N200線光柵的原理與應用

1、N200主線安全光柵的原理與應用主線安全光柵的原理與應用引言引言安全光柵C2000是用來對機器和設備周圍的危險區(qū)進行手臂安全保護的。因此，這些安全裝置必須安裝于危險區(qū)的入口處。當至少有一條光束被遮斷時，機器的危險動作就會被停止，所以也廣泛被我們公司用于安全保護。內容內容l使用C2000的注意事項lC2000系列的結構lC2000系列的結構l顯示部分l安全距離的確定lC2000的電氣連接l光束的對準lC2000的故障指南l安全光柵的應用（硬件、軟件）使用使用C2000的注意事項的注意事項 l發(fā)射器和接收器的分辨度必須一致。l必須防止從上、下、左、右、后進入危險區(qū)。圖1：安裝C2000時：必須防止

2、從上、下、左、右、后進入危險區(qū) C2000系列的結構系列的結構l安全光柵C2000都包括一個發(fā)射器和一個接收器。接收器和發(fā)射器上各有7-段碼顯示和LED指示燈，用來顯示各種狀態(tài)和自診斷信息。 lC2000 C2000：分辨度203040mm檢測距離06m或2.519m用于機器上對手臂的安全保護圖2：C2000的放置和分辨度S=發(fā)射器 R=接收器 C2000的操作模式的操作模式l光束編碼l串聯(lián)l裝置測試光束編碼光束編碼如果幾對發(fā)射器接收器并排安裝，光束就可能會相互影響。為避免這種情況的發(fā)生，可對光束進行編碼，以使各個接收器只能接收自己的發(fā)射器發(fā)出的光束。因為只提供三種光束編碼，因此只允許并排安裝

3、三套裝置。這種功能可通過將發(fā)射器和接收器的端子SEL1和SEL2連接或不連接到0V來達到。圖3：光束編碼后，發(fā)射器和接收器的放置C1，C2=光束編碼1，2S=發(fā)射器R=接收器=系統(tǒng)1=系統(tǒng)2注釋注釋：光束編碼會減低光電裝置對光干擾（如電弧、導航設備和激光掃描器）的抵抗能力。為提高抗光干擾能力，有3種編碼可供選擇。串聯(lián)串聯(lián)圖4：三套C2000/M2000串聯(lián)S1，2=發(fā)射器（串聯(lián)型）=機器控制系統(tǒng)S3=發(fā)射器（標準型） =連到機器控制系統(tǒng)的電纜R1，2=接收器（串聯(lián)型） =串聯(lián)電纜R3=接收器（標準型）串聯(lián)串聯(lián) C2000和M2000都有串聯(lián)型和標準型兩種型號可選擇。它們的特性如下：表1：C20

4、00的型號和特性為保護幾個入口，最多可有三套裝置串聯(lián)兩套串聯(lián)型和一套標準型。只需第一套串聯(lián)型連接到機器的控制系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)的工作猶如一套裝置。 型號特性串聯(lián)型 適于串聯(lián)和單獨使用，串聯(lián)型包括一個發(fā)射器和一個接收器，既可連接串聯(lián)型，又可連接標準型光電開關 標準型 只能單獨使用，或作為串聯(lián)系統(tǒng)的最末一級 串聯(lián)串聯(lián)注釋注釋：串聯(lián)使用時，應注意以下幾點：串聯(lián)型相鄰開關之間的串聯(lián)電纜不能超過3m串聯(lián)電纜需用SICK公司提供的專用電纜串聯(lián)裝置必須使用同一光束編碼（beaming coding），而且它們并不會相互干擾注釋注釋：不同分辨度和光束數(shù)的發(fā)射器接收器可串聯(lián)。但光束總數(shù)不能超過180條。 裝置測試

