appareil. Ce document fournit des informations sur l'utilisation correcte de l'appareil. Lire ce document avant l'utilisation afin de vous familiariser avec les conditions d'utilisation, l'installation et le fonctionnement. Garder ce document pendant tout le temps d'utilisation de l'appareil. Respecter les consignes de sécurité. 1.1 Symboles utilisés ► > […] → Action à faire Retour d'information, résultat Désignation d'une touche, d'un bouton ou d'un affichage Référence Remarque importante Le non-respect peut aboutir à des dysfonctionnements ou perturbations. Information Remarque supplémentaire Avertissement général Si ce symbole est présent, consulter le chapitre correspondant de la notice d‘utilisation. 2 Consignes de sécurité 2.1 Remarques générales Cette notice fait partie de l'appareil. Il fournit des textes et des figures pour l'utilisation correcte de l'appareil et doit être lu avant installation ou emploi. Respecter les indications de cette notice. Le non-respect de ces consignes, une utilisation en dehors des conditions définies ci-dessous, une mauvaise installation ou utilisation peuvent avoir des conséquences graves pour la sécurité des personnes et des installations. 2.2 Cible Cette notice s'adresse à des personnes considérées comme compétentes selon les directives CEM et basse tension. L'appareil doit être monté, raccordé et mis en service par un électricien habilité. 4 Capteur d'inclinaison JN 2.3 Raccordement électrique Mettre l'appareil hors tension en prenant des mesures externes avant toutes manipulations. Les bornes de raccordement ne doivent être alimentées que par les signaux indiqués dans les données techniques et / ou sur l'étiquette de l'appareil et seulement les accessoires homologués d'ifm electronic gmbh doivent être raccordés. 2.4 Interventions sur l'appareil En cas de mauvais fonctionnement de l'appareil ou en cas de doute prendre contact avec le fabricant. Les interventions sur l'appareil peuvent avoir des conséquences graves pour la sécurité des personnes et des installations. Toute responsabilité et garantie est déclinée en cas de de mauvaises manipulations et/ ou modifications de l'appareil. 3 Fonctionnement et caractéristiques Le capteur d'inclinaison 2 axes avec interface IO-Link permet le nivellement d'angle et la détection de positions de machines et d'installations. Des applications typiques sont, par exemple, le nivellement de grues mobiles, la mise en place d'engins mobiles ou la surveillance d'éoliennes. Propriétés ● Interface IO-Link V1.1 et IO Device Description V1.1 selon CEI 61131-9 ● Capteur d'inclinaison 2 axes avec une étendue de mesure de ± 180° ● Différentes options de mesure ● Haute précision et résolution ● Haut taux d'échantillonnage et grande largeur de bande ● Suppression de vibrations configurable ● Fréquence limite paramétrable (filtre numérique) ● Boîtier métallique robuste ● Adapté aux applications industrielles 4 Montage 4.1 Fixation ► Fixer l'appareil par 4 vis M5 sur une surface plate. Matière vis : acier ou acier inox. 5 Capteur d'inclinaison JN 4.2 Surface de montage Le boîtier ne doit être soumis à aucune force importante de torsion ni à aucune contrainte mécanique. ► Si une surface de montage plane n'est pas disponible, utiliser des éléments de compensation. 5 Schéma d'encombrement 90 75 22 62 45 M12 x1 M12 x1 33,2 4,5 5,3 6 Raccordement électrique Les capteurs d'inclinaison sont équipés de deux connecteurs ronds M12 à 4 pôles (classe A) selon CEI 60947-5-2. Les connecteurs M12 sont codés mécaniquement (codage A) selon CEI 61076-2-101. 4 3 1 2 1: L+ 2: OUT2 3: L4: OUT1 Connecteur M12 (à gauche) 6 24 V DC (+Ub-D) sortie de commutation 2 masse (GND) sortie de commutation 1 ou IO-Link Capteur d'inclinaison JN 4 3 1 2 1: L+ 2: A2 3: L4: A1 24 V DC (+Ub-A) sortie analogique 2 masse (GND) sortie analogique 1 Connecteur M12 (à droite) Les deux raccordements à la terre des deux connecteurs ronds M12 sont directement reliés en interne ; les raccordements à la tension d'alimentation sont séparés l'un de l'autre. 7 Interface IO-Link Les capteurs d'inclinaison ont une interface IO-Link V1.1 standardisée et une IO-Device-Description V1.1 selon CEI 61131-9. Tous les paramètres et valeurs mesurées sont accessibles via "Indexed Service Data Unit" (ISDU). La configuration individuelle peut être sauvegardée dans la mémoire permanente interne (EEPROM). Dans le cadre de ce manuel d'utilisation, le principe de fonctionnement d'IO-Link est supposé connu. Dans ce contexte, nous référerons aux documents publiés par le consortium IO-Link (http://www.io-link.com) "Présentation du système IO-Link", "IO-Link Interface and System Specification V1.1.2" et "IO Device Description V1.1 Specification". Les caractéristiques suivantes décrivent l'interface IO-Link : Communication ● Révision IO-Link V1.1 ● Bitrate 38400 bit/s (COM2) ● Cycle Time minimum 5 ms ● Les paramètres sont vérifiés en vue de valeurs valables (range check) Support de ● Mode SIO ● Paramétrage en bloc ● Stockage de données ● Device Access Locks ● Device Status et Detailed Device Status ID du fabricant et de l'appareil Vendor ID 310 / 0x0136 Vendor Name ifm electronic gmbh 7 Capteur d'inclinaison JN Vendor Text www.ifm.com Device ID 416 / 0x0001A0 Product Name JN2200 Product ID JN2200 Product Text 2-axis inclination sensor Les paramètres prescrits par la spécification IO-Link dans la plage d'index de 0...63 sont résumés dans le tableau suivant Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture Longueur Octet 0 1...16 UINT8 Direct Parameter Page 1 Voir spécification IO-Link R respectivement 1 1 1...16 UINT8 Direct Parameter Page 2 Voir spécification IO-Link R respectivement 1 2 0 UINT8 Commande de système 0x82 usine W 1 R/W Var. → Réglages 0xB2 → Démarrage auto-test 0xE0 XYZ → Set Teach 0xE1 XYZ → Reset Teach 0xE2 → Set Zero XYZ → Reset Zero 0xE3 XYZ 0xC3 0xC5 0xC4 0xC6 0xCB 0xCC 0xCD 0xCE 3 8 0 UINT8 Data Storage → Teach SP1 → Teach rP1 → Teach SP2 → Teach rP2 → Teach ASP1 → Teach AEP1 → Teach ASP2 → Teach AEP2 Voir spécification IO-Link Capteur d'inclinaison JN Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture Longueur Octet 12 0 UINT16 Device Access Locks Voir spécification IO-Link R/W 2 13 0 Profile Characteristic 0x0001 8000 8002 8003 0001 → Smart Sensor Profile (DeviceProfileID) 8000 → Device Identification Objects (FunctionClassID) 8002 → ProcessDataVariable (Function-ClassID) 8003 → Diagnosis (FunctionClassID) R 8 14 0 PD Input Descriptor 0x010600 020808 031010 031020 010600→Type=SetOfBool, Len=6, Off-set=0 020808→Type=UInteger, Len=8, Off-set=8 031010→Type=Integer, Len=16, Off-set=16 031020→Type=Integer, Len=16, Off-set=32 R 12 16 0 ASCII Vendor Name ifm electronic gmbh R 19 17 0 ASCII Vendor Text www.ifm.com R 11 18 0 ASCII Product Name JN2200 R 6 19 0 ASCII Product ID JN2200 R 6 20 0 ASCII Product Text 2-axis inclination sensor R 25 21 0 ASCII Serial Number R 12 22 0 ASCII Hardware Revision XX R 2 23 0 ASCII Firmware Revision Vx.xx R 5 24 0 ASCII Application Specific Tag *** R/W Max. 16 9 