Balluff BML-S Series User manual

Betriebsanleitung
deutsch
BML-S_B/C/E0-Q ___ -M4__ - _ 0-KA __
BML-S_B/C/E0-Q ___ -M4__ - _ 0-KA __ -S284

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BML-S_B/C/E0-Q___-M4__-_0-KA__ /KA__-S284
Inkrementelles magnetkodiertes Wegmesssystem
deutsch
1 Benutzerhinweise 5
1.1 Gültigkeit 5
1.2 Verwendete Symbole und Konventionen 5
1.3 Lieferumfang 5
1.4 Zulassungen und Kennzeichnungen 5
2 Sicherheit 6
2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung 6
2.2 Allgemeines zur Sicherheit des Wegmesssystems 6
2.3 Bedeutung der Warnhinweise 6
2.4 Entsorgung 6
3 Aufbau und Funktion 7
3.1 Aufbau 7
3.2 Funktion 8
3.3 Referenzpunktfunktion 8
4 Einbau und Anschluss 9
4.1 Abstände und Toleranzen 9
4.2 Sensorkopf montieren 9
4.3 Endschaltermagnete montieren 10
4.4 Elektrischer Anschluss 10
4.4.1 Steckverbinder S284/Kabelanschluss 10
4.5 Spannungsabfall in der Zuleitung 12
4.6 Schirmung und Kabelverlegung 12
5 Inbetriebnahme 13
5.1 System in Betrieb nehmen 13
5.2 Systemfunktion prüfen 13
5.3 Hinweise zum Betrieb 13
6 Schnittstellen 14
6.1 Schnittstellensignale 14
6.1.1 Digitales inkrementales Messsystem 14
6.1.2 Schaltung für Referenzposition 15
6.1.3 Schaltung für Endschaltermagnete vorne und hinten 15
7 Systemauswahl 16
7.1 Maximale Verfahrgeschwindigkeit, Auflösung und Flankenabstand 16
7.2 Zusätzliche Parameter für rotative Anwendungen 17
8 Technische Daten 18
8.1 Genauigkeit 18
8.2 Umgebungsbedingungen 18
8.3 Spannungsversorgung 18
8.4 Ausgang 18
8.5 Maße, Gewichte 18
8.6 Anschluss 19

4
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Inkrementelles magnetkodiertes Wegmesssystem
deutsch
9 Zubehör 20
9.1 Maßkörper 20
9.2 Endschaltermagnete BML-Z0006 (BAM0139) 20
9.3 Anschlusskabel für BML-…-KA__-S284 20
9.4 Geführtes Magnetband-Wegmesssystem 20
9.5 BDD Zähler 21
10 Typenschlüssel 22
11 Anhang 24
11.1 Fehlerbehebung 24
11.2 Zusammenhang
Flankenabstand–Zählfrequenz 25
11.3 Typenschild 25

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1.1 Gültigkeit
Diese Anleitung beschreibt Aufbau, Funktion und Einbau
des magnetkodierten Wegmesssystems BML.
Sie gilt für die Sensorkopfbaureihen B, C, E:
BML-S1B, S2B, S1C, S1E, S2E
(BML-S_B/C/E0-Q___-M4__-_0-KA__/KA__-S284,
(siehe Typenschlüssel auf Seite22 und 23).
Die Anleitung richtet sich an qualifizierte Fachkräfte. Lesen
Sie diese Anleitung, bevor Sie das Wegmesssystem
installieren und betreiben.
1.2 Verwendete Symbole und Konventionen
Einzelne Handlungsanweisungen werden durch ein
vorangestelltes Dreieck angezeigt.
►Handlungsanweisung 1
Handlungsabfolgen werden nummeriert dargestellt:
1. Handlungsanweisung 1
2. Handlungsanweisung 2
Hinweis, Tipp
Dieses Symbol kennzeichnet allgemeine
Hinweise.
1.3 Lieferumfang
– Sensorkopf
– Kurzanleitung
– 2Endschaltermagnete: BML-Z0006
(nur bei BML-…M4 _3…)
Die Maßkörper sind in unterschiedlichen Aus-
führungen lieferbar und deshalb gesondert zu
bestellen.
1.4 Zulassungen und Kennzeichnungen
UL-Zulassung
File No.
E227256
Mit dem CE-Zeichen bestätigen wir, dass
unsere Produkte den Anforderungen der
EU-Richtlinie 2004/108/EG (EMV-Richt-
linie) entsprechen.
Das Wegmesssystem erfüllt die Anforderungen der folgen-
den Fachgrundnormen:
– EN61000-6-1 (Störfestigkeit)
– EN61000-6-2 (Störfestigkeit)
– EN61000-6-3 (Emission)
– EN61000-6-4 (Emission)
und folgender Produktnorm:
– EN61326-2-3
Emissionsprüfungen:
– Funkstörstrahlung
EN55016-2-3 (Industrie- und Wohnbereich)
Störfestigkeitsprüfungen:
– Statische Elektrizität (ESD)
EN 61000-4-2 Schärfegrad 3
– Elektromagnetische Felder (RFI)
EN 61000-4-3 Schärfegrad 3
– Schnelle transiente Störimpulse
(Burst)
EN 61000-4-4 Schärfegrad 3
– Stoßspannungen (Surge)
EN 61000-4-5 Schärfegrad 2
– Leitungsgeführte Störgrößen,
induziert durch hochfrequente
Felder
EN 61000-4-6 Schärfegrad 3
– Magnetfelder
EN 61000-4-8 Schärfegrad 4
Nähere Informationen zu Richtlinien, Zulassun-
gen und Normen sind in der Konformitätserklä-
rung aufgeführt.
1 Benutzerhinweise
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2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung
Das magnetkodierte Wegmesssystem BML ist für die
Kommunikation mit einer Maschinensteuerung (z.B. SPS)
vorgesehen. Es wird zu seiner Verwendung in eine
Maschine oder Anlage eingebaut. Die einwandfreie Funk-
tion gemäß den Angaben in den technischen Daten wird
nur mit original BALLUFF-Zubehör zugesichert, die Ver-
wendung anderer Komponenten bewirkt Haftungsaus-
schluss.