5、裝置測試 l自檢（自檢（self-test）功能功能 當裝置供電后，自檢自動開始以秒周期在背后運作。自檢過程中，安全保護裝置仍提供正常的保護功能。自檢電路檢測與安全有關的故障，例如OSSD故障、光路故障和量程選擇錯誤故障。檢測到故障后，在3秒時間內，便能停止危險動作。自檢功能無需外部測試信號來觸發(fā)。另外，自檢電路也檢測兩個PNP電晶體輸出的短路電阻，以檢查其信號電平是否一致。在上電自檢過程中，發(fā)射器和接收器上的LED和7段碼顯示器顯示了不同的狀態(tài)和診斷信息。當檢測到故障時，兩個輸出關閉（off），因此在人被傷害前機器已處于安全狀態(tài)。檢測一次所需的總時間，包括檢測內部數(shù)據(jù)存儲器共23分鐘。裝置測

6、試裝置測試l外部測試（外部測試（External Test） C2000可作為普通的可測試光電開關。但當用C2000代替普通的光電開關時，機器的控制系統(tǒng)不能被修改為適合新的光電開關的操作狀態(tài)。當光電開關的測試輸入端電位由24V變?yōu)?V時，發(fā)射器關閉，接收器的OSSD輸出關閉（參見4.8.3）。測試信號的產(chǎn)生和OSSD的檢測由機器的控制電路進行。測試完之后，測試輸入端重新恢復到24V。注釋注釋：外部測試時間不能超過150ms（IEC 61496） 外部測試時，只能連接一個OSSD。顯示部分顯示部分圖5：C2000，M2000，M2000-A/P的顯示部分S=發(fā)射器 R=接收器=LED，黃色 =7

7、-段顯示，發(fā)射器=7-段顯示，接收器 =LED，琥珀色=LED，紅色 =LED，綠色 顯示部分顯示部分lC2000的顯示部分：表2：發(fā)射器的顯示部分 表3：接收器的顯示部分 顯示部分顯示部分意義意義/功能功能LED，黃色黃色 有供電電壓有供電電壓 7-段顯示顯示故障和開始信號代碼顯示部分顯示部分 意義意義/功能功能 LED，綠色 光束未被遮斷 LED，紅色 光束被遮斷 LED，琥珀色 有污物7-段顯示 顯示故障和啟動信號代碼 安全距離的確定安全距離的確定 保護系統(tǒng)與危險區(qū)之間必須保持一個最小距離，這就保證在到達危險位置前，機器的危險動作已被停止。安全距離（根據(jù)歐盟EN 999，775和294安

8、全條例）由下列因素決定： 機器停止所需的時間整個安全裝置的反應時間，例如C2000響應時間光柵分辨度（C2000系列） 人身的接近速度 安全距離的確定安全距離的確定圖6：C2000：到危險區(qū)的距離=保護區(qū)的高度 =安全距離 =危險區(qū) =防止從后面進入的最大距離安全光柵C2000的安全距離由下式計算： S S=100500mm S20008（d-14）mm S S500mm S16008（d-14）mm 其中：S=安全距離mm T=總反應時間（機器停止時間+安全裝置反應時間）s=分辨度mm 安全距離的確定安全距離的確定lC2000的安全距離計算舉例：的安全距離計算舉例：設一機器由C2000作為保

9、護裝置。機器的停止時間為50ms，整個保護裝置的反應時間為15ms，對于分辨度分別為20mm和30mm的系統(tǒng)來說，其安全距離分別為： S20008（d-14）mm T=50ms+15ms=65ms分辨度為20mm：S=20000.065+8 (20-14)=178mm分辨度為30mm：S=20000.065+8 (30-14)=258mm C2000的電氣連接的電氣連接l插接式連接插接式連接 M12插頭，插頭，8針針圖7：C2000和M2000的接線圖，M12插頭，8針 S=發(fā)射器 R=接收器C2000的電氣連接的電氣連接l發(fā)射器接線，M12插頭，8針序號序號顏色顏色標記標記說明說明(I=輸入