Capteur d'inclinaison JN Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture Longueur Octet 36 0 UINT8 Device Status 00 → Device operating properly R 1 01 → Maintenance required 02 → Out-ofSpecification → Functional-Check 04 → Failure 03 37 0 UINT8 Detailed Device Status Array [13] of Events (respectivement 1 octet EventQualifier + 2 octets EventCode) 40 0 --- Process Data Input 0x cccc bbbb aaaa cccc → PDVal2 (INT16) bbbb → PDVal1 (INT16) aaaa → Bool/DevStatus (UINT16) Bit 0→ --SW 1 Bit 1→ --SW 2 Bit 2→ -Bit 3→ -Bit 4→ Méthode de mesure Bit 5→ AutoTestActif Bit 6→ -Bit 7→ -Bit 8→ DeviceStatus LSB Bit 9→ DeviceStatus Bit 10→ DeviceStatus MSB Bit 11→ -Bit 12→ -Bit 13→ -Bit 14→ -Bit 15→ -- 10 39 R 6 Capteur d'inclinaison JN 8 Réglages principaux du système et diagnostic Le capteur d'inclinaison JN2200 peut être utilisé pour la mesure d'inclinaison et de vibration. Toutes les valeurs de paramètres qui ne sont pas importantes pour la méthode de mesure choisie sont néanmoins toujours accessibles et sauvegardées dans la mémoire interne. Ainsi, elles font partie du stockage de données IO-Link. Si "vibration" est réglée comme méthode de mesure, tous les paramètres pour le réglage de la mesure d'inclinaison et tous les paramètres pour les sorties de commutation et analogiques maintiennent leur valeurs. Les valeurs caractéristiques des capteurs telles que la température de la cellule de mesure et la puissance actuelle du chauffage ainsi que les résultats du dernier auto-test peuvent être lus via des index ISDU internes. Index SousIndex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture 4102 0 UINT8 Chauffage 0 → chauffage éteint R/W Longueur Octet 1 → chauffage allumé 4106 0 UINT8 Méthode de mesure 0 → angle [0,01°] R/W 1 → veff [0,1 mm/s] / app [mg] 4110 0 INT16 Température MEMS [1/10 °C] R 2 4111 0 UINT16 Puissance du chauffage [mW] R 2 4112 0 INT16 Température ambiante [1/10 °C] R 2 4113 0 UINT8 Etat de l'autotest 0 → auto-test non actif R 1 Résultat de l'auto-test Bit2 = 1 → axe x OK R 1 4114 0 UINT8 1 → auto-test actif Bit2 = 0 → axe x erreur Bit1 = 1 → axe y OK Bit1 = 0 → axe y error Bit0 = 1 → axe z OK Bit0 = 0 → axe z erreur 8.1 Chauffage (index ISDU 4102) Afin de garantir une bonne stabilité de la mesure sur toute la plage de température de fonctionnement, la cellule de mesure est régulée à une température constante. La régulation du chauffage est activée par défaut et peut être désactivé par l'écriture de la valeur 0 sur le paramètre du chauffage (index ISDU 4102). Ceci a les conséquences suivantes ● Réduction de la stabilité de la température 11 Capteur d'inclinaison JN ● Diminution de la consommation à l'état de fonctionnement ● Les exactitudes diffèrent des indications de la fiche technique 8.2 Méthode de mesure (index ISDU 4106) La méthode de mesure souhaitée (mesure d'inclinaison ou de vibration) peut être réglée via l'index ISDU 4106. 8.3 Température de la cellule de mesure et température ambiante, puissance du chauffage (index ISDU 4110...4112) La température de la cellule de mesure et la température ambiante à l'intérieur du boîtier sont déterminées toutes les 200 ms. Elles peuvent être lues via accès ISDU (n'importe quel état d'appareil). Les valeurs 16 bits avec signe (complément à deux) indiquent les températures en 1/10 °C 8.4 Auto-test MEMS (commande de système 0xB2 et index ISDU 4114) Afin de contrôler le bon fonctionnement des axes de mesure, un auto-test de la cellule de mesure peut être effectué. ► Activer l'auto-test MEMS via commande de système IO-Link 0xB2 (index ISDU 2 = 0xB2). L'auto-test prend environ 2 s. Lors de l'auto-test, le signal d'état est mis à "1" tant dans l'index ISDU 4113 que dans les données process (index ISDU 40). Quand l'auto-test est fini, ces signaux sont remis à "0". Pendant l'auto-test, aucune valeur process ne peut être mesurée. Le résultat du test pour les axes individuels est codé dans un byte et peut être lu dans le registre de l’auto-test (index 4114). 00000xxxb les 3 bits de poids faible codent les axes de mesure internes x, y, z Bit 0 : axe défectueux Bit 1: axe fonctionnel 9 Paramétrage de la mesure d'inclinaison Si "mesure d'inclinaison" est réglée comme méthode de mesure (index ISDU 4106 = 0), elle peut être adaptée via les paramètres suivants. Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture 4100 0 UINT8 Calcul de l'angle 0 → Perpendiculaire R/W 1 → Euler 2 → Cardan 1X 3 → Cardan 1Y 12 Longueur Octet Capteur d'inclinaison JN Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture 4101 0 UINT8 Niveau du filtre FIR angle 0 → FIR désactivé R/W Longueur Octet 1 → FIR 10 Hz 2 → FIR 5 Hz 3 → FIR 1 Hz 4 → FIR 0.5 Hz 4103 4104 0 0 UINT8 UINT8 Correction du quadrant 0 → désactivée Etat apprentissage axe x / y / z 1 → Apprentissage actif (mesure relative) R/W 1 R 1 R 1 1 → activée (± 180°) 2 → Apprentissage inactif (mesure absolue) 4105 0 UINT8 Etat axe zéro x / y/z 1 → Zéro actif (mesure relative) 2 → Zéro inactif (mesure absolue) 10 Calcul de l'angle (index ISDU 4100) Pour adapter le capteur d'inclinaison aux différentes applications le plus facilement possible, l'information d'inclinaison mesurée est convertie en différentes indications d'angle. L'indication d'angle souhaitée est réglée par la sélection de l'option correspondante. Pour cette définition d'angle un système de coordonnées du capteur est utilisé et est défini comme suit : – Le plan de montage correspond au plan xy – L'axe z est perpendiculaire au plan de montage (selon la règle de la main droite) – L'axe x est représenté par le bord de la platine de montage qui montre en direction de la flèche x imprimée – L'axe y est ensuite perpendiculaire au plan défini par les axes z et x 10.1 Angle perpendiculaire (index ISDU 4100 = 0) A l'aide de l'indication des deux angles perpendiculaires, l'inclinaison du système de coordonnées du capteur par rapport à la direction de la gravitation est décrite. La première valeur fournie correspond à une rotation autour de l'axe y du capteur et est appelée "valeur d'inclinaison longitudinale" (index 40, données process PDVal1). 13 Capteur d'inclinaison JN La valeur correspond à l'angle [°] défini par le vecteur de gravitation avec le plan yz du capteur. La deuxième valeur fournie correspond à une rotation autour de l'axe x du capteur et est appelée "valeur d'inclinaison latérale" (index 40, données process PDVal2). La valeur correspond à l'angle [°] défini par le vecteur de gravitation avec le plan xz du capteur. Lors de l'inclinaison dans un plan (rotation d'un axe, le second axe reste en position perpendiculaire) l'angle perpendiculaire et le cardan sont toujours identiques. 