Omron F3SS TECH Manual [de]
Advanced Industrial Automation
Einzelstrahl-Sicherheitssensor
F3SS Serie
TECHNISCHES HANDBUCH
Cat. No. SCEE711-DE01
Kurzübersicht
1 Wichtige Funktionen und Anforderungen
2 Funktionsprinzip
3 Beschreibung der Bedienelemente
4 Installation
Einführung
Vielen Dank, dass Sie sich für einen Einzelstrahl-Sicherheitssensor der F3SS-Serie entschieden haben.
Beachten Sie stets die folgenden Punkte, wenn Sie den F3SS verwenden:
• Stellen Sie sicher, dass das Bedienpersonal des F3SS Kenntnisse über dessen Betrieb und die Maschine,
an der dieser installiert ist, besitzt.
• Lesen Sie dieses Handbuch vollständig und versichern Sie sich, dass Sie die zur Verfügung gestellten
Informationen verstehen, bevor Sie versuchen, den F3SS zu betreiben.
• Heben Sie das Handbuch an einem sicheren Platz auf und verwenden Sie es bei Bedarf.
Vorschriften und Normen
(1) Der F3SS besitzt noch keine Typenzulassung entsprechend des Statuts 44-2 des japanischen Industriellen
Sicherheits- und Gesundheitsgesetzes. Deshalb kann er in Japan nicht als Sicherheitsgerät für Pressen
oder Schermaschinen verwendet werden, wie sie in Statut 42 dieses Gesetzes vorgesehen sind.
(2) Der F3SS entspricht den folgenden Vorschriften und Normen.
IEC-Norm
- IEC 61496-1 (Typ 4 ESPE)
- IEC 61496-2 (Typ 4 AOPD)
Hinweis
Berücksichtigen Sie die Systemsicherheit und lassen Sie einen Sicherheitsspielraum innerhalb der
Spezifikationen und Funktionen des Systems, wenn Sie den F3SS unter den folgenden Bedingungen
verwenden.
(1) Betriebsbedingungen oder -umgebungen, die nicht in diesem Handbuch aufgeführt sind.
(2) Anwendungen des F3SS in Geräten oder Einrichtungen, die spezielle Sicherheitsmaßnahmen erfordern,
wie z. B. Anlagen der Nukleartechnik, Bahnverkehr, Luftverkehr, Fahrzeuge, Feuerungsanlagen,
medizinische Systeme, Raumfahrt, große Vergnügungsparkanlagen, usw.
Hinweise zur Sicherheit
Allgemeine Hinweise für eine sichere Verwendung
Die folgenden Konventionen werden für sicherheitsrelevante Hinweise in diesem Handbuch verwendet, um eine
sichere und richtige Anwendung des F3SS zu gewährleisten. Die nachfolgend aufgeführten Punkte sind
sicherheitskritisch und müssen jederzeit eingehalten werden.
VORSICHT
Kennzeichnet eine potenziell gefährliche Situation, die zum Tod oder zu
schweren Verletzungen führen kann, wenn sie nicht vermieden wird.
Kennzeichnet unzulässige Vorgänge.
