IFM SM2x00 User manual

Operating instructions
Magnetic-inductive
flow meter
SM2x00
SM9x00
SM2x01
SM9x01
80254211 / 00 11 / 2018
UK

2
Contents
1 Preliminary note���������������������������������������������������������������������������������������������������4
1�1 Symbols used ������������������������������������������������������������������������������������������������4
1�2 Warnings used�����������������������������������������������������������������������������������������������5
2 Safety instructions �����������������������������������������������������������������������������������������������5
3 Functions and features ����������������������������������������������������������������������������������������6
4 Function���������������������������������������������������������������������������������������������������������������6
4�1 Process measured signals ����������������������������������������������������������������������������6
4�2 Direction of flow ���������������������������������������������������������������������������������������������7
4�2�1 Determining the direction of flow (Fdir)�������������������������������������������������7
4�3 Consumed quantity monitoring (ImP) ������������������������������������������������������������8
4�3�1 Display and counting method of the quantity meter �����������������������������8
4�3�2 Consumed quantity monitoring via pulse output�����������������������������������9
4�3�3 Consumed quantity monitoring via preset counter �����������������������������10
4�4 Empty pipe detection �����������������������������������������������������������������������������������10
4�5 Switching function���������������������������������������������������������������������������������������� 11
4�6 Analogue function ����������������������������������������������������������������������������������������12
4�7 Frequency output�����������������������������������������������������������������������������������������14
4�8 Measured value damping (dAP) ������������������������������������������������������������������15
4�9 Start-up delay (dSt) �������������������������������������������������������������������������������������15
4�10 Low flow cut-off (LFC)��������������������������������������������������������������������������������17
4�11 Simulation ��������������������������������������������������������������������������������������������������17
4�12 IO-Link �������������������������������������������������������������������������������������������������������17
5 Installation����������������������������������������������������������������������������������������������������������18
5�1 Recommended mounting position ���������������������������������������������������������������18
5�2 Non recommended installation position�������������������������������������������������������20
5�3 Grounding����������������������������������������������������������������������������������������������������21
5�4 Installation in pipes ��������������������������������������������������������������������������������������21
6 Electrical connection������������������������������������������������������������������������������������������22
7 Operating and display elements ������������������������������������������������������������������������24
8 Menu������������������������������������������������������������������������������������������������������������������25
8�1 Main menu���������������������������������������������������������������������������������������������������26
8�1�1 Explanation of the main menu ������������������������������������������������������������27
8�2 Extended functions – Basic settings������������������������������������������������������������28

3
UK
8�2�1 Explanation extended functions (EF)��������������������������������������������������29
8�2�2 Submenu basic settings (CFG) ����������������������������������������������������������29
8�3 Extended functions – Min/max memory – Empty pipe – Simulation������������30
8�3�1 Explanation extended functions (EF)��������������������������������������������������31
8�3�2 Submenu min/max memory (MEM)����������������������������������������������������31
8�3�3 Submenu empty pipe (EPD)���������������������������������������������������������������31
8�3�4 Submenu simulation (SIM) �����������������������������������������������������������������31
9 Set-up ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������32
10 Parameter setting ��������������������������������������������������������������������������������������������32
10�1 Parameter setting in general ���������������������������������������������������������������������33
10�1�1 Parameter setting in submenus��������������������������������������������������������33
10�1�2 Locking / unlocking ���������������������������������������������������������������������������34
10�1�3 Timeout���������������������������������������������������������������������������������������������34
10�2 Settings for volumetric flow monitoring������������������������������������������������������34
10�2�1 Switch Point monitoring of volumetric flow (OUT1) ��������������������������34
10�2�2 Switch Point monitoring of volumetric flow (OUT2) ��������������������������34
10�2�3 Analogue output flow rate (OUT2) ����������������������������������������������������34
10�2�4 Frequency signal for flow (OUT1)�����������������������������������������������������35
10�3 Settings for consumed quantity monitoring �����������������������������������������������35
10�3�1 Quantity monitoring by pulse output (OUT1) ������������������������������������35
10�3�2 Quantity monitoring by preset counter (OUT1)���������������������������������35
10�3�3 Pulse value ���������������������������������������������������������������������������������������35
10�3�4 Manual counter reset������������������������������������������������������������������������36
10�3�5 Time-controlled counter-reset�����������������������������������������������������������36
10�3�6 Deactivation of the counter reset������������������������������������������������������36
10�3�7 Counter reset using an external signal ���������������������������������������������36
10�4 Settings for temperature monitoring ����������������������������������������������������������37
10�4�1 Switch Point monitoring for temperature (OUT2) �����������������������������37
10�4�2 Analogue output temperature (OUT2) ����������������������������������������������37
10�5 User settings (optional)������������������������������������������������������������������������������38
10�5�1 Standard unit of measurement for volumetric flow ���������������������������38
10�5�2 Standard display�������������������������������������������������������������������������������38
10�5�3 Direction of flow ��������������������������������������������������������������������������������38
10�5�4 Output logic ��������������������������������������������������������������������������������������38
10�5�5 Start-up delay �����������������������������������������������������������������������������������38
10�5�6 Measured value damping �����������������������������������������������������������������39