10.2 Angle d'Euler (index ISDU 4100 = 1) Avec ce réglage les deux valeurs d'angle fournies sont à interpréter comme angle d'Euler. La position actuelle du capteur est déterminée par deux rotations successives à partir de la position horizontale. La "valeur d'inclinaison longitudinale" indique l'angle x [°] d’inclinaison de l'axe z du capteur. La "valeur d'inclinaison latérale" correspond alors à l'angle y [°] de rotation du capteur autour de l’axe z (incliné). Interprétation La première valeur d'angle x correspond à l'angle entre le vecteur de gravitation et l'axe z du capteur (inclinaison de la pente, dénivelé) alors que la deuxième valeur d'angle y indique la direction dans laquelle l'inclinaison de la pente correspond au système de coordonnées. Plage de valeurs de cette option : – Valeur d'inclinaison longitudinale (dénivelé) : -90°…+90° – Valeur d'inclinaison latérale (angle de direction) : -180°…+180° Point critique Avec un angle d’inclinaison de 0° le capteur est en position horizontale. Dans cette position, le deuxième angle (angle de direction) n’a aucun sens. En pratique, il faut s’attendre à ce que la valeur du deuxième angle varie très fortement même si le capteur est quasiment immobile. 10.3 Cardan x (ISDU index 4100 = 2) Comme pour l'angle d'Euler, l'orientation actuelle du capteur est décrite par deux rotations successives à partir de la position horizontale. Mais maintenant, l'orientation actuelle résulte d'une rotation autour de l'axe y de la valeur d'angle x [°] indiquée par la "valeur d'inclinaison longitudinale" puis d’une rotation autour de l'axe x pivoté (découlant de la 1ière rotation) de l'angle y [°] "valeur d'inclinaison latérale". 14 Capteur d'inclinaison JN Interprétation Si vous imaginez le capteur comme un avion dont la carlingue est dans la direction x et l'aile dans la direction y, la valeur d'inclinaison longitudinale correspond à l'inclinaison longitudinale (angle de tangage) de l'avion et la valeur d'inclinaison latérale à l'angle de virage (angle de roulis) de l'avion. Plage de valeurs – Valeur d'inclinaison longitudinale : -90°…90° – Valeur d'inclinaison latérale : -180°…180° Point critique Pour une inclinaison longitudinale de ± 90° (l'avion vole verticalement vers le bas ou vers le haut) l'angle de roulis effectue une rotation autour de l'axe de gravitation qui ne peut pas être détecté par le capteur d'inclinaison. Dans cet état la valeur d'inclinaison latérale est insignifiante. Dans la pratique, la valeur d'inclinaison latérale varie très fortement lorsqu'elle est proche de cet état même en cas de mouvement faibles. 10.4 Cardan y (index ISDU 4100 = 3) Ce réglage correspond au réglage décrit dans 10.3 avec la différence que l'ordre des deux rotations est inversé. Dans cette option l'objet mesuré fait d’abord une rotation autour de son axe x de l'angle y [°] "valeur d'inclinaison latérale". Ensuite l'objet mesuré fait alors une 2ième rotation autour de l'axe y (qui se trouve maintenant dans la position inclinée) avec la valeur d'angle x [°] indiquée par la "valeur d'inclinaison longitudinale" du capteur. Il en résulte que les valeurs mesurées des cardans X et Y sont identiques tant que l'objet mesuré est seulement tourné autour de l'un des axes du capteur. Seulement en cas d'une rotation générale autour des deux axes de sensibilité les valeurs mesurées des deux options sont différentes. 15 Capteur d'inclinaison JN 10.5 Exemple explicatif A l'aide d'un exemple simple les différentes définitions d'angle sont illustrées. Une pelleteuse monte et descend sur un talus courbé (illustration). L'angle du talus est continuellement 30°. Le capteur d'inclinaison est monté de manière à ce que l'axe y du capteur montre en direction de conduite de la pelleteuse. 4 3 5 1 6 2 Position de la pelleteuse Angle perpendiculaire Euler Cardan x Cardan y Longitudinal Latérale Longitudinal Latérale Longitudinal Latérale Longitudinal Latérale 1 0° 0° 0° non défini 0° 0° 0° 0° 2 0° -30° 30° 0° 0° -30° 0° -30° 3 20° -20° 30° 45° 20° -22° 22° -20° 4 30° 0° 30° 90° 30° 0° 30° 0° 5 30° 0° 30° 90° 30° 0° 30° 0° 6 0° 30° 30° 180° 0° 30° 0° 30° 10.6 Fréquence limite du filtre numérique (index ISDU 4101) Le capteur permet de rendre les valeurs d'angle qui se produisent continuellement moins sensibles aux vibrations parasites externes. Les vibrations parasites peuvent être supprimées à l’aide d’un filtre paramétrable (filtre FIR numérique). La fréquence limite du filtre est réglée via le niveau du filtre FIR (index ISDU 4101). 10.7 Correction du quadrant (index ISDU 4103) Pour le JN2200, la correction du quadrant consiste à étendre la valeur de la mesure d'angle à la plage de mesure ± 180° (correspond à l'index ISDU 4103 = 1) Les conditions suivantes s'appliquent aux différents calculs d'angle : Angle perpendiculaire: longitudinal (x) et latéral (y) sont corrigés. Euler: seulement latéral (y) est corrigé. 16 Capteur d'inclinaison JN 10.8 Réglage du point zéro (commande de système 0xE2 et 0xE3 et index ISDU 4105) Pour définir le point zéro, le capteur est orienté dans la position souhaitée et la position actuelle est mise à "0". Pour cela, la commande de système 0xE2 doit être envoyée via l'interface IO-Link (index ISDU 2 = 0xE2). Le capteur calcule ensuite l’offset par rapport au décalage du zéro et enregistre le résultat dans la mémoire permanente. A partir de cet instant, l'offset est soustrait de l'angle. Pour supprimer le point de zéro, la commande de système 0xE3 doit être envoyée via l'interface IO-Link (index ISDU 2 = 0xE3). L'état du point de zéro (sélectionné ou supprimé) peut être lu à tout moment via l'index ISDU 4105. 10.9 Apprentissage (commande de système 0xE0 et 0xE1 et index ISDU 4104) S'il n'est pas possible d'intégrer le capteur d'inclinaison dans l'objet mesuré de manière à ce que les systèmes de coordonnées du capteur et de l'objet se correspondent, la fonction d’apprentissage permet la création d'un nouveau système de référence. Le nouveau système de référence xb,yb,zb est défini de manière à ce que la direction correspond à la direction de gravitation au moment de l’apprentissage. La direction xb du système de référence résulte de la projection de l'axe xs du capteur dans le plan xbyb du système de référence. L'axe yb correspond à la direction qui est perpendiculaire aux axes zb et xb Pour définir le point d'apprentissage, la commande de système 0xE0 doit être transmise via l'interface IO-Link (index ISDU 2 = 0xE0). Pour supprimer le point d'apprentissage, la commande de système 0xE1 doit être transmise via l'interface IO-Link (index ISDU 2 = 0xE1). L'état du point d'apprentissage (sélectionné ou supprimé) peut être lu à tout moment via l'index ISDU 4104. Il en résulte qu'au moment de l’apprentissage l'axe xs ne doit pas être parallèle à la direction de gravitation. Tant que la valeur pour l'index ISDU 4104 est "1", toutes les indications d'angle sont converties dans le nouveau système de référence. L'opération d’apprentissage peut, par exemple, être effectuée comme suit : L'objet mesuré avec le capteur d'inclinaison non aligné est tourné dans une position horizontale connue. Dans cette position, l’apprentissage est effectué et le nouveau système de référence est défini. Ensuite toutes les valeurs d'angles fournies se réfèrent à ce nouveau système de référence. Noter aussi pour le capteur d'inclinaison installé en biais que l'axe x du capteur (axe xs) se trouve parallèle au plan xbzb du système de référence souhaité. 