i
Inhalt
1 Wichtige Funktionen und Anforderungen ............................................................................................... 1
1-1 Allgemeine Beschreibung des F3SS ..................................................................................................... 1
1-2 Einhaltung der Richtlinien ...................................................................................................................... 1
1-3 Verantwortlichkeiten des Arbeitgebers .................................................................................................. 1
1-3-1 Zusätzliche Anforderungen .............................................................................................................. 1
2 Funktionsprinzip ........................................................................................................................................ 3
2-1 F3SS-Systemspezifikationen ................................................................................................................. 3
2-1-1 Technische Daten* .......................................................................................................................... 3
3 Beschreibung der Bedienelemente .......................................................................................................... 5
3-1 Zugriff auf die Bedienelemente .............................................................................................................. 5
3-1-1 Sender-Anzeigeleuchten ................................................................................................................. 5
3-1-2 Empfänger-Anzeigeleuchten ........................................................................................................... 5
3-1-3 Empfänger-Betriebsartenschalter .................................................................................................... 6
3-1-4 Codeschalter für Sender und Empfänger ........................................................................................ 6
3-1-5 Sicherheitsausgänge ....................................................................................................................... 6
3-1-6 Fernstartschalter (optional) .............................................................................................................. 6
4 Installation .................................................................................................................................................. 7
4-1 Verantwortlichkeiten des Benutzers ...................................................................................................... 7
4-1-1 Verantwortlichkeiten des Benutzers ................................................................................................ 7
4-2 Installationsverfahren ............................................................................................................................. 7
4-3 Besondere Anforderungen für die Schutzfeldüberwachung .................................................................. 7
4-4 Minimaler sicherer Installationsabstand und Montagehöhe ................................................................... 8
4-5 Schaltereinstellungen ............................................................................................................................ 9
4-5-1 Codeschalter für Sender und Empfänger ........................................................................................ 9
4-5-2 Betriebsartenschalter ....................................................................................................................... 9
4-6 Elektrischer Anschluss ......................................................................................................................... 13
4-6-1 Elektrische Anschlüsse des Senders ............................................................................................ 13
4-6-2 Elektrische Anschlüsse und Steueranschlüsse des Empfängers .................................................. 13
4-6-3 Anschluss eines langen Kabels an den Empfänger ...................................................................... 13
4-6-4 Schutzerdungsanschlüsse ............................................................................................................. 14
4-7 Anschlüsse der Maschinensteuerung .................................................................................................. 14
4-7-1 Anschluss des Transistorausgangs ............................................................................................... 14
4-7-2 Anschlussmethode ........................................................................................................................ 14
4-8 Mechanische Installation ..................................................................................................................... 18
4-8-1 Installation mehrerer F3SS-Einheiten ............................................................................................ 18
4-8-2 Beeinflussung durch reflektierende Oberflächen ........................................................................... 18
4-8-3 Befestigungspunkte der Montagewinkel ........................................................................................ 20
4-8-4 Ausrichtung .................................................................................................................................... 20
5 Fehlersuche und Wartung ....................................................................................................................... 21
5-1 Fehlersuche und Fehlerbehebung ....................................................................................................... 21
5-2 Wartung ............................................................................................................................................... 21
6 Zubehör ..................................................................................................................................................... 22
6-1 Zubehör ............................................................................................................................................... 22
Anhang A —Prüfverfahren ......................................................................................................................... 23
A-1 Durchzuführende Prüfungen ............................................................................................................... 23
Anhang B —Abnahmeprüfverfahren ......................................................................................................... 25
B-1 Abnahmeprüfprotokoll ......................................................................................................................... 25
ii
1-1 Allgemeine Beschreibung des F3SS
1 Wichtige Funktionen und Anforderungen
1 Wichtige Funktionen und
Anforderungen
1-1 Allgemeine Beschreibung des F3SS
Das F3SS Einstrahl-Sicherheitslichtsensor ist ein Mehrzweck-Abtastgerät. Das F3SS ist nur für die
Körpererkennung und nicht für die Erkennung von Fingern oder Händen ausgelegt.
1-2 Einhaltung der Richtlinien
Ob eine spezielle Maschinenanwendung und die F3SS-Systeminstallation mit den Sicherheitsrichtlinien
übereinstimmt, hängt von der ordnungsgemäßen Anwendung, Installation, Wartung und der Bedienung des
F3SS-Systems ab. Die Verantwortung für die Einhaltung dieser Punkte haben Käufer, Installateur und
Arbeitgeber zu tragen.