Eine nicht bestimmungsgemäße Verwendung ist nicht
zulässig und führt zum Verlust von Gewährleistungs- und
Haftungsansprüchen gegenüber dem Hersteller.
2.2 Allgemeines zur Sicherheit des
Wegmesssystems
Die Installation und die Inbetriebnahme darf nur durch
geschulte Fachkräfte mit grundlegenden elektrischen
Kenntnissen erfolgen.
Eine geschulte Fachkraft ist, wer aufgrund seiner fachli-
chen Ausbildung, seiner Kenntnisse und Erfahrungen
sowie seiner Kenntnisse der einschlägigen Bestimmungen
die ihm übertragenen Arbeiten beurteilen, mögliche Gefah-
ren erkennen und geeignete Sicherheitsmaßnahmen treffen
kann.
Der Betreiber hat die Verantwortung, dass die örtlich
geltenden Sicherheitsvorschriften eingehalten werden.
Insbesondere muss der Betreiber Maßnahmen treffen,
dass bei einem Defekt des Wegmesssystems keine Gefah-
ren für Personen und Sachen entstehen können.
Bei Defekten und nicht behebbaren Störungen des Weg-
messsystems ist dieses außer Betrieb zu nehmen und
gegen unbefugte Benutzung zu sichern.
2.3 Bedeutung der Warnhinweise
Beachten Sie unbedingt die Warnhinweise in dieser Anlei-
tung und die beschriebenen Maßnahmen zur Vermeidung
von Gefahren.
Die verwendeten Warnhinweise enthalten verschiedene
Signalwörter und sind nach folgendem Schema aufgebaut:
SIGNALWORT
Art und Quelle der Gefahr
Folgen bei Nichtbeachtung der Gefahr
►Maßnahmen zur Gefahrenabwehr
Die Signalwörter bedeuten im Einzelnen:
ACHTUNG
Kennzeichnet eine Gefahr, die zur Beschädigung oder
Zerstörung des Produkts führen kann.
GEFAHR
Das allgemeine Warnsymbol in Verbindung mit dem
Signalwort GEFAHR kennzeichnet eine Gefahr, die unmit-
telbar zum Tod oder zu schweren Verletzungen führt.
2.4 Entsorgung
►Befolgen Sie die nationalen Vorschriften zur Entsor-
gung.
2 Sicherheit
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3.1 Aufbau
Bild 3-1:
Ø3.5
Ø6
35
2.5
17 10 4
25
7.4
4 5
ca. Ø5.4
BML-S_B/C/E0-Q___-M4__-_0-KA__/KA__-S284, Aufbau
BML-S1B/E…-M413-… BML-S2B/E…-M413-… BML-S1C…-M400-…
– Referenzsensor (BML-…-M41_-…):
bei 5mm
– Keine LED
– Endschaltersensor bei BML-…-M4_3-…
– Referenzsensor (BML-…-M41_-…):
mittig
– Grünes LED Referenzsignal
– Endschaltersensor bei BML-…-M4_3-…
– Kein Referenzsensor
– Keine Endschaltersensoren
– Keine LED
Bild 3-2:
17.5 17.5
~5
~9
~4
~5
~7.5
~2.5
17.5 17.5
~9
~4
~5
~7.5
~2.5
17.5 17.5
~2.5
Unterschiedliche Ausführungen BML-S_B/C/E-M4__…
3 Aufbau und Funktion
~49
M12
14.5
Anschlussart: ...-KA__-S284 Anschlussart: ...-KA__
aktive Messfläche
links
rechts
hinten vorne
Maßkörperbeginn Maßkörperende
Maßkörper BML-M…-I4_-…
(nicht im Lieferumfang enthalten)
Inkrementalsensor
Referenzsensor
Endschaltersensor hinten
Endschaltersensor vorne
LED Referenzsignal grün
Referenzpunkt
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3Aufbau und Funktion (Fortsetzung)
3.2 Funktion
Das BML ist ein magnetkodiertes, berührungsloses,
inkrementelles Wegmesssystem, bestehend aus einem
Sensorkopf und einem Maßkörper. Zur Positionierung
werden Sensorkopf und Maßkörper an der Maschine
montiert. Auf dem Maßkörper befinden sich abwechselnd
magnetische Nord- und Südpole.
Die beiden Inkrementalsensoren im Sensorkopf messen
das magnetische Wechselfeld. Beim berührungslosen
Überfahren des Maßkörpers tasten die beiden Inkremental-
sensoren im Sensorkopf die magnetischen Perioden ab
und die Steuerung kann so den zurückgelegten Weg
ermitteln.
– Für eine korrekte Funktion muss die Unter-
seite des Sensorkopfes immer über dem
Maßkörper liegen (siehe Abstände und
Toleranzen auf Seite9).
– Ausführliche technische Beschreibung und
Montageanleitung für Maßkörper siehe
Maßkörper-Betriebsanleitung unter
www.balluff.com/downloads-bml.
Das System ist in mehreren Varianten lieferbar:
– mit oder ohne Referenzpunktfunktion
– mit oder ohne Endschalterfunktion
Alle Funktionen werden über magnetische Abtastung
realisiert. Die Referenzposition ist im Maßkörper integriert,
Endschaltermagnete sind an beliebiger Position zu befesti-
gen.
Nicht alle Varianten decken dargestellte Funktio-
nen ab und können von den gezeigten Abbildun-
gen abweichen.
3.3 Referenzpunktfunktion
Für jedes inkrementelle Wegmesssystem ist die Referenz-
position als Startpunkt für die Zählung unabdingbar.
Wie die Referenzposition ermittelt wird, hängt vom Sensor-
kopf, vom Maßkörper und von der Steuerung ab.
Vorteile der polperiodischen und fixperiodischen Maßkör-
per: Der Maßkörper kann in großen Längen gekauft und
selbst zugeschnitten werden.
Die Referenzpunktfunktionen sind sowohl bei linearen als
auch bei runden Maßkörpern (Ringen, nur mit Sensorkopf
BML-S2B/E...) möglich.