17 Capteur d'inclinaison JN Exemple explicatif Capteur d'inclinaison installé en biais dans le système de coordonnées de la pièce à usiner. Grâce au réglage par "apprentissage" du capteur d'inclinaison avec la pièce à usiner en position horizontale, le système de coordonnées du capteur est transféré dans le système de coordonnées de la pièce à usiner. Les données brutes du capteur sont fournies dans le système de coordonnées du capteur. En mode apprentissage, elles sont converties dans le système de coordonnées de la pièce à usiner. Dans l'exemple, une rotation de 30° autour de l'axe y du système de coordonnées de la pièce à usiner est montrée. Angle perpendiculaire sans apprentissage Mode apprentissage Angle perpendiculaire sans apprentissage Mode apprentissage Valeur d'angle Valeur d'angle Valeur d'angle Valeur d'angle Valeur d'angle Valeur d'angle Valeur d'angle Valeur d'angle longitudinale latérale longitudinale latérale longitudinale latérale longitudinale latérale -13,2° -29,3° 0° 0° -45,5° -29,5° -30° 0° 11 Paramétrage de la mesure de vibration Si "mesure de vibration" est réglée comme méthode de mesure (index ISDU 4106 = 1), les paramètres IO-Link suivants permettent une adaptation idéale du capteur à l'application spécifique. Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture Longueur Octet 4107 0 UINT8 Sélection des axes pour la mesure de vibration 1 (001b ) → axe z R/W 1 2 (010b) → axe y 4 (100b) → axe x 3 (011b) → axe y/z 5 (101b) →axe x/z 6 (110b) → axe x/y 7 (111b) → tous les 3 axes (x/y/z) 18 Capteur d'inclinaison JN Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture Longueur Octet 4108 0 UINT8 FIR niveau du filtre mesure de vibration 0 → FIR désactivé R/W 1 R/W 1 1 → FIR 0,1...1 Hz 2 → FIR 0,1...10 Hz 3 → FIR 1...10 Hz 4 → FIR 2...400 Hz 5 → FIR 10...400 Hz 4109 0 UINT8 Plage de mesure pour la mesure de vibration 0→±2g 1→±4g 2→±8g Quand la mesure de vibration est activée, le capteur fournit deux valeurs caractéristiques au lieu des valeurs d'angle. Maintenant la valeur d'angle x correspond à la valeur efficace de la vitesse de vibration (veff [1/10 mm/s]) et la valeur d'angle y à l’accélération de vibration maximale (apeak [mg]). 11.1 Configuration du plan de mesure (index ISDU 4107) Par défaut, les paramètres sont calculés à partir des axes de mesure de la cellule interne de mesure d'accélération comme suit : v efficace=√(v²x+ v²y+ v²z) a crête=√(a²x+ a²y+ a²z) La définition du système de coordonnées de la cellule de mesure d'accélération correspond au système de coordonnées du capteur. Le plan de montage correspond au plan xy et l'axe z est perpendiculaire au plan de montage. Les trois derniers bits de poids faible du paramètre pour la configuration du plan de mesure (index ISDU 4107) règlent quels axes de mesure sont intégrés dans le calcul du résultat final. Par défaut, les valeurs caractéristiques de la mesure de la vibration sont mesurées pour tous les 3 axes. Axe x actif : bit 2 = 1 Axe y inactif : bit 2 = 0 Axe y actif : bit 1 = 1 Axe y inactif : bit 1 = 0 Axe z actif : bit 0 = 1 Axe z inactif : bit 0 = 0 19 Capteur d'inclinaison JN 11.2 Filtre FIR dans la mesure de vibration (index ISDU 4108) Le capteur permet de filtrer le signal de vibration. La gamme de fréquence à mesurer peut être adaptée en fonction de l'application. La fréquence limite du filtre est réglée via le niveau du filtre FIR (index ISDU 4108). Après un changement du filtre FIR pour Veff oupeak, les valeurs mesurées ne sont transmises que lorsque les filtres sont à l'état stabilisé. Ce temps de stabilisation dépend de la valeur réglée et est indiqué dans le tableau suivant : 0,1...1 Hz: env. 70 s 0,1...10 Hz: env. 70 s 1...10 Hz: env. 12 s 2...400 Hz: env. 9 s 10...400 Hz: env. 5 s 11.3 Etendue de mesure de la mesure de vibration (index ISDU 4109) L'étendue de mesure de la mesure de vibration peut être réglée jusqu'à une valeur maximale. Pour différentes applications, l'étendue de mesure de la cellule interne de mesure d'accélération peut être limitée à 2 g, 4g ou 8 g (valeur maximale). (g = accélération due à la gravité) 12 Transmission des données process via IO-Link Les capteurs transmettent les données process cycliques (Process Data Exchange) sans influence mutuelle par la transmission simultanée de paramètres, commandes ou événements (On-request Data). Les valeurs process consistent de 6 données objet. La signification de la valeur process 1 et la valeur process 2 dépend de la méthode de mesure réglée par l'index ISDU 4106 (mesure d'inclinaison ou vibration). La méthode de mesure sélectionnée est indiquée à tout moment via un bit d'état. Un bit d'état supplémentaire indique si les valeurs process ne sont pas représentatives à cause d'un auto-test en cours (en plus de l'index ISDU 4113). L'état d'appareil est indiqué à tout moment via un champ de bit (en plus de l'index ISDU 36). Nom Type de données Offset en bits Longueur en bits Plage de valeurs Sortie de commutation 1 Boolean 0 1 0 = inactif 1 = actif Sortie de commutation 2 Boolean 1 1 0 = inactif 1 = actif Méthode de mesure Boolean 4 1 0 = inclinaison 1 = vibration 20 Unité Capteur d'inclinaison JN Nom Type de données Offset en bits Longueur en bits Plage de valeurs Unité Auto-test actif Boolean 5 1 0 = auto-test inactif 1 = auto-test en cours Device Status UInt 8 3 000 = l'appareil fonctionne sans erreur 001 = entretien nécessaire 010 = appareil en dehors de la spécification 011 = vérifier la fonction 100 = erreur Valeur process 1 Int 16 16 Angle x en cas de mesure d'inclinaison Veff en cas de mesure de vibration 1/100 ° 1/10 mm/s Valeur process 2 Int 32 16 Angle y en cas de mesure d'inclinaison App en cas de mesure de vibration 1/100 ° 1 mg (*) (*) 1 mg = 1/1000 g, 1 g = 9,80665 m/s² accélération en cas normal 13 Paramétrage des sorties analogiques Le capteur est équipé de deux sorties analogiques (connecteur M12 droit) pour la transmission de valeurs process mesurées (angle d'inclinaison ou vibration) à un API. 4 3 1 2 1: L+ 2: A2 3: L4: A1 24 V DC (+Ub-A) sortie analogique 2 masse (GND) sortie analogique 1 Connecteur M12 (à droite) Via les paramètres suivants, les caractéristiques des sorties analogiques peuvent être adaptées à l'application souhaitée. Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture 620 INT16 Mesure d'inclinaison ASP1 (axe x) [1/100 °] R/W 621 INT16 AEP1 mesure d'inclinaison (axe x) [1/100 °] R/W 630 INT16 Mesure d'inclinaison ASP2 (axe y) [1/100 °] R/W Longueur 21 Capteur d'inclinaison JN Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture 631 INT16 Mesure d'inclinaison AEP2 (axe y) [1/100 °] R/W 622 INT16 ASP1 mesure de vibration veff [1/10 mm/s] R/W 623 INT16 AEP1 mesure de vibration veff [1/10 mm/s] R/W 632 INT16 ASP2 mesure de vibration apeak [mg] R/W 633 INT16 AEP2 mesure de vibration apeak [mg] R/W 660 UINT8 Analogue Output Mode 0→ Voltage Output R/W Longueur 1 1→ Current Output Via l'index ISDU 660, l'utilisateur peut régler les deux sorties analogiques simultanément comme une source de courant avec un courant de boucle de 4...20 mA (index ISDU 660 = 1) ou comme une source de courant avec une tension de sortie de 2...10 V (index ISDU 660 = 0). L'affectation des variables physiques à la sortie 1 ou la sortie 2 dépend de la méthode de mesure (index ISDU 4106) et de la méthode de calcul de l'angle (index ISDU 4100) choisie : Méthode de mesure Sortie 1 Sortie 2 Mesure d'inclinaison Perpendiculaire Index 4106 : 0 Index 4100 : 0 Angle perpendiculaire longitudinal Angle perpendiculaire latéral Mesure d'inclinaison Euler Index 4106 : 0 Index 4100 : 1 Angle d'Euler longitudinal Angle d'Euler latéral Mesure d'inclinaison Cardan 1X Index 4106 : 0 Index 4100 : 2 Cardan x longitudinal Cardan x latéral Mesure d'inclinaison Cardan 1y Index 4106 : 0 Index 4100 : 3 Cardan y longitudinal Cardan y latéral Mesure de vibration Index 4106 : 1 Vitesse de vibration veff Accélération de vibration apeak 22 Capteur d'inclinaison JN Les valeurs mesurées peuvent être fournies en fonction de la méthode de mesure sélectionnée (inclinaison ou vibration) dans la plage du signal de sortie de 4...20 mA ou de 2...10 V. Pour cela, il y a les paramètres ASP respectifs (analogue starting point = point de départ analogique) et AEP (analogue end point = point final analogique) à partir de l'index ISDU 620. L'indication des points de départ/finaux est réalisée comme une valeur 16bit entière avec signe suivant la méthode de mesure, par exemple -45,00 pour -45,00° ou 1200 pour 1,200 g. Le point de départ analogique ASP doit toujours être inférieur au point final analogique AEP ; sinon le capteur refuse la sélection du paramètre. La distance minimale entre ASP et AEP de 1 ° en cas de mesure d'inclinaison ou 1 mm/s et 1 mg en cas de mesure de vibration doit toujours être respectée, sinon le capteur refuse la sélection du paramètre. Si un ASP doit être réglé sur une nouvelle valeur qui est supérieure à l'AEP, l'AEP doit d'abord être réglé sur une valeur qui est clairement supérieure. Sinon le capteur refuse la sélection du paramètre. De la même manière, l'ASP doit être adapté quand l'AEP est changé. Les valeurs paramétrées pour le point de départ et le point final analogiques restent inchangées même si d'autres paramètres (p. ex., correction du quadrant index ISDU 4103 et méthode de calcul de l'angle index ISDU 4100 en cas de mesure d'inclinaison) sont changés. Si les paramètres sont changés directement sur le capteur, l'utilisateur doit veiller à ce que les valeurs pour le point de départ et le point final soient dans une plage qui permet de bénéficier de la plage complète des valeurs de sortie pour le courant (4...20 mA) ou la tension (2...10 V). Exemple (réglage initial) Calcul de l'angle perpendiculaire (index ISDU 4100 : 0) Correction du quadrant désactivée (index ISDU 4103 : 0) Analog Output Mode courant (index ISDU 660 : 1) Point de départ analogique 2 - 90,00 ° (index ISDU 630 : -9000) Point final analogique 2 + 90,00 ° (index ISDU 631 : 9000) Les valeurs d'angle mesurées pour le deuxième axe varient à cause du calcul d'angle sélectionné et la correction de quadrant désactivée dans la plage de -90° à +90°. Il en résulte une plage de valeurs linéaire de 4...20 mA (indiquée en vert) pour la deuxième sortie courant. Nouveau réglage Calcul de l'angle Euler (index ISDU 4100: 1) Maintenant, les valeurs d'angles mesurées pour le deuxième axe varient à cause du calcul d'angle changé dans la plage de 0° à +180°. Comme le point de départ et le point final analogiques restent réglés à -90 ° / +90 °, seulement l'étendue de mesure angulaire entre 0 ° et +90° peut être fournie dans une plage de valeurs de 12 mA à 20 mA à la sortie courant (indiquée en rouge). 23 Capteur d'inclinaison JN Comme les valeurs d'angle entre -90 ° et 0 ° ne sont jamais "atteintes", la sortie courant reste basse (0 °) à 12 mA et pas à 4 mA. 4 mA 8 mA 12 mA 16 mA 20 mA Courant - 90 ° - 45 ° 0° + 45 ° + 90 ° + 135 ° + 180 ° + 225 ° + 270 ° + 315 ° + 360 ° Angles 13.1 Sortie analogique comme source de courant 4...20 mA Si les deux sorties analogiques sont réglées comme une source de courant, les angles mesurées sont fournies (en fonction de la méthode de mesure sélectionnée comme angles perpendiculaire, Euler ou cardan) selon le standard industriel comme un courant de boucle dans la plage de valeurs de 4...20 mA. Capteur d’inclinaison JN2200 API commande machine + 24 V 4...20 mA OUT1 I1 RL 4...20 mA mA R L ≤ 500 Ω OUT2 I2 RL 24 mA Capteur d'inclinaison JN La conversion des valeurs mesurées en fonction du courant mémorisé dans la boucle de courant se fait comme décrit ci-dessous. Des valeurs d'angle inférieures au point de départ réglé sont constamment fournies avec la valeur la plus basse de 4 mA. Les valeurs d'angle supérieurs au point final réglé sont constamment fournies avec la valeur la plus élevée de 20 mA. I [mA] 20 4 Angle [°] ASP par ex. - 45 ° → ASP = -4500 AEP par ex. + 45 ° → AEP = +4500 25 Capteur d'inclinaison JN 13.2 Sortie analogique comme source de tension 2...10 V Les deux sorties analogiques peuvent alternativement être réglées comme une source de tension. Ainsi, les angles mesurées sont fournies (en fonction de la méthode de mesure sélectionnée comme angles perpendiculaire, Euler ou cardan) comme tension de sortie dans la plage de valeurs de 2...10 V. A cause de détails internes du circuit, la tension de la sortie ne peut pas être réduite à 0 V. C'est pour cela que, contrairement au standard largement répandu de 0...10 V, l'excursion de tension de sortie est limitée à 2...10 V. Capteur d’inclinaison JN2200 API commande machine +24 V 2...10 V OUT1 U1 2...10 V RL V R L ≥10 kΩ OUT2 U2 RL V La conversion des valeurs mesurées en fonction de la tension mémorisée sur les sorties se fait comme montrée dans le diagramme ci-après. Des valeurs d'angle inférieures au point de départ réglé sont constamment fournies avec la valeur la plus basse de 2 V. Les valeurs d'angle supérieures au point final réglé sont constamment fournies avec la valeur la plus élevée de 10 V. 26 Capteur d'inclinaison JN U [V] 10 2 Angle [°] ASP par ex. -60° → ASP = -6000 AEP par ex. +120° → AEP = +12000 13.3 Apprentissage de l'ASP et de l'AEP à l'aide de commandes de système En fonction de la méthode de mesure sélectionnée (mesure d'inclinaison ou mesure de vibration), les points de départ analogiques ASP1 et ASP2 ainsi que des points finaux analogiques AEP1 et AEP2 peuvent être réglés (apprentissage) via des commandes de système IO-Link (index ISDU 2). Lors de la transmission des commandes de système correspondantes, le point de départ et le point final sont adoptés en fonction de la valeur process actuelle. Commande de système (index ISDU 2) Action 0xCB Teach ASP1 0xCC Teach AEP1 0xCD Teach ASP2 0xCE Teach AEP2 Après le réglage par apprentissage d'un point de départ ou d'un point final analogiques par transmission d'une commande de système, les nouvelles valeurs pour le point de départ ou le point final doivent être vérifiés par lecture de l'index ISDU correspondant. C'est la seule manière de vérifier si l'apprentissage est réussi ou s'il a été refusé par le capteur à cause du non-respect des règles "ASP < AEP" et "AEP – ASP ≥ distance minimale". 