1-3 Verantwortlichkeiten des Betreibers
Der Betreiber ist verantwortlich für die Auswahl und die Ausbildung des Personals, damit die Maschine und
deren Sicherheitssysteme ordnungsgemäß installiert, bedient und gewartet werden. Ein F3SS-System sollte nur
von einer entsprechend qualifizierten Person installiert, geprüft und gewartet werden. Eine qualifizierte Person
ist „eine Person oder Personen, die durch den Besitz eines anerkannten Titels oder eines Zeugnisses einer
beruflichen Schulung oder die durch umfassende Kenntnisse, Ausbildung oder Erfahrungen erfolgreich die
Fähigkeit unter Beweis gestellt hat, Probleme bezüglich der Thematik und der Arbeit zu lösen“.
Der Maschinenbediener muss die Unternehmensleitung informieren, falls die Maschine, Werkzeugteile oder
Sicherheitsgeräte nicht ordnungsgemäß funktionieren. Verwenden Sie die Maschine niemals, wenn sie sich
nicht in einwandfreien Betriebszustand befindet.
1-3-1 Zusätzliche Anforderungen
Die folgende Liste führt zusätzliche Anforderungen auf, die Sie einhalten müssen, bevor Sie den F3SSSicherheitssensor verwenden.
• Verwenden Sie das F3SS niemals für den Schutz von Bedienpunkten.
• Die Maschine, an der der F3SS installiert ist, muss jederzeit im Maschinentakt oder –zyklus anhalten
können. Verwenden Sie den F3SS nicht für eine Presse mit verzögernd eingreifenden Kupplungssystemen.
Dieses Produkt kann in Japan nicht als Sicherheitsgerät für Pressen oder Schermaschinen verwendet
werden, wie sie in Statut 42 dieses Gesetzes vorgesehen sind.
• Der F3SS bietet keinen Schutz gegen fliegende Objekte.
• Verwenden Sie das F3SS nicht für ein Gerät mit ungleichmäßiger Zeit bis zum Anhalten oder mit
ungeeigneten Steuerungsgeräten oder –mechanismen.
• Verwenden Sie den F3SS nicht in Umgebungen, in denen starker Rauch, Aerosole und korrosiv wirkende
Substanzen die Effizienz des F3SS beeinträchtigen könnten.
• Wenn der F3SS als Sicherheitsgerät verwendet wird, ist der Betreiber für die Einhaltung von staatlichen und
lokalen Sicherheitsvorschriften, Richtlinien und Bestimmungen verantwortlich.
• Alle sicherheitsrelevanten Komponenten der Maschinensteuerungsschaltung, einschließlich pneumatische,
elektrische und hydraulische Steuerungen, müssen zuverlässig arbeiten können. Steuerungszuverlässigkeit
bedeutet, dass: „... das Gerät, das System oder die Schnittstelle derart zu entwerfen, bauen und installieren
sind, dass das Versagen eines einzigen Teils in dem Gerät, dem System oder der Schnittstelle eine normale
Stoppfunktion nicht beeinträchtigt, sondern einen folgenden Maschinenzyklus verhindert ...“
• Zusätzliche Schutzeinrichtungen, wie z. B. mechanische Schutzeinrichtungen, können erforderlich sein,
wenn der F3SS nicht alle Zugänge in den Gefahrenbereich schützt.
• Alle Bremsen und andere Haltemechanismen sowie Steuerungen müssen sich in einwandfreiem
Betriebszustand befinden. Wenn die Haltemechanismen der Maschine und die zugehörigen Steuerungen
nicht einwandfrei funktionieren, kann die Maschine möglicherweise nicht sicher angehalten werden, auch
wenn der F3SS ordnungsgemäß arbeitet.
1
1 Wichtige Funktionen und Anforderungen
1-3 Verantwortlichkeiten des Betreibers
• Das Prüfverfahren muss nach jeder Wartung der Maschinensteuerung oder des F3SS durchgeführt werden.
Das Prüfverfahren (Anhang A) ist in diesem Handbuch enthalten. Der Benutzer muss die in diesem
Handbuch empfohlenen vorbeugenden Wartungsverfahren (mind. alle zwölf Monate, bei regelmäßiger
Verwendung häufiger) durchführen.