Kein oder polperiodisches Referenzsignal:
System bestehend aus:
– BML-S_B/C/E…-M40_-… (kein) oder
BML-S_B/E…-M42_-… (polperiodisch)
– Maßkörper BML-M…-I4_-…-R0000
Beim einfachsten Wegmesssystem tastet der Sensorkopf
mit den Inkrementalsensoren die magnetischen Perioden
ab. Auf dem Maßkörper befindet sich eine Spur mit mag-
netischen Nord- und Südpolen. Die Position wird von der
Steuerung durch Summieren der gezählten Inkremente
ermittelt.
Beim polperiodischen Referenzpunktsignal wird mit jedem
magnetischen Pol, also alle 5mm, ein Referenzpunktsignal
ausgegeben. In diesem Fall muss ein externer Referenz-
schalter an das gewählte Referenzpunktsignal gesetzt
werden. Die Steuerung wertet die Referenzposition genau
dann aus, wenn der Schalter und das Referenzpunktsignal
vom Sensorkopf aktiv sind.
Einzelnes oder zweifaches Referenzsignal:
System bestehend aus:
– BML-S_B/E…-M41_-…
– Maßkörper BML-M…-I4_-…-R____/0000 (einzelnes
Signal) oder BML-M…-I4_-…-R____/____ (zwei-
faches Signal)
Ein Sensorkopf mit einem zusätzlichen Referenzpunktsen-
sor kann ein Referenzpunktsignal ausgeben, sobald er den
magnetisch kodierten Referenzpunkt auf der zweiten Spur
des Maßkörpers erreicht. Ein externer Referenzschalter ist
nicht erforderlich.
Fixperiodische Referenzsignale:
System bestehend aus:
– BML-S_B/E…-M41_-…
– Maßkörper BML-M…-I4_-…-C0006/____
Der Sensorkopf mit einem zusätzlichen Referenzpunktsen-
sor kann auch mit einem Magnetband-Maßkörper mit
fixperiodischen Referenzpunkten kombiniert werden. Hier
sind die Referenzpunkte in bestimmten gleichbleibenden
Abständen, z.B. alle 10cm, über die gesamte Länge im
Maßkörper integriert.
Um die exakte Position zu ermitteln, muss die Referenz-
fahrt bis zum externen Auswahlschalter verlaufen.
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4.1 Abstände und Toleranzen
Bei der Montage ist auf die richtige Ausrichtung des Sen-
sors über dem Maßkörper zu achten. Um die korrekte
Funktion und Linearitätsklasse des Systems zu gewährleis-
ten müssen die Abstände und Toleranzen eingehalten
werden. Empfohlen wird ein Luftspalt von 0,1mm (etwa
eine Papierdicke).
Lineare und rotative Anwendungen:
Bild 4-1:
X
10
5
5
Z
Roll
+Pitch
+Yaw
Y
Abstände und Toleranzen
Abstände/Winkel
Z
(Luftspalt Sensor/
Maßkörper [mm])
0,01…2mm
(mit Abdeckband max. 1,85mm)
Y
(seitlicher Versatz)
Kein oder polperiodisches Signal:
max. ±1 (Maßkörperbreite 10mm)
max. ±0,5 (Maßkörperbreite <10mm)
Einfach, zweifach oder fixperio-
disches Signal:
max. ±0,5mm
X
(tangentialer Versatz)
Nur rotative Anwendungen
max. ±0,5mm
Yaw
(Gier/Fluchtungsfehler)
< ±3°
Pitch
(Nick/Längsneigung)
< ±1°
Roll
(Seitenneigung)
< ±3°
Rotationskörper: der minimale Durchmesser von
30mm soll nicht unterschritten werden.
4.2 Sensorkopf montieren
ACHTUNG
Funktionsbeeinträchtigung
Unsachgemäße Montage des Maßkörpers und des
Sensorkopfes kann die Funktion des Wegmesssystems
beeinträchtigen und zu erhöhtem Verschleiß führen oder
eine Beschädigung des Systems zur Folge haben.
►Alle zulässigen Abstands- und Winkeltoleranzen
(siehe Kap.4.1) sind strikt einzuhalten.
►Der Sensorkopf darf den Maßkörper über die ge-
samte Messstrecke nicht berühren. Eine Berührung
ist auch dann zu vermeiden, wenn der Maßkörper
mit einem Abdeckband (optional) abgedeckt ist.
►Das Wegmesssystem ist gemäß der angegebenen
Schutzart einzubauen.
Externe magnetische Felder verändern die Funktionsei-
genschaften.
►Der magnetische Maßkörper darf nicht durch starke
externe magnetische Felder (>30mT) beeinflusst
werden.
►Ein direkter Kontakt mit Haftmagneten oder anderen
Dauermagneten ist unbedingt zu vermeiden.
Auf das Kabel am Gehäuse darf keine Kraft einwirken.
►Kabel mit einer Zugentlastung versehen.
Zu großes Anzugsdrehmoment kann das Gehäuse
beschädigen.
►Die Schrauben mit einem Drehmoment <3Nm
anziehen.
4 Einbau und Anschluss
Verfahrrichtung Vorwärts, A vor B
Freibereich magnetisierbarer Materialien
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4.3 Endschaltermagnete montieren
Die Endschaltermagnete vorne und hinten müssen immer
auf der rechten Seite des Sensorkopfes montiert werden.
Falls der Nothalteweg die Länge eines Endschaltermagne-
ten überschreitet, können mehrere Magnete aneinander
gereiht werden. Der Endschaltersensor wird aktiv, wenn er
in den Magnetbereich des Endschaltermagneten hinein-
fährt.
Endschaltermagnete im Gehäuse
►Vorderen Endschaltermagnet mit der Nase nach hinten
und hinteren Endschaltermagnet mit der Nase nach
vorne befestigen.
Verfahrweg (Messstrecke)Nothalteweg
Endschalter-
magnet hinten Endschalter- magnet vorne
Nothalteweg
Endschaltermagnete ohne Gehäuse
►Bei vorderem Endschaltermagnet die Nut rechts der
Mitte montieren, bei hinterem Endschaltermagnet links
der Mitte.