27 Capteur d'inclinaison JN 13.4 Signalisation d'erreur sur les sorties analogiques En cas de défaut du capteur (cellule MEMS défectueuse), une tension constante de 1,0 V ou un courant constant de 2 mA est fourni selon la fonction de sortie réglée (index ISDU 660). Ces valeurs peuvent être différenciées des entrées habituelles de l'API de l'état "rupture d'un fil" (0 V ou 0 mA) et sont clairement en dehors de la plage normale de valeurs de 2...10 V ou 4...20 mA. 14 Paramétrage des sorties de commutation TOR Le capteur dispose de deux sorties de commutation TOR (connecteur M12 gauche) qui peuvent fournir des seuils de commutation réglés par l'utilisateur pour les valeurs process mesurées (mesure d'inclinaison ou de vibration) par exemple à un API. 4 3 1 2 1: L+ 2: OUT2 3: L4: OUT1 24 V DC (+Ub-D) sortie de commutation 2 masse (GND) sortie de commutation 1 ou IO-Link Connecteur M12 (à gauche) En même temps, la sortie de commutation 1 représente la ligne de communication pour IO-Link et est appelée "C/Q" (Port Class A) dans la spécification IO-Link. La sortie de commutation 2 utilise la broche appelée "DI/DQ" dans la spécification IO-Link. L'utilisation comme une sortie de commutation est seulement possible si aucun maître IO-Link n'essaie de communiquer avec le capteur et si le capteur se trouve en mode SIO. L'affectation des sorties de commutation est indiquée dans le tableau suivant en fonction de la méthode de mesure sélectionnée (index ISDU 4106) et la méthode de calcul de l'angle (index ISDU 4100) Méthode de mesure Sortie 1 Sortie 2 Mesure d'inclinaison Perpendiculaire Index 4106 : 0 Index 4100 :0 Angle perpendiculaire longitudinal Angle perpendiculaire latéral Mesure d'inclinaison Euler Index 4106 : 0 Index 4100 : 1 Angle d'Euler longitudinal Angle d'Euler latéral Mesure d'inclinaison Cardan 1X Index 4106 : 0 Index 4100 : 2 Cardan x longitudinal Cardan x latéral 28 Capteur d'inclinaison JN Méthode de mesure Sortie 1 Sortie 2 Mesure d'inclinaison Cardan 1y Index 4106 : 0 Index 4100 : 3 Cardan y longitudinal Cardan y latéral Mesure de vibration Index 4106 : 1 Vitesse de vibration veff Accélération de vibration apeak Pour la sortie de commutation 1, les paramètres suivants peuvent être réglés via IO-Link Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture Longueur 531 0 UINT8 FOU1 sortie 1 en cas de défaut 1 → OU (aucune signalisation d'erreurs) R/W 1 R/W 1 2 → ON (closed) 4 → OFF (open) 8 → TOGGLE (2 Hz) 580 0 UINT8 ou1 sortie 1 Fonction 3 → Hysteresis normally open [Hno] 4 → Hysteresis normally closed [Hnc] 5 → Window normally open [Fno] 6 → Window normally closed [Fnc] 581 0 UINT16 dS1 Temporisation de commutation [ms], Step/Round 10 0 ≤ DFO ≤ 10000 8 ms R/W 2 582 0 UINT16 dr1 Temporisation au déclenchement [ms], Step/Round 10 0 ≤ DFO ≤ 10000 8 ms R/W 2 583 0 INT16 SP1 en cas de mesure d'inclinaison Angle [1/100 °] R/W 2 584 0 INT16 rP1 en cas de mesure d'inclinaison Angle [1/100 °] R/W 2 4115 0 UINT8 LOGIC_OUT1 Fonction logique pour la sortie de commutation 1 0 → pas de fonction R/W 1 1 → OU log. avec sortie 2 2 → ET log. avec sortie 2 29 Capteur d'inclinaison JN Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture Longueur 585 0 INT16 SP1 en cas de mesure de vibration veff [1/10 mm/s] R/W 2 586 0 INT16 rP1 en cas de mesure de vibration veff [1/10 mm/s] R/W 2 Pour la sortie de commutation 2, les paramètres suivants peuvent être réglés via IO-Link Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture Longueur 532 0 UINT8 FOU2 sortie 2 en cas de défaut 1 → OU (aucune signalisation d'erreurs) R/W 1 R/W 1 2 → ON (closed) 4 → OFF (open) 8 → TOGGLE (2 Hz) 590 0 UINT8 ou2 sortie 2 Fonction 3 → Hysteresis normally open [Hno] 4 → Hysteresis normally closed [Hnc] 5 → Window normally open [Fno] 6 → Window normally closed [Fnc] 591 0 UINT16 dS2 Temporisation de commutation [ms], Step/Round 10 0 ≤ DFO ≤ 10000 8 ms R/W 2 592 0 UINT16 dr2 Temporisation au déclenchement [ms], Step/Round 10 0 ≤ DFO ≤ 10000 8 ms R/W 2 593 0 INT16 SP1 en cas de mesure d'inclinaison Angle [1/100 °] R/W 2 594 0 INT16 rP1 en cas de mesure d'inclinaison Angle [1/100 °] R/W 2 4116 0 UINT8 LOGIC_OUT2 Fonction logique pour la sortie de commutation 2 0 → pas de fonction R/W 1 30 1 → OU log. avec sortie 1 2 → ET log. avec sortie 1 Capteur d'inclinaison JN Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture Longueur 595 0 INT16 SP2 en cas de mesure de vibration apeak [mg] R/W 2 596 0 INT16 rP2 en cas de mesure de vibration apeak [mg] R/W 2 De plus, il est possible de régler simultanément les paramètres suivants pour les deux sorties de commutation (via IO-Link) Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture / Ecriture Longueur 500 0 UINT8 P-n Mode de commutation 0 → PnP (sortie sur +Ub) R/W 1 R/W 2 1 → nPn (sortie sur GND) 530 0 UINT16 dFo Temporisation en cas de défaut [ms], Step/Round 10 0 ≤ DFO ≤ 10000 8 ms 14.1 Fonction de sortie ou1 et ou2 Via les index ISDU 580 et 590, il est possible de régler la fonction de sortie OU pour les deux sorties de commutation, respectivement sur l'une des valeurs suivantes : ● 3 = hystérésis (normalement DESACTIVEE ; NO) [Hno] ● 4 = hystérésis (normalement ACTIVEE ; NF) [Hnc] ● 5 = fenêtre (normalement DESACTIVEE ; NO) [Fno] ● 6 = fenêtre (normalement ACTIVEE ; NF) [Fnc) 31 Capteur d'inclinaison JN 14.2 Fonction de sortie "hystérésis (normalement DESACTIVEE; NO)" [Hno] Pour les valeurs process mesurées, il est possible de définir le seuil de commutation SP depuis lequel la sortie de commutation correspondante (chemin rouge) est activée en cas de valeur process croissante. En-dessous de ce seuil, la sortie reste désactivée. Une fois le seuil de commutation SP atteint, les valeurs process mesurées doivent d'abord tomber en-dessous du seuil de déclenchement rP réglé afin de désactiver la sortie de commutation (chemin vert). L’hystérésis ainsi réalisée peut être utilisée pour éviter une activation et désactivation alternante en cas de fluctuations minimes des valeurs process. Les paramètres SP (seuil de commutation) et rP (seuil de déclenchement) servent au réglage. Sortie de commutation On Off Angle [°] Hystérésis rP par ex. 45 ° → rP = 4500 32 SP par. ex. 60 ° → SP = 6000 Capteur d'inclinaison JN 14.3 Fonction de sortie "hystérésis (normalement ACTIVEE ; NF)" [Hnc] Contrairement à la fonction de sortie précédente, la fonction de sortie "hystérésis (normalement ACTIVEE)" fonctionne avec une logique inversée. Ainsi, la sortie est d'abord activée pour de faibles valeurs process. Si le seuil de commutation SP réglé est dépassé, la sortie correspondante est désactivée (chemin rouge). Une fois le seuil de commutation SP atteint, les valeurs process mesurées doivent d'abord tomber en-dessous du seuil de déclenchement rP réglé afin d'activer la sortie de commutation (chemin vert). Sortie de commutation On Off Angle [°] Hystérésis rP par ex. 45 ° → rP = 4500 SP par. ex. 60 ° → SP = 6000 33 Capteur d'inclinaison JN 14.4 Sortie de commutation "fenêtre (normalement DESACTIVEE ; NO)" [Fno] Avec la fonction de sortie "fenêtre (normalement DESACTIVEE)", il est possible d'activer les sorties de commutation tant que les valeurs process mesurées sont dans la plage de valeurs réglée. Une fois le seuil rP dépassé, la sortie correspondante passe à l'état logique "ACTIVEE". Quand les valeurs mesurées continuent à dépasser le seuil SP, la sortie est désactivée à nouveau. De la même manière, le chemin vert s'entend pour les valeurs d'angle décroissantes. Le comportement de commutation ainsi réalisé correspond à une évaluation "La valeur est dans une fenêtre valable". Sortie de commutation On Off Angle [°] Fenêtre rP par ex. 45 ° → rP = 4500 34 SP par. ex. 60 ° → SP = 6000 Capteur d'inclinaison JN 14.5 Sortie de commutation "fenêtre (normalement ACTIVEE ; NF)" [Fnc] Contrairement à la fonction de sortie précédente, la fonction de sortie "fenêtre (normalement ACTIVEE)" ne fonctionne qu'avec une logique inversée. Pour le reste, le comportement est complètement analogique. Sortie de commutation On Off Angle [°] Fenêtre rP par ex. 45 ° → rP = 4500 SP par. ex. 60 ° → SP = 6000 14.6 Seuils de commutation SP et seuils de déclenchement rP Les seuils de commutation SP et les seuls de déclenchement rP qui contrôlent le comportement de la fonction de sortie "ou" peuvent être réglés à volonté dans les plages de valeurs admissibles. Point de commutation Méthode de mesure Minimum Maximum Unité SP1 Mesure d'inclinaison -17900 18000 1/100 ° rP1 Mesure d'inclinaison -18000 17900 1/100 ° SP2 Mesure d'inclinaison -17900 18000 1/100 ° rP2 Mesure d'inclinaison -18000 17900 1/100 ° SP1 Mesure de vibration 10 32000 1/10 mm/s rP1 Mesure de vibration 0 31990 1/10 mm/s SP2 Mesure de vibration 1 16000 1 mg rP2 Mesure de vibration 0 15999 1 mg 35 Capteur d'inclinaison JN Le seuil de commutation SP doit toujours être inférieur au point de déclenchement rP correspondant. Sinon le capteur refuse la sélection du paramètre. La distance minimale entre SP et rP de 1° en cas de mesure d'inclinaison ou 1 mm/s et 1 mg en cas de mesure de vibration doit toujours être respectée. Sinon le capteur refuse la sélection du paramètre. Si un rP doit être réglé sur une nouvelle valeur qui est supérieure au SP, le SP doit d'abord être réglé à une valeur qui est clairement supérieure. Sinon le capteur refuse la sélection du paramètre. De la même manière, le rP doit, le cas échéant, être adapté quand le SP est changé. 14.6.1 Réglage via les index ISDU Suivant la méthode de mesure (mesure d'inclinaison ou de vibration), les seuils de commutation SP1 et SP2 ainsi que les seuils de déclenchement rP1 et rP2 peuvent être réglés via les index ISDU. Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture Ecriture Longueur 583 0 INT16 SP1 en cas de mesure d'inclinaison Angle x [1/100 °] R/W 2 584 0 INT16 rP1 en cas de mesure d'inclinaison Angle x [1/100 °] R/W 2 585 0 INT16 SP1 en cas de mesure de vibration veff [1/10 mm/s] R/W 2 586 0 INT16 rP1 en cas de mesure de vibration veff [1/10 mm/s] R/W 2 593 0 INT16 SP2 en cas de mesure d'inclinaison Angle y [1/100 °] R/W 2 594 0 INT16 rP2 en cas de mesure d'inclinaison Angle y [1/100 °] R/W 2 595 0 INT16 SP2 en cas de mesure de vibration aPeak [mg] R/W 2 596 0 INT16 rP2 en cas de mesure de vibration aPeak [mg] R/W 2 14.7 Apprentissage du SP et du rP à l'aide de commandes de système Suivant la méthode de mesure (mesure d'inclinaison ou de vibration), les seuils de commutation SP1 et SP2 ainsi que les seuils de déclenchement rP1 et rP2 peuvent être réglés par apprentissage via des commandes de système IO-Link (index ISDU 2). Ainsi, lors de l'envoi de la commande de système correspondante, les seuils de commutation et de déclenchement sont adoptés en fonction de la valeur process actuelle. 36 Capteur d'inclinaison JN Commande de système (Index ISDU 2) Action 0xC3 Apprentissage SP1 0xC5 Apprentissage rP1 0xC4 Teach SP2 0xC6 Teach rP2 14.8 Temporisation de commutation dS1 / dS2 et temporisation au déclenchement dr1 / dr2 Après évaluation de la fonction de sortie, un seuil de commutation ou de déclenchement peut être réglé respectivement pour les deux sorties de commutation TOR via les index ISDU 581 et 582 ou 591 et 592. Si aucune temporisation (0 ms) n'est spécifiée, la commutation et le déclenchement des sorties TOR se fait selon la fonction de commutation réglée ou1 ou ou2, directement en fonction des valeurs process attribuées. Temporisations de commutation jusqu'à 10 000 ms maximum L'activation physique de la sortie de commutation s'effectue seulement si la valeur process attribuée provoque une activation permanente de la sortie pour au moins le temps réglé selon la fonction de commutation ou1 ou ou2. Conformément à cela, une valeur process doit provoquer une désactivation permanente pour au moins le temps de déclenchement selon la fonction de commutation ou1 ou ou2 avant que la sortie n'est physiquement désactivée. Les temporisations qui sont réellement effectives sont arrondies en interne vers 10 ms. 37 Capteur d'inclinaison JN Fonction des temporisations de commutation et de déclenchement Valeur process SP rP t Hystérésis t Sortie de commutation dS dr dS t 14.9 Opération logique des sorties de commutation Via les index ISDU 580 et 590, les deux sorties de commutation peuvent être reliées logiquement au moyen de la fonction de sortie "ou" et la considération ultérieure des temporisations de commutation et au déclenchement (après évaluation des valeurs process). Le résultat de cette combinaison logique est fourni physiquement comme commutation niveau haut (high side) ou niveau bas (low side), suivant le réglage de l'index ISDU 500. Les options suivantes sont au choix pour la combinaison logique ● 0 = aucune combinaison logique La sortie de commutation est uniquement commutée en fonction de la valeur process attribuée (par référence à l'évaluation du niveau par la fonction de sortie sélectionnée et après évaluation temporelle par les temporisations de commutation et au déclenchement dS et dr). La sortie de commutation est seulement commutée en fonction de la valeur process 1 (angle x ou veff) ; la sortie de commutation 2 seulement en fonction de la valeur process 2 (angle y ou apeak) ● 1 = combinaison logique OU Le résultat de l'évaluation du niveau par la fonction de sortie sélectionnée et l'évaluation temporelle par les temporisations de commutation et au déclenchement d'une valeur process est relié respectivement à l'autre valeur process logique OU évaluée. 