• Führen Sie nur die in diesem Handbuch beschriebenen Prüfungen und Reparaturen durch. Alle elektrischen
Verdrahtungen müssen in Übereinstimmung mit den lokalen elektrischen Vorschriften und Richtlinien
installiert werden.
• Der Bediener muss alle Verfahren in diesem Handbuch befolgen, um eine einwandfreie Funktion des F3SS
zu gewährleisten.
• Die Durchsetzung dieser Anforderungen liegt außerhalb der Kontrolle von OMRON. Der Betreiber trägt die
volle Verantwortung für die Einhaltung der oben genannten Anforderungen sowie für alle weiteren
Verfahren, Bedingungen und Anforderungen, die speziell für seine Anlage anwendbar sind.
2
2-1 F3SS-Systemspezifikationen
2 Funktionsprinzip
2 Funktionsprinzip
2-1 F3SS-Systemspezifikationen
Das F3SS ist eine Einzelstrahl-Infrarotsicherheitslichtschranke mit großer Reichweite, die als Vorrichtung zur
Sicherung eines Gefahrenbereichs und zur Zugangsüberwachung ausgelegt ist. Bei Unterbrechung des Strahls
wird ein Stoppsignal an die abgesicherte Maschine gesendet. Ein „redundantes“ Mikroprozessor-Design zusammen mit einem umfassenden Fehlermodus und Ergebnisanalyse bieten einen sicheren und zuverlässigen Betrieb.
Ein F3SS-System besteht aus einem Sender und einem Empfänger. Es sind keine Verbindungsleitungen oder
separate Steuerungsgeräte erforderlich. Der maximale Abstand zwischen Sender und Empfänger beträgt 60 m.
2-1-1 Technische Daten*
Betriebsbereich 0,3-60 m
Anzahl der Strahlen 1 (einzelner Strahl)
Strahldurchmesser 31 mm
Min. Objektauflösung nicht transparentes Objekt, ø 31 mm oder mehr
Effektiver Öffnungswinkel
Lichtquelle (Wellenform) Infrarot-LED (880 nm)
Versorgungsspannung
Einschalt-Verzögerungszeit max. 4 s
Stromverbrauch Sender: max. 170 mA
Betriebsart Mit dem Wahlschalter kann eine der nachfolgen aufgeführten Betriebsarten
Schaltausgang Zwei PNP-Transistorausgänge, max. Laststrom 250 mA (max. Restspannung 1 V)
Schutzschaltung Schutz vor Kurzschluss der Ausgangslast und Verpolung der
Ansprechzeit (EIN-->AUS) max. 35 ms
Umgebungstemperatur
Luftfeuchtigkeit 35-95 % relative Luftfeuchtigkeit bei Betrieb und Lagerung (ohne
Vibrationsfestigkeit Fehlfunktion und Beständigkeit: 10-55 Hz, 0,7-mm-Doppelamplitude, je 20 Mal
Stoßfestigkeit
Schutzklasse IEC60529 IP65
Anschlussart Anschluss über Klemmenblock auf der internen Schaltung.
Gewicht (verpackt) 2,5 kg
Material Gehäuse Aluminium
Kappe Aluminium
Zubehör Montageteile, Technisches Handbuch, Blindstopfen für nicht verwendete
Zulassungsnormen IEC(EN)61496-1 TYP 4 ESPE *1
Sender und Empfänger: max. ±2,5
(IEC61496-2).
24 V DC
Empfänger: max. 800 mA
gewählt werden:
Auto-Start
Anlaufsperre
Anlauf-/Wiederanlaufsperre
(ohne Spannungsabfall am Anschlusskabel), EIN wenn Licht EIN.
Versorgungsspannung.