Endschaltermagnete an Maschine geklebt
Maßkörper
Sensorkopf
Abstand von Montageflächen einhalten.
Endschaltermagnete sind in ihrer Schaltgenau-
igkeit nicht zur Positionsbestimmung ausgelegt.
Zur Positionsbestimmung Referenzpunkte
verwenden!
4.4 Elektrischer Anschluss
Beachten Sie die Informationen zu Schirmung
und Kabelverlegung auf Seite12.
4.4.1 Steckverbinder S284/Kabelanschluss
BML-S…B/E0-Q53_-M400…/
BML-S1C0-Q53_-M400… (HTL-Ausgang)
S284
Pin Kabelfarbe Signal Beschreibung
1 WH Weiß +A Rechtecksignal
3 GN Grün +B Rechtecksignal,
90°phasenverschoben
zu A
7 BU Blau GND Masse Sensorkopf
(0V)
8 RD Rot UB Versorgungsspannung
10 bis 30VDC
Schirm TR Trans-
parent
PE PH Schirm PE Stecker-
gehäuse/Schirm
Die Pins 2, 4, 5, 6, 9, 10, 11 und 12 sind nicht belegt.
Tab. 4-1: Pinbelegung BML-S…B/E0-Q53…/BML-S1C0-Q53…
BML-S…B/E0-Q53_-M400…/
BML-S1C0-Q53_-M400…:
Kabel ist 4-adrig, geschirmt.
Alle anderen: Kabel ist 12-adrig, geschirmt.
12-adriges Kabel mit Sense-Leitungen (Messleitungen) zur
Vermeidung von Spannungsabfall in der Zuleitung.
Bild 4-2:
1
10
9
12
8
7
6
5
4
11
32
Pinbelegung Stecker M12 (Ansicht Stiftseite)
4Einbau und Anschluss (Fortsetzung)
Endschaltermagnete hinten:
Nut links der Mitte Endschaltermagnete vorne: Nut rechts der Mitte
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BML-S_B/E0-Q53_… (HTL-Ausgang)
S284
Pin Kabelfarbe -M413-
-M423- -M403- -M410- -M420- Beschreibung
1 WH Weiß +A Rechtecksignal
2 BN Braun nicht belegt
3 GN Grün +B Rechtecksignal, 90° phasenverschoben zu A
4 YE Gelb nicht belegt
5 GY Grau +Z nicht belegt +Z Referenzsignal
6 PK Rosa nicht belegt
7 BU Blau GND Masse Sensorkopf (0V)
8 RD Rot UB Versorgungsspannung 10 bis 30VDC
9 BK Schwarz GND Sense GND Sense
10 VT Violett UB Sense UB Sense
11 GY-PK Grau/Rosa FLS FLS nicht belegt Endschaltersensor vorne
12 RD-BU Rot/Blau RLS RLS nicht belegt Endschaltersensor hinten
Schirm TR Transparent PE PH Schirm PE Steckergehäuse/Schirm
Tab. 4-2: Pinbelegung BML-S _ B/E0-Q53…
BML-S_B/E0-Q51_…/BML-S_B/E0-Q61_… (RS422-Ausgang)
S284
Pin Kabelfarbe -M413-
-M423- -M403- -M410- -M420- -M400- Beschreibung
1 WH Weiß +A Rechtecksignal
2 BN Braun –A Rechtecksignal, invertiert
3 GN Grün +B Rechtecksignal, 90°phasenverschoben zu A
4 YE Gelb –B Rechtecksignal, 90° phasenverschoben zu A,
invertiert
5 GY Grau +Z nicht
belegt +Z nicht belegt Referenzsignal
6 PK Rosa –Z nicht
belegt –Z nicht belegt Referenzsignal, invertiert
7 BU Blau GND Masse Sensorkopf (0V)
8 RD Rot UB Versorgungsspannung +VDC
...-Q5: 10 bis 30 VDC / ...-Q6: 5 VDC
9 BK Schwarz GND Sense GND Sense
10 VT Violett UB Sense UB Sense
11 GY-PK Grau/Rosa FLS FLS nicht
belegt
nicht
belegt Endschaltersensor vorne
12 RD-BU Rot/Blau RLS RLS nicht
belegt
nicht
belegt Endschaltersensor hinten
Schirm TR Transparent PE PH Schirm PE Steckergehäuse/Schirm
Tab. 4-3: Pinbelegung BML-S _ B/E0-Q51…/Pinbelegung BML-S _ B/E0-Q61…
4Einbau und Anschluss (Fortsetzung)
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4Einbau und Anschluss (Fortsetzung)
4.5 Spannungsabfall in der Zuleitung
Beim Betrieb an 5V muss die Betriebsspan-
nung 5V ±5% betragen. Um Spannungsabfall
in der Zuleitung zu vermeiden, wird ein geregel-
tes Netzteil mit Sense-Eingang empfohlen
(Bild 4-3).
Ist das nicht möglich oder erwünscht, dann die
Sense-Leitungen des 12-adrigen Kabels parallel
zur +5V und GND Leitung zuschalten (Bild 4-4).
Bild 4-3: Netzteil mit Sense-Leitung
Bild 4-4: 5V-Netzteil ohne Sense-Leitung
Berechneter Spannungsabfall für BML Sensorköpfe mit
5V Versorgungsspannung, bei 120Ohm Eingangswider-
stand pro Steuerungskanal:
Kabellänge Spannungsabfall im Kabel
5m 0,1V
10m 0,2V
15m 0,3V (0,4V mit Referenzsensor)
20m 0,4V (0,5V mit Referenzsensor)
Tab. 4-4: Spannungsabfall (BML-S…-Q61-…)
Beim Betrieb an 10…30V DC darf die Span-
nung nicht unter 10V sinken. Wir empfehlen bei
10V Versorgungsspannung entweder das
Netzteil auf 10,5V einzustellen oder Kabellän-
gen von nicht mehr als 2m einzusetzen.
4.6 Schirmung und Kabelverlegung
Definierte Erdung!
Wegmesssystem und Schaltschrank müssen
auf dem gleichen Erdungspotenzial liegen.