10、輸入) 1白色SEL1I：光束編碼12棕色+24V DC供電電壓UV 3綠色SEL2I：光束編碼2 4黃色n.c空接 5灰色TESTI：24V=系統(tǒng)自檢 0V=外部測試激活6粉紅色HRANGE(僅限于M2000)I：發(fā)射器檢測范圍0V=06m 24V=225m 7蘭色GND0V，供電電壓8Shield屏蔽地 C2000的電氣連接的電氣連接l接收器接線，M12插頭，8針序號序號顏色顏色標記標記說明說明(I=輸入輸入) 1白色SEL1I：光束編碼12棕色+24V DC供電電壓UV 3綠色SEL2I：光束編碼2 4黃色n.c空接 5灰色OSSD1O：輸出16粉紅色OSSD2O：輸出27蘭色GND0V

11、，供電電壓8Shield屏蔽地 C2000的電氣連接的電氣連接l有自檢功能的輸出接線方法 圖8：有自檢功能的OSSD輸出接線 S=發(fā)射器 R=接收器=機器 說明：說明：當發(fā)射器的測試輸入端（Test）接到24V，裝置的自檢功能被激發(fā)，接收器就會不停地檢測輸出 OSSD1和OSSD2的信號是否一致。 C2000的電氣連接的電氣連接l有自檢功能的輸出接線方法 如果選擇自檢功能，兩個OSSD都必須接線。 為保證信號的可靠性，OSSD1和OSSD2 必須分別連接到機器上，分別驅動信號。OSSD1和OSSD2輸出信號一定不能連接在一起。圖9：一定不能把OSSD輸出驅動的繼電器連接在一起 注釋：注釋：OS

12、SD輸出對24V和0V是短路的。若光束未被遮斷，輸出電平為24V DC，若光束被遮斷或有故障或在自檢過程中，輸出電平為0V。 C2000的電氣連接的電氣連接l外部測試功能的接線 圖10：外部測試接線，測試輸入（Test）和OSSD輸出S=發(fā)射器 =機器R=接收器 =測試部分 說明：說明：選擇外部測試功能時，只能接OSSD1。 C2000的電氣連接的電氣連接l光束編碼的設置圖11：例：光束編碼輸入的接線，地址3S=發(fā)射器 =機器 R=接收器說明：說明：可通過選擇將SEL1和SEL2連接到0V對光束進行編碼。發(fā)射器和接收器必須有相同的地址。C2000的電氣連接的電氣連接l光束編碼的設置有下列編碼地

13、址進行選擇：表3：通過SEL1和SEL2選擇光束編碼 n.c=空接 隔離空接的針腳隔離空接的針腳空接的針腳必須隔離，以保證正確編碼。*）接收器的輸出OSSD1和OSSD2處于閉鎖（Off）狀態(tài)（0V）。重新接線和開機，光電安全開關就會恢復到正常的工作狀態(tài)。SEL1SEL2編碼編碼.c10Vn.c2n.c0V30V0V不允許*）C2000的電氣連接的電氣連接l串聯(lián)時的電氣接線 圖12：串聯(lián)時的電纜連接S1，2=發(fā)射器（串聯(lián)型）S3=發(fā)射器（標準型）R1，2=接收器（串聯(lián)型）R3=接收器（標準）=機器控制系統(tǒng)=連到機器控制系統(tǒng)的電纜=串聯(lián)電纜說明：說明：如圖4-27所示串聯(lián)，需用專用電纜連接（見附

14、件）。只有串聯(lián)裝置的第一級連接到機器上。兩個串聯(lián)裝置之間電纜的最大長度為3m。專用電纜需專門訂購。 光束的對準光束的對準 安全裝置安裝好且接線完成后，需要校準，以使發(fā)射器發(fā)出的光束恰好落到接收器上。上電后，觀察接收器或發(fā)射器/接收器模塊（M2000-A/P）上的7-段碼顯示。參照下列信息即可知道校準程度。 注釋：注釋：校準后，校準模式保持2分鐘后關閉。若要重新校準，需關閉電源重新上電。注釋：注釋：串聯(lián)時，校準順序為S1/R1-S2/R2-S3/R3。 顯示顯示意義意義0接收器和發(fā)射器完全未對準，需重新校準1有部分光束未落在接收器上2光束全部落在接收器上，但非最佳位置無顯示最佳位置，在此固定C2