0-55
Kondensatbildung)
in X-, Y- und Z-Richtung
Fehlfunktion und Beständigkeit: 100 m/s
Kabeleinführungen
IEC61496-2 TYP 4 AOPD *2
±10 %, Restwelligkeit max. 5 % Vss
°C bei Betrieb und Lagerung (ohne Eis- oder Kondensation)
° bei einem Messbereich von mehr als 3 m
2
, je 1000 Mal in X-, Y- und Z-Richtung
*1. ESPE (berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen)
*2. AOPD (nach dem aktiven optoelektronischen Prinzip arbeitende Schutzeinrichtung)
*Änderungen der technischen Daten sind ohne Ankündigung vorbehalten.
3
2 Funktionsprinzip
50,8
2-1 F3SS-Systemspezifikationen
MESSSTRAHL
SENDER
EMPFÄNGER
Abbildung 2-1 Typische Installation
111,8
93,0
55,24
88,9
139,7
Kabel-
PG 9
einführung
32,4
35˚
47,6
6,9
ø6,9
35,1
50,8
(Geeigneter Kabeldurchmesser:
Schlitz für T-Mutter
20,5
Befestigungsteile
13,0
27,3
Abbildung 2-2 Systemzeichnung
Abbildung 2-3 Position der Anzeige
Abbildung 2-4 Position von Schalter und Klemmenblock
25,4
ø4 ~ ø7)
4
3-1 Zugriff auf die Bedienelemente
3 Beschreibung der Bedienelemente
3 Beschreibung der Bedienelemente
3-1 Zugriff auf die Bedienelemente
Durch Entfernen der vier unverlierbaren Schrauben, mit denen die hinteren Abdeckungen von Sender und
Empfänger befestigt sind, kann auf alle Schalter und Klemmenblöcke auf der internen Platine zugegriffen
werden. Für einen leichteren Zugriff kann die Platine ca. zur Hälfte aus dem Gehäuse gezogen werden. Um zu
vermeiden, dass die Platine vollständig aus dem Gehäuse herausgezogen wird, ist ein Anschlag installiert.
Sender und Empfänger besitzen je zwei Kabeleinführungen mit PG9-Gewinde. Eine befindet sich auf der
Unterseite und eine auf der hinteren Abdeckung. Für die nicht verwendete Durchführung steht ein Blindstopfen
zur Verfügung.
3-1-1 Sender-Anzeigeleuchten
Auf der Vorderseite des Senders befinden sich zwei Anzeigeleuchten:
Orange Zeigt an, dass der Sender korrekt eingeschaltet wurde.
Rot Zeigt an, dass nach Einschalten der Spannungsversorgung ein Senderfehler erkannt wurde
(DIP-Schalter wurde auf eine ungültige Position gestellt oder nach Einschalten umgestellt).
3-1-2 Empfänger-Anzeigeleuchten
Auf der Vorderseite des Empfängers befinden sich vier Anzeigeleuchten:
Grün Betrieb. Der Infrarot-Strahl ist nicht unterbrochen.
Rot Stopp. Der Infrarot-Strahl wurde unterbrochen oder ist falsch ausgerichtet.
Gelb Anlaufsperre. Das System ist gesperrt. Der Fehler muss behoben werden, bevor das
System neu gestartet werden kann.
Orange Signalstärke. Wird als Hilfe bei der Ausrichtung verwendet. Der Status wird wie folgt angezeigt:
Dauerhaft ein: Starkes Signal
Blinkend: Schwaches Signal
Aus: Falsch ausgerichtet oder Strahl unterbrochen.
Eine blinkende Signalstärkeanzeige kann bei einem weiten Erfassungsbereich oder bei
Verwendung von Spiegeln in der Installation akzeptiert werden.
Auf der Rückseite des Empfängers befinden sich zwei Diagnoseanzeigen, die mit F1 und F2 gekennzeichnet
sind. Diese Anzeigen blinken in wechselndem Muster, um Unterstützung bei der Fehlersuche zu bieten. Die
Fehler, die durch die Häufigkeit des Blinkens angegeben werden, werden in Abschnitt „Fehlersuche und
Fehlerbehebung“ in diesem Handbuch beschrieben.