Schirmung
Zur Gewährleistung der elektromagnetischen Verträglich-
keit (EMV) sind folgende Hinweise zu beachten:
– Auf der Seite der Steuerung muss der Kabelschirm
geerdet, d.h. mit dem Schutzleiter verbunden werden.
– Beim Verlegen des Kabels zwischen Sensor, Steuerung
und Stromversorgung ist die Nähe von Starkstromlei-
tungen wegen der Einkopplung von Störungen zu
meiden.
Besonders kritisch sind Einstreuungen durch Netzober-
wellen (z.B. von Phasenanschnittsteuerungen oder
Frequenzumrichter), für die der Kabelschirm nur gerin-
gen Schutz bietet.
Magnetfelder
Das Wegmesssystem ist ein magnetkodiertes System.
Auf ausreichenden Abstand des Wegmesssystems zu
starken externen Magnetfeldern achten.
Kabelverlegung
Kabel zwischen Wegmesssystem, Steuerung und Strom-
versorgung nicht in der Nähe von Starkstromleitungen
verlegen (induktive Einstreuungen möglich).
Kabel zugentlastet verlegen.
Biegeradius bei ortsfester Verlegung
Der Biegeradius bei fester Kabelverlegung muss mindes-
tens das 7,5-fache des Kabeldurchmessers betragen.
Kabellänge
Länge des Kabels max.20m. Längere Kabel sind einsetz-
bar, wenn durch Aufbau, Schirmung und Verlegung fremde
Störfelder wirkungslos bleiben.
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5 Inbetriebnahme
5.1 System in Betrieb nehmen
GEFAHR
Unkontrollierte Systembewegungen
Bei der Inbetriebnahme und wenn die Wegmess-
einrichtung Teil eines Regelsystems ist, dessen Parame-
ter noch nicht eingestellt sind, kann das System unkon-
trollierte Bewegungen ausführen. Dadurch können
Personen gefährdet und Sachschäden verursacht
werden.
►Personen müssen sich von den Gefahrenbereichen
der Anlage fernhalten.
►Inbetriebnahme nur durch geschultes Fachpersonal.
►Sicherheitshinweise des Anlagen- oder Systemher-
stellers beachten.
1. Anschlüsse auf festen Sitz und richtige Polung prüfen.
Beschädigte Anschlüsse oder Geräte tauschen.
2. System einschalten.
3. Messwerte in der Steuerung prüfen und ggf. neu
einstellen.
5.2 Systemfunktion prüfen
Nach der Montage des Wegmesssystems oder dem
Austausch des Sensorkopfes sämtliche Funktionen wie
folgt prüfen:
1. Die Versorgungsspannung des Sensorkopfes einschal-
ten.
2. Den Sensorkopf entlang der gesamten Messstrecke
verfahren und prüfen, ob alle Signale ausgegeben
werden. Dazu die Startposition markieren, langsam
vorfahren, dann schnell zurückfahren bis die Startposi-
tion erreicht ist. Dabei die Impulse mit BDD 6__ oder
der Steuerung zählen. Stehen die Impulse auf dem
gleichen Wert wie beim Start, ist das System korrekt
eingerichtet.
3. Prüfen, ob die Zählrichtung mit der Verfahrrichtung
übereinstimmt.
5.3 Hinweise zum Betrieb
– Funktion des Wegmesssystems und aller damit ver-
bundenen Komponenten regelmäßig überprüfen und
protokollieren.
– Bei Funktionsstörungen das Wegmesssystem außer
Betrieb nehmen und gegen unbefugte Benutzung
sichern (siehe auch Fehlerbehebung).
– Anlage gegen unbefugte Benutzung sichern.
BML-S_B/C/E0-Q___-M4__-_0-KA__ /KA__-S284
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14
6 Schnittstellen
6.1 Schnittstellensignale
Der Sensorkopf wandelt die Sinus und Cosinussignale der
Inkrementalsensoren in digitale A/B-Impulse um und
überträgt diese an die Steuerung.
6.1.1 Digitales inkrementelles Messsystem
Der Sensor überträgt die Messgröße als differentielles
Spannungssignal (RS422) oder als Betriebsspannungspe-
gel (HTL) an die Steuerung (je nach Variante).
Der Flankenabstand A/B entspricht der Auflösung des
Sensorkopfes.
Bild 6-1:
A
B
Z
Digitale Ausgangssignale
Die digitalen A/B-Impulse werden im Sensorkopf interpoliert.
Die beiden digitalen Impulse A und B sind elektrisch um
90° phasenversetzt, das Vorzeichen der Phasenverschie-
bung hängt von der Bewegungsrichtung des Sensors ab
(Bild 6-2).
Jeder Flankenwechsel von A oder B ist für den Perioden-
zähler (Up/down-Zähler) ein Zählschritt. Bei voreilendem
Signal A nimmt der Zählerstand zu, bei voreilendem Signal
B nimmt er ab. Die Steuerung kennt zu jedem Zeitpunkt
die Inkrement-genaue Position, ohne den Sensor perio-
disch abfragen zu müssen (Echtzeitfähigkeit).
Hinweis:
Für eine korrekte Funktion muss das A- und
B-Signal richtungsabhängig ausgewertet werden.
Bild 6-2:
Signal A
Signal B
vorwärts rückwärts
Inkrement
Zählerstand
Bewegungs-
richtung
Ausgangssignale BML mit Periodenzähler
Bild 6-3: Schaltung Folgeelektronik (RS422)
* bei BML-S…-Q61..., ** bei BML-S…-Q51...
Bild 6-4:
TTL
(0/24 V)
A, B, Z
4k7
74C14
5.1 VC
Schaltung Folgeelektronik (HTL)
BML-S…-Q53...
A-Kanal
B-Kanal
Z-Kanal
SPSSensorkopf
z.B.
IC26C32
z.B.
IC26C32
z.B.