15、000故障指南故障指南 故障情況下，發(fā)射器和接收器上的7-段碼顯示和LED顯示提供了故障信息。 l 發(fā)射器發(fā)射器顯示顯示意義意義原因原因采取措施采取措施發(fā)射器上的黃色LED不亮未上電檢查供電電壓檢查接線，測量電壓7-段號顯示段號顯示E系統(tǒng)故障光電開關損壞更換光電開關o.外部測試Test輸入端開（0V）Test輸入端接24VH（僅限M2000）*）大檢測范圍225mH-RANGE（24V）L（1），閃動無效的光束編碼檢查發(fā)射器和接收器的光束編碼接線發(fā)射器和接收器的光束編碼必須一致L（4），閃動串聯(lián)系統(tǒng)出錯檢查串聯(lián)電纜更換串聯(lián)電纜編碼編碼*）-地址1-地址2-地址3C2000故障指南故障指南l接收

16、器接收器 顯示顯示意義意義原因原因采取措施采取措施7-段碼顯示段碼顯示0，最多持續(xù)2分鐘發(fā)射器無光同步發(fā)射器接收器未對準對準發(fā)射器接收器1，最多持續(xù)2分鐘發(fā)射器光同步，但有光束被遮斷發(fā)射器接收器未對準對準發(fā)射器接收器2，最多持續(xù)2分鐘光束強度弱發(fā)射器/接收器未對準，或鏡面臟或者有刮痕對準發(fā)射器/接收器，清潔鏡面。刮痕嚴重時，更換裝置E系統(tǒng)故障光電開關損壞更換光電開關F（1），閃動OSSD1電流500mA繼電器損壞,短路于GND檢查繼電器和接線F（2），閃動OSSD1穩(wěn)定于24V檢查短路線路的接線修復短路線路F（3），閃動OSSD1穩(wěn)定于GND檢查短路線路的接線修復短路線路F（4），閃動OSSD

17、2電流500mA繼電器損壞,短路于GND檢查繼電器和接線C2000故障指南故障指南l接收器接收器 顯示顯示意義意義原因原因采取措施采取措施F（5），閃動OSSD2穩(wěn)定于24V檢查短路線路的接線修復短路線路F（6），閃動OSSD2穩(wěn)定于GND檢查短路線路的接線修復短路線路F（7），閃動OSSD1和OSSD2短路檢查接線修復故障線路L（1），閃動光束編碼無效檢查發(fā)射器接收器的編碼設置接線發(fā)射器接收器連接成相同的光束編碼L（3），閃動檢測到外部的發(fā)射器光束檢測范圍內有另外的光電開關或反射面改變光束編碼或設置分隔墻L（4），閃動串聯(lián)系統(tǒng)出錯編碼編碼-地址1-地址2-地址3C2000技術參數(shù)技術參數(shù)安全

18、光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（硬件）安全光柵應用（軟件）安全光柵應用（軟件）查看光柵在程序中應用（輸入）在MAPIN以右邊安全光柵為例，也就是Local:2:I:Data119.15安全光柵應用（軟件）安全光柵應用（軟件）l第一個使用由IO表我們可以看出第一個使用點，是在控制按鈕箱上指示安全系統(tǒng)是否故障的。安全光柵應用（軟件）安全光柵應用（軟件）l第二個使用lMapoutputsMapoutputs由IO表我們可以看出第一個使用點，是在指示燈箱上指示安全系統(tǒng)是否故障的。安全光柵應用（軟件）安全光柵應用（軟件）查看光柵在程序中應用（輸出）Map