AnlaufsperreAnzeige (gelb)
AUS-Zustandsanzeige (rot)
EmpfangspegelAnzeige (orange)
Fehleranzeige (rot)
EIN-Zustandsanzeige (grün)
Empfänger
Senden (= Betrieb)
Anzeige (orange)
Sender
Abbildung 3-1
5
3 Beschreibung der Bedienelemente
3-1-3 Empfänger-Betriebsartenschalter
Das System kann auf drei Betriebsarten eingestellt werden:
3-1 Zugriff auf die Bedienelemente
Anlauf-/
Wiederanlaufsperre
AnlaufsperreBetriebsart
Automatischer
Wiederanlauf
Einzelheiten zu den Einstellungen der Betriebsarten finden Sie im Abschnitt „Installation“.
Beim Einschalten ist ein Startsignal (Drücken & Freigeben) erforderlich, bevor
das System in den normalen Betrieb wechseln kann. Wenn der Infrarot-Strahl
unterbrochen wird, werden die Ausgänge nach Entfernen des Hindernisses erst
zurückgesetzt, wenn der Empfänger ein Startsignal erhalten hat. Diese Betriebsart wird am häufigsten für die äußere Absicherung von Gefahrenbereichen verwendet.
Beim Einschalten ist ein Startsignal (Drücken & Freigeben) erforderlich, bevor
das System in den normalen Betrieb wechseln kann. Wenn der Infrarot-Strahl
unterbrochen wird, werden die Ausgänge nach Entfernen des Hindernisses ohne
Startsignal zurückgesetzt.
Beim Einschalten der Spannungsversorgung schaltet das System in den normalen Betrieb. Wenn der Infrarot-Strahl unterbrochen wird, werden die Ausgänge
nach Entfernen des Hindernisses ohne Startsignal zurückgesetzt.
3-1-4 Codeschalter für Sender und Empfänger
Der Infrarot-Strahl des F3SS-Senders muss auf einen der vier möglichen Codes eingestellt werden. Der Strahl
wird kodiert, um eine gegenseitige Störung von benachbarten Einheiten zu vermeiden und um die Immunität
gegenüber Schweißlichtbögen und umgebenden Lichtquellen zu verbessern.
Sender und Empfänger müssen beide auf den gleichen Code eingestellt werden, damit sie miteinander
„kommunizieren“ können. Einzelheiten zu den Schaltereinstellungen finden Sie im Abschnitt „Installation“.
3-1-5 Sicherheitsausgänge
Es stehen zwei Halbleiter-Sicherheitsausgänge zur Verfügung. Jeder Ausgang leitet (PNP) bis zu 0,25 A bei
24 V DC (Spannungspegel variiert je nach Versorgungsspannung)
3-1-6 Fernstartschalter (optional)
Der Startschalter ist ein Öffnerkontakt-Taster, der die Startklemmen und Startrücksetzklemmen des EmpfängerKlemmenblocks verbindet. Ein gültiges Startsignal wird durch Drücken und Freigeben des Schalters gegeben.
An den Startschaltkreis des Empfängers werden über die Schalterkontakte ca. 5 mA DC und ein Impuls von
ca. 100 mA und 20 ms Dauer ab dem Schließen der Schalterkontakte angelegt.
- In der Betriebsart mit automatischem Start ist kein Startschalter erforderlich und die Klemmen können
geöffnet bleiben.
- Im Anlaufsperre-Betriebsart und Anlauf-/Wiederanlaufsperre-Betriebsart ist der Startschalter erforderlich, um die Sperrung aufzuheben. In allen Betriebsarten kann ein Startschalter verwendet werden, um
eine durch einen Fehler verursachte Sperre zurückzusetzen, nachdem dieser Fehler beseitigt wurde.
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