IC26C32
Sensorkopf
BML-S_B/C/E0-Q___-M4__-_0-KA__ /KA__-S284
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6Schnittstelle (Fortsetzung)
6.1.2 Schaltung für Referenzposition
Der Sensor überträgt je nach Typ folgende Signale:
– kein Referenzsignal
– einzelnes, zweifaches oder fixperiodisches Referenzsi-
gnal, das im Maßkörper magnetisch kodiert ist
– ein polperiodisches Referenzsignal (Periode = 5mm,
Breite Referenzsignal = Flankenabstand, Bild 6-1).
Wenn mehrere Referenzsignale übertragen werden
müssen, muss ein externer Auswahlschalter an das
gewünschte Referenzpunktsignal montiert werden.
Referenzsignale aus dem Endschalterbereich
dürfen nicht ausgewertet werden.
Bild 6-5:
externer
Auswahlschalter
Sensorkopf SPS
Referenzsignal für
die Steuerung
Schaltung Referenzposition
6.1.3 Schaltung für Endschaltermagnete vorne und
hinten
Die unterschiedlich gepolten Dauermagnete an den Enden
der Messstrecke werden von jeweils einem Endschalter-
sensor abgetastet.
Die Sensoren arbeiten als Öffner, wodurch Kabelbruch
überwacht werden kann.
Bild 6-6:
U
B
R0 R1
SPS
FLS
RLS
GND
Endschalter-
magnete vorne
Endschalter-
magnete hinten
Schaltung Endschalter, R0 = R1 = Pull-up-Widerstand
(z.B.1k)
Bild 6-7:
Endschaltermagnete vorne
Endschaltermagnete hinten
Endschaltermagnet-Signale
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16
7 Systemauswahl
7.1 Maximale Verfahrgeschwindigkeit, Auflösung
und Flankenabstand
Zwischen der gewählten Auflösung des Sensorkopfes,
dem minimalen Flankenabstand und der möglichen Ver-
fahrgeschwindigkeit besteht ein Zusammenhang, der in
Tab. 7-1 und Tab. 7-2 dargestellt ist.
BML-S_B/S_E…: Systemgenauigkeit bis 50µm
Min. Flan-
kenab-
stand 1)
Vmax entsprechend Flankenabstand und
Auflösung
Auflösung
F G H K
5µm 10µm 25µm 50µm
D0,12µs 20m/s 20m/s 20m/s 20m/s
E0,29µs 10m/s 20m/s 20m/s 20m/s
F0,48µs 5m/s 10m/s 20m/s 20m/s
G1µs 3,25m/s 6,5m/s 14,75m/s 14,75m/s
H2µs 1,5m/s 3m/s 7,7m/s 7,7m/s
K4µs 0,75m/s 1,5m/s 3,95m/s 3,95m/s
L8µs 0,375m/s 0,75m/s 1,7m/s 1,7m/s
N16µs 0,195m/s 0,395m/s 0,95m/s 0,95m/s
P24µs 0,13m/s 0,26m/s 0,65m/s 0,65m/s
1) Zusammenhang zwischen Flankenabstand und Zählfrequenz, Tabelle
siehe Anhang.
Tab. 7-1: BML-S_B/S_E…: Auswahlhilfe für maximale Verfahrge-
schwindigkeit
BML-S1C…: Systemgenauigkeit bis 100µm
Min. Flan-
kenab-
stand 1)
Vmax entsprechend Flankenabstand und
Auflösung
Auflösung
L M N P R
100µm 200µm 500µm 1000µm 2000µm
M10µs 8m/s 10m/s 10m/s 10m/s 10m/s
R100µs 0,9m/s 1,8m/s 4,2m/s 8,8m/s 10m/s
1) Zusammenhang zwischen Flankenabstand und Zählfrequenz, Tabelle
siehe Anhang.
Tab. 7-2: BML-S1C…: Auswahlhilfe für maximale Verfahrgeschwin-
digkeit
Die max. Verfahrgeschwindigkeit bei Verwen-
dung des Referenzsensors ist auf 10m/s
begrenzt.
Bei 4-fach Auswertung gilt (jede Flanke wird gezählt):
Zählfrequenz der Steuerung ≥ 1
min. Flankenabstand
Periodenlänge = Zählfrequenz
4
Beispiel: Flankenabstand = 1µs
Zählfrequenz = 1MHz
Periodenlänge = 250kHz
Wichtig!
– Die Steuerung/Anzeige muss die in den
Tabellen angegebenen minimalen zeitlichen
Flankenabstände zählen können (Zählfre-
quenz der Steuerung beachten!).
– Der min. Flankenabstand kann wegen des
internen Interpolationsverfahrens sogar im
Stillstand auftreten.
– Wählen Sie immer die nächst höhere Verfahr-
geschwindigkeit oder den nächst schnelleren
min. Flankenabstand, sonst können bei der
Auswertung durch die Steuerung Fehler bei
der Positionsbestimmung entstehen.
Sensorkopfauslegung zur Steuerung bei 4-fach-
Auswertung:
Beispiel 1: Benötigte Auflösung: F = 5µm
►In Tab. 7-1: Spalte1 wählen.
Max. Verfahrgeschwindigkeit = 7m/s
►Zeile 2 = 10m/s wählen.
⇒Flankenabstand E = 0,29µs.
Beispiel2: Benötigte AuflösungG = 10µm
►In Tab. 7-1: Spalte2 wählen.
Max. Zählfrequenz der Steuerung = 0,5MHz
FlankenabstandH = 2µs
►Zeile5 wählen.
⇒Maximal mögliche Verfahrgeschwindigkeit: 3m/s
Beispiel 3: Max. Verfahrgeschwindigkeit = 2m/s
Steuerung erkennt min. Flankenabstand M = 10µs
►In Tab. 7-2: Zeile1 wählen.
►Spalte1 wählen.
⇒Max. mögliche Auflösung L = 100µm (BML-S1C)
Kodierung im Typenschlüssel
BML-S2E0-Q61_-M410-_0-KA05 (Beispiel)
min. Flankenabstand
Auflösung
Nähere Informationen, siehe Typenschlüssel auf
Seite22 und 23.
BML-S_B/C/E0-Q___-M4__-_0-KA__ /KA__-S284
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7Systemauswahl (Fortsetzung)
7.2 Zusätzliche Parameter für rotative
Anwendungen
Das Wegmesssystem BML ermöglicht mit den rotativen
Maßkörpern (Magnetringen) eine genaue Abstimmung auf
die jeweilige Anwendung.