38 Capteur d'inclinaison JN ● 2 = combinaison logique ET Le résultat de l'évaluation du niveau par la fonction de sortie sélectionnée et l'évaluation temporelle par les temporisations de commutation et au déclenchement d'une valeur process est relié respectivement à l'autre valeur process logique ET évaluée. ● 3 = constamment DÉSACTIVÉE (open) La sortie de commutation est constamment désactivée (indépendamment de la valeur process) ● 4 = constamment ACTIVÉE (closed) La sortie de commutation est constamment activée (indépendamment de la valeur process) 14.10 Fonction des sorties de commutation en cas de défaut FOU1 ou FOU2 Via l'index ISDU 531 ou 532, le comportement des sorties de commutation en cas de défaut ou de perturbation peut être défini en tenant compte de la temporisation réglée (voir chapitre suivant). ● 1 = fonction de sortie (aucune signalisation d'erreur) Dans ce réglage de base, les sorties de commutation réagissent seulement aux valeurs process mesurées. Un défaut du capteur (cellule MEMS défectueuse) n'a aucune influence sur les états des sorties de commutation. ● 2 = sortie ACTIVÉE (closed) En cas de défaut du capteur, la sortie de commutation est constamment activée pendant la durée de la perturbation. Après élimination de la perturbation, la sortie revient à l'état correspondant à la fonction et au seuil de commutation suivant les valeurs process mesurées. ● 4 = sortie DÉSACTIVÉE (open) En cas de défaut du capteur, la sortie de commutation est constamment désactivée pendant la durée de la perturbation. Après élimination de la perturbation, la sortie revient à l'état correspondant à la fonction et au seuil de commutation suivant les valeurs process mesurées. ● 8 = sortie TOGGLE (2 Hz) En cas de défaut du capteur, la sortie de commutation est activée et désactivée en alternance avec une fréquence de 2 Hz pendant la durée de la perturbation. Après élimination de la perturbation, la sortie revient à l'état correspondant à la fonction de commutation et au seuil de commutation suivant les valeurs process. 39 Capteur d'inclinaison JN 14.11 Temporisation des sorties de commutation en cas de défaut (dFo) Via l'index ISDU 530, une temporisation peut être réglée simultanément pour les deux sorties de commutation. Aucune temporisation (0 ms) La signalisation de l'erreur se fait selon la fonction d'erreur FOU1 ou FOU2 réglée (si ON, OFF ou TOGGLE est sélectionné) dès que le défaut du capteur se produit (cellule MEMS défectueuse). Elle se termine immédiatement quand le défaut du capteur est éliminé. Temporisation jusqu'à 10 000 ms maximum La signalisation de l'erreur se fait selon la fonction d'erreur FOU1 ou FOU2 réglée (si ON, OFF ou TOGGLE est sélectionné) seulement si un défaut du capteur (défaut de la cellule MEMS) existe constamment pour au moins le temps réglé. Conformément à cela, un défaut du capteur doit également être éliminé pour au moins le temps préréglé avant que la signalisation d'erreur ne soit terminée et les sorties de commutation passent aux états correspondants aux valeurs process. La temporisation réellement effective est arrondie en interne vers 10 ms. 14.12 Etage de sortie PnP ou nPn Via l'index ISDU 500, le comportement de commutation physique peut être défini pour les deux sorties TOR : ● 0 = commutation niveau haut (High-Side-Switch) (PnP) : une fois activée, la sortie est commutée vers +Ub ● 1 = commutation niveau bas (Low-Side-Switch) (nPn): une fois activée, la sortie est commutée vers la masse Sortie de commutation Sortie de commutation PnP nPn +24V 40 +24V OUT1/IO-Link OUT1/IO-Link OUT2 OUT2 Capteur d'inclinaison JN 14.13 Restaurer les réglages usine (commande de système 0x82) Afin de remettre les paramètres spécifiques à l'utilisateur aux réglages usine, la commande de système IO-Link 0x82 "Factory Reset" (index ISDU 2 = 0x82) doit être envoyé au capteur. Grâce à la commande de système "Factory-Reset", les paramètres sont remis aux réglages usine. Cette opération n'est pas réversible. Recommandation supplémentaire : déconnecter brièvement le capteur de la tension d’alimentation. 15 LED d'état Les LED intégrés dans les deux connecteurs indiquent l'état correspondant de l'appareil. Couleur LED Fréquence de clignotement Description Vert (connecteur gauche) Constamment allumée L'appareil est à l'état "Run" Clignote Communication IO-Link Constamment allumée Etat de commutation OUT1 / OUT2 Jaune (connecteur droit) 16 Maintenance, réparation et élimination L'appareil est sans maintenance. ►Respecter la réglementation du pays en vigueur pour la destruction écologique de l‘appareil. 17 Homologations/normes La déclaration de conformité CE et les homologations sont disponibles sur : www.ifm.com. 17.1 Référence à UL L‘alimentation en tension externe et les circuits externes devant être connectés à l‘appareil doivent être séparées galvaniquement du réseau électrique ou des tensions appliquées et doivent correspondre aux valeurs limites indiquées dans UL 61010-1, paragraphes 6.3 et 9.4. Température de tenue haute minimum et diamètre du câble qui doit être raccordé au capteur : au moins 75°C, au moins 22 AWG ou 0,34 mm². 41 Capteur d'inclinaison JN 18 Etat de livraison Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture/ Ecriture 500 0 UINT8 Comportement de commutation des sorties TOR 0 → PnP (high side switch; +Ub) R/W 580 0 UINT8 ou1 configuration de sortie 6 → FNC R/W 583 0 INT16 SP1 angle x + 9000 → + 90° R/W 584 0 INT16 rP1 angle x - 9000 → - 90° R/W 585 0 INT16 SP1 mesure de vibration Veff 6400 → 640 mm/s (20% VEM) R/W 586 0 INT16 rP1 mesure de vibration Veff 6080 → 608 mm/s (19% VEM) R/W 590 0 UINT8 ou2 configuration de sortie 6 → FNC R/W 593 0 INT16 SP2 angle y + 9000 → +90° R/W 594 0 INT16 rP2 angle y ‒ 9000 → -90° R/W 595 0 INT16 SP2 mesure de vibration aPeak 6400 → 6400 mg (40% VEM) R/W 596 0 INT16 rP2 mesure de vibration aPeak 6240 → 6240 mg (39% VEM) R/W 620 0 INT16 ASP1 angle x -18000 → - 180° R/W 621 0 INT16 AEP1 angle x +18000 → + 180° R/W 622 0 INT16 ASP1 mesure de vibration Veff 0 → 0 mm/s R/W 623 0 INT16 AEP1 mesure de vibration Veff 32000 → 3200 mm/s R/W 630 0 INT16 ASP2 angle y -18000 → - 180° R/W 631 0 INT16 AEP2 angle y +18000 → + 180° R/W 632 0 INT16 ASP2 mesure de vibration aPeak 0 → 0 mg R/W 633 0 INT16 AEP2 mesure de vibration aPeak 16000 → 16000 mg R/W 660 0 UINT8 Type de sortie analogique 1 → sortie courant 4...20 mA R/W 4100 0 UINT8 Calcul de l'angle 0 → Perpendiculaire R/W 4101 0 UINT8 Niveau du filtre FIR angle 2 → Lowpass 5 Hz R/W 4102 0 UINT8 Chauffage 1 → chauffage allumé R/W 4103 0 UINT8 Correction du quadrant 1 → ± 180° R/W 4104 0 UINT8 Apprentissage axe x/y/z 2 → mesure absolue R 4105 0 UINT8 Axe zéro x/y/z 2 → mesure absolue R 42 Capteur d'inclinaison JN Index Sousindex Type Valeur Contenu Lecture/ Ecriture 4106 0 UINT8 Méthode de mesure 0 → valeur de l'angle R/W 4107 0 UINT8 Sélection des axes pour mesure de vibration 7 → tous les 3 axes (x/y/z) R/W 4108 0 UINT8 FIR niveau du filtre pour la vibration 5 → passe bande 10...400 Hz R/W 4109 0 UINT8 Etendue de la mesure de vibration 2→±8g R/W Mesure d'inclinaison SP1/rP1 et SP2/rP2 = 50% de la VEM respective ; ASP1/AEP2 et ASP2/AEP2 = 100% de la VEM respective Mesure de la vibration SP1 = 20% VEM/ rP1 = 19% VEM SP2 = 40% VEM/ rP2 = 39% VEM ASP1/AEP2 et ASP2/AEP2 = 100% de la VEM respective. *VEM = valeur finale de l'étendue de mesure 43 ">
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