Bestimmung der Impulse pro Umdrehung
Je nach Anwendung ist die Anzahl der benötigten Impulse
pro Umdrehung unterschiedlich. Sie bestimmt die Auflö-
sung des Sensorkopfes und den Magnetringdurchmesser.
BML-S2B/E…
Auflösung
Impulse/U bei 4-fach Auswertung
ØMagnetring außen
31mm 49mm 72mm 75,4mm 122mm
Polzahl (bei Polbreite 5mm)
20 32 46 48 78
F5μm 20.000 32.000 46.000 48.000 78.000
G10μm 10.000 16.000 23.000 24.000 39.000
H25μm 4.000 6.400 9.200 9.600 15.600
K50μm 2.000 3.200 4.600 4.800 7.800
Tab. 7-3: BML-S2B/E…: Auswahlhilfe für Magnetringe
BML-S1C…
Auflösung
Impulse/U bei 4-fach Auswertung
ØMagnetring außen
31mm 49mm 72mm 75,4mm 122mm
Polzahl (bei Polbreite 5mm)
20 32 46 48 78
L100μm 1.000 1600 2300 2400 3900
M200μm 500 800 1150 1200 1950
N500μm 200 320 460 480 780
P1000μm 100 160 230 240 390
R2000μm 50 80 115 120 195
Tab. 7-4: BML-S1C…: Auswahlhilfe für Magnetringe
Maximale Drehzahl
Das System BML ermöglicht die Erfassung von rotativen
Bewegungen. Die Drehzahl und der Magnetringdurchmes-
ser bestimmen die Geschwindigkeit des Ringes am
Sensorkopf.
Die Auswahl der Auflösung und des Flankenabstandes des
Sensorkopfes bestimmt die maximale Verfahrgeschwindig-
keit, die der Sensor noch erkennen kann. Daraus ergibt
sich eine maximale Drehzahl nach folgender Formel:
Max. Drehzahl [min–1] = 60 × max. Verfahrgeschwindigkeit [m/s]
π × Magnetringdurchmesser [m]
Maximale Verfahrgeschwindigkeit und minimaler Flanken-
abstand, siehe Tab. 7-1 und Tab. 7-2 auf Seite16.
Empfehlung: max. Drehzahl 10% kleiner als ermittelter
Drehzahlwert.
Max. Verfahr-
geschwin-
digkeit
RPM
Außendurchmesser
31mm 49mm 72mm 75,4mm 122mm
20m/s 12322 7795 5305 5066 3131
14,75m/s 9087 5749 3913 3736 2309
10m/s 6161 3898 2653 2533 1565
8,8m/s 5422 3430 2334 2229 1378
8m/s 4929 3118 2122 2026 1252
7,7m/s 4744 3001 2042 1950 1205
6,5m/s 4005 2533 1724 1646 1018
5m/s 3080 1949 1326 1266 783
4,2m/s 2588 1637 1114 1064 657
3,95m/s 2434 1540 1048 1001 618
3,25m/s 2002 12671) 862 823 509
3m/s 1848 1169 796 760 470
1,8m/s 1109 702 477 456 282
1,7m/s 1047 663 451 431 266
1,5m/s 924 585 398 380 235
0,95m/s 585 370 252 241 149
0,9m/s 554 351 239 228 141
0,75m/s 462 292 199 190 117
0,65m/s 400 253 172 165 102
0,395m/s 243 154 105 100 62
0,375m/s 231 146 99 95 59
0,26m/s 160 101 69 66 41
0,195m/s 120 76 52 49 31
0,13m/s 80 51 34 33 20
1) siehe Beispiel unten
Tab. 7-5: Maximale Drehzahl rotativer Maßkörper (Magnetring)
Beispiel:
Sensorkopf BML-S2B… mit Auflösung 5µm (F) und einem
min.Flankenabstand von 1µs (G).
Aus Tab. 7-1 auf Seite16 ergibt sich für diesen Sensor-
kopf eine max.Verfahrgeschwindigkeit von 3,25m/s. Bei
einem Magnetringdurchmesser von 49mm = 0,049m
kann nach der Formel eine Drehzahl von 1267U/min
erreicht werden (der Wert kann auch in Tab. 7-5
(Spalte49/Zeile3,25) abgelesen werden). Unter Berück-
sichtigung der Empfehlung, 10% darunter zu bleiben,
sollte eine Drehzahl von 1140U/min nicht überschritten
werden.
BML-S_B/C/E0-Q___-M4__-_0-KA__ /KA__-S284
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Die Angaben sind typische Werte bei Raumtemperatur.
Bei Sonderausführungen können andere techni-
sche Daten gelten.
Sonderausführungen sind durch -SA auf dem
Typenschild gekennzeichnet.
8.1 Genauigkeit
Auflösung
(bei 4-fach Auswertung)
– 5μm, 10μm, 25μm,
50μm (BML-S_B/E…)
– 100μm, 200μm, 500μm,
1000μm, 2000μm
(BML-S1C…)
Wiederholgenauigkeit <1Inkrement
Systemgenauigkeit
BML-S_B… – ±50µm
(Sensorkopf ±30µm
+ Maßkörper -I45 ±18µm
bei Leseabstand <1mm)
– ±60µm
(Sensorkopf ±40µm
+ Maßkörper -I45 ±18µm
bei Leseabstand <2mm)
BML-S_E… und
BML-S1C…
±100µm
(Sensorkopf ±50µm
+ Maßkörper -I46 ±50µm
bei Leseabstand <2mm)
8.2 Umgebungsbedingungen
Betriebstemperatur –20°C…+80°C
Lagertemperatur –30°C…+85°C
Schockbelastung
nach EN 60068-2-271)
100g/6ms
Dauerschock
nach EN60068-2-291)
100g/2ms
Vibrationsbelastung
nach EN60068-2-61)
12g, 10…2000 Hz
Schutzart nach
IEC60529
IP67
Höhenlage max. 2000m
Externe Magnetfelder – < 30mT (um permanente
Schädigung zu vermeiden)
– < 1mT (um Messung nicht
zu beeinflussen)
Luftfeuchtigkeit <90%, nicht betauend
1) Einzelbestimmung nach Balluff-Werknorm
8.3 Spannungsversorgung
Betriebsspannung2) 5V ±5% (nur …Q6_…)
10V…30V (nur …Q5_…)
Endschaltersensor Umax = 28V, Imax = 20mA,
Öffner, GND schaltend (Kabel-
bruchüberwachung)
Stromaufnahme – <50mA + Stromaufnahme
der Steuerung (abhängig
vom Innenwiderstand), bei
5V Betriebsspannung
– <40mA + Stromaufnahme
der Steuerung (abhängig
vom Innenwiderstand), bei
10V…30V Betriebsspan-
nung
Verpolschutz ja, nur bei Betriebsspannung
10…30V (BML-S…-Q5…)
Überspannungsschutz nein
2) Für : Der Sensorkopf muss extern über einen energiebegrenzten
Stromkreis gemäß UL61010-1 oder eine Stromquelle begrenzter Leistung
gemäß UL60950-1 oder ein Netzteil der Schutzklasse2 gemäß UL1310
bzw. UL1585 angeschlossen werden.
8.4 Ausgang
Ausgangssignale Siehe Tab. 4-1, Tab. 4-2 und
Tab. 4-3
Ausgangsschaltung – HTL
(Push-Pull, nur …-Q53…)
– RS422 (Line Driver)
8.5 Maße, Gewichte
Leseabstand
Sensorkopf–Maßkörper
min.0,01/max.2mm (mit
Abdeckband max. 1,85mm)
Maximale Verfahrge-
schwindigkeit
20m/s
(je nach Typ, siehe Tab. 7-1
und Tab. 7-2 auf Seite16)
Gewicht (Sensorkopf) 11g (ohne Kabel)
Material (Gehäuse) PBT
(Kunststoff, glasfaserverstärkt)
Temperaturkoeffizient
Maßkörper (wie Stahl)
10,5×10-6K-1
8 Technische Daten
BML-S_B/C/E0-Q___-M4__-_0-KA__ /KA__-S284
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8Technische Daten (Fortsetzung)
8.6 Anschluss
KA__ (Kabel)
(BML-S_B/E0-Q51…, BML-S_B/E0-Q61…,
BML-S_B/E0-Q53_-M403/M410/M413/M420/M423…)
– PUR
– 12-adrig (6×2×0,08mm2)
– gute Umweltbeständigkeit
– schleppkettenfähig
Temperaturbeständigkeit –25°C…+80°C
Kabeldurchmesser max. 5,3 + 0,3mm
Biegeradius Kabel min. 15-facher Kabeldurch-
messer (bewegt)
min. 7,5-facher Kabeldurch-
messer (fest montiert)
KA__ (Kabel)
(BML-S_B/E0-Q53_-M400…, BML-S1C0-Q53_-M400…)
– PUR
– 4-adrig (4×0,14mm2)
– gute Umweltbeständigkeit
– schleppkettenfähig
Temperaturbeständigkeit –25°C…+80°C
Kabeldurchmesser max. 5,3 + 0,3mm
Biegeradius Kabel min. 15-facher Kabeldurch-
messer (bewegt)
min. 7,5-facher Kabeldurch-
messer (fest montiert)
KA__ -S284 (Pigtail) – PUR
– mit fertig konfiguriertem
Stecker M12/12-polig
(-S284)
BML-S_B/C/E0-Q___-M4__-_0-KA__ /KA__-S284
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20
Zubehör ist nicht im Lieferumfang enthalten und deshalb
getrennt zu bestellen.
9.1 Maßkörper
Ausführliche technische Beschreibung und Montageanlei-
tung für Magnetbandmaßkörper und rotative Maßkörper
(Magnetringe), siehe separate Anleitungen unter
www.balluff.com/downloads-bml.
9.2 Endschaltermagnete BML-Z0006 (BAM0139)
Die Magnete können mit und ohne Gehäuse verwendet
werden. Das Gehäuse ist dank seiner Langlöcher sehr
genau zu positionieren (Bild 9-1). Das Gehäuse ist nur auf
seiner sensorzugewandten Seite mit einem Magnet
bestückt.
Die platzsparenden Magnete können ohne Gehäuse
aufgeklebt oder mit kundenseitgen Halterungen befestigt
werden. Die Oberseite ist mit einer Nut markiert.
Falls der Nothalteweg die Länge des Endschaltermagneten
überschreitet, können mehrere Magnete aneinandergereiht
werden (Montage siehe Kapitel4.3).
Im Lieferumfang enthalten:
– 2 Magnete mit Gehäuse
– 2 Magnete ohne Gehäuse
– 1 Montageanleitung
Bild 9-1: Magnet und Gehäuse
9.3 Anschlusskabel für BML-…-KA__-S284
BCC M41C-0000-1A-169-PS0C08-020-C009
(BCC09MW)
– M12, 12-polig, 2m
BCC M41C-0000-1A-169-PS0C08-050-C009
(BCC09MY)
– M12, 12-polig, 5m
BCC M41C-0000-1A-169-PS0C08-100-C009
(BCC09MZ)
– M12, 12-polig, 10m
BCC M41C-0000-1A-169-PS0C08-150-C009
(BCC09N0)
– M12, 12-polig, 15m
BCC M41C-0000-1A-169-PS0C08-200-C009
(BCC09N1)
– M12, 12-polig, 20m
Bild 9-2:
~44
M12x1
Ø14.5
M12, 12-polig
Pinbelegung, siehe Tab. 4-1 bis Tab. 4-3.
9.4 Geführtes Magnetband-Wegmesssystem
Sensorführung bestehend aus einer Aluminiumschiene
BML-R01-M___ für die Aufnahme des Magnetbandes
und einem Schlitten BML-C01 (BAM01MF) mit Gleitern,
der den Sensorkopf führt.
9 Zubehör
BML-S_B/C/E0-Q___-M4__-_0-KA__ /KA__-S284
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