4
1 Preliminary note
1.1 Symbols used
►Instructions
> Reaction, result
[…] Designation of keys, buttons or indications
→Cross-reference
Important note
Non-compliance may result in malfunction or interference�
Information
Supplementary note�
10�5�7 Error behaviour of the outputs ����������������������������������������������������������39
10�5�8 Activating / deactivating empty pipe detection����������������������������������39
10�5�9 Empty pipe detection switching logic������������������������������������������������39
10�5�10 Time-delay empty pipe detection����������������������������������������������������40
10�5�11 Empty pipe detection limit value �����������������������������������������������������40
10�5�12 Counting method of the totaliser�����������������������������������������������������40
10�5�13 Low flow cut-off�������������������������������������������������������������������������������40
10�6 Service functions ���������������������������������������������������������������������������������������40
10�6�1 Read min/max values �����������������������������������������������������������������������40
10�6�2 Simulation menu�������������������������������������������������������������������������������41
10�6�3 Reset all parameters to factory setting ���������������������������������������������41
11 Operation ���������������������������������������������������������������������������������������������������������41
11�1 Reading the process value ������������������������������������������������������������������������41
11�2 Changing the process value display in the RUN mode ����������������������������41
11�3 Read the set parameters ���������������������������������������������������������������������������42
12 Troubleshooting �����������������������������������������������������������������������������������������������42
13 Technical data��������������������������������������������������������������������������������������������������43
14 Factory setting �������������������������������������������������������������������������������������������������44

5
UK
1.2 Warnings used
CAUTION
Warning of personal injury�
Slight reversible injuries may result�
2 Safety instructions
• The device described is a subcomponent for integration into a system�
- The manufacturer of the system is responsible for the safety of the system�
- The system manufacturer undertakes to perform a risk assessment and to
create a documentation in accordance with legal and normative requirements
to be provided to the operator and user of the system� This documentation
must contain all necessary information and safety instructions for the operator,
the user and, if applicable, for any service personnel authorised by the manu-
facturer of the system�
• Read this document before setting up the product and keep it during the entire
service life�
• The product must be suitable for the corresponding applications and environ-
mental conditions without any restrictions�
• Only use the product for its intended purpose (→ Functions and features).
• Only use the product for permissible media (→ Technical data).
• If the operating instructions or the technical data are not adhered to, personal
injury and/or damage to property may occur�
• The manufacturer assumes no liability or warranty for any consequences
caused by tampering with the product or incorrect use by the operator�
• Installation, electrical connection, set-up, operation and maintenance of the unit
must be carried out by qualified personnel authorised by the machine operator�
• Protect units and cables against damage�

6
3 Functions and features
The unit monitors liquid media� It detects the 3 process variables volumetric flow
quantity, consumed quantity, medium temperature�
Pressure Equipment Directive (PED)
The units comply with the Pressure Equipment Directive and are designed and
manufactured for group 2 fluids in accordance with the sound engineering prac-
tice� Use of group 1 fluids on request�
Applications
Conductive liquids with the following properties:
• Conductivity: ≥ 20 µS/cm
• Viscosity: < 70 mm2/s at 40 °C; < 70 cSt at 104°F
This is a class A product�
The unit may cause radio interference in domestic areas�
►If required, take appropriate EMC screening measures�
4 Function
• The unit detects the flow based on the magnetic-inductive volumetric flow
measuring principle�
• The unit also detects the medium temperature�
• It features an IO-Link interface�
• The unit displays the current process value�
4.1 Process measured signals
The unit generates 2 output signals according to the parameter settings:
OUT1/IO-Link: 5 selection options Parameter setting
- Switching signal for volumetric flow limit value → 10.2.1
- Frequency signal for volumetric flow quantity → 10.2.4
- Pulse signal for quantity meter → 10.3.1
- Switching signal for preset counter → 10.3.2
- Switching signal for empty pipe detection → 10.5.8
OUT2: 6 selection options Parameter setting
- Switching signal for volumetric flow limit value → 10.2.2

7
UK
- Switching signal for temperature limit value → 10.4.1
- Analogue signal for volumetric flow quantity → 10.2.3
- Analogue signal for temperature → 10.4.2
- Switching signal for empty pipe detection → 10.5.8
- Input for external reset signal (InD) → 10.3.7
4.2 Direction of flow
In addition to the flow velocity and the volumetric flow quantity, the unit also de-
tects the direction of flow�
4.2.1 Determining the direction of flow (Fdir)
An arrow with the text "flow direction" on the unit indicates the positive flow direc-
tion� The flow direction can be inversed (→ 10.5.3)�
►Use the supplied label to mark the changed flow direction (new positive
direction of flow)�
Flow��� Process value display
corresponds to the marked flow direction + (positive)
against the marked flow direction - (negative)

8
4.3 Consumed quantity monitoring (ImP)
The unit has an internal mass flow meter (totaliser)� It continuously totals the
consumed quantity after the last reset� Pulse signals or a switching signal can be
used to monitor the consumed quantity�
→ 10.3.1 Quantity monitoring by pulse output (OUT1)
→ 10.3.2 Quantity monitoring by preset counter (OUT1)
4.3.1 Display and counting method of the quantity meter
Meter reading:
• The current quantity meter reading can be indicated (→ 11.2)�
• In addition, the value before the last reset is saved� This value can also be
displayed (→ 11.2)�
The meter saves the totalled volumetric flow quantity every 10 minutes�
After a power failure this value is available as the current meter reading� If a
time-controlled reset is set, the elapsed time of the set reset interval is also
saved� So the possible data loss can be at most 10 minutes�
Counter reset:
• There are different ways to reset the quantity meter�
→ 10.3.4 Manual counter reset
→ 10.3.5 Time-controlled counter-reset
→ 10.3.7 Counter reset using an external signal
• If the quantity meter is not reset by applying one of the above-mentioned
methods, an automatic reset takes place when the maximum volumetric flow
quantity that can be displayed is exceeded (overflow)�
Consideration of the direction of flow:
• The quantity meter takes account of the flow direction when totalising the
consumed quantity� The following counting methods can be defined via the
parameter [FPro] (→ 10.5.12):
[FPro] Counting method
0+ Negative flow values (against the marked direction of flow) are not taken
into consideration for totalling�
– + Negative flow values are subtracted from the consumed quantity�

9
UK
4.3.2 Consumed quantity monitoring via pulse output
OUT 1 issues a pulse signal each time the set volumetric flow quantity has been
reached (→ 10.3.3 Pulse value)�
Depending on the setting of the counting method [FPro] totalling of the volumetric
flow quantity takes into account the flow in negative direction of flow (– +) or does
not take it into account (0+) → 4.3.1�
ImpFPro = – +
Imp
FPro = 0 +
+ Q
t
t
- Q
V
+Q = volumetric flow quantity in positive direction
- Q = volumetric flow quantity in negative direction
V = absolute volumetric flow quantity (= sum of negative and positive flow)

10
4.3.3 Consumed quantity monitoring via preset counter
2 kinds of monitoring are possible which can be set via the parameter [rTo]�
[rTo] Output Meter reset
OFF
(→ 10.3.6)
OUT1 switches when the volumetric
flow quantity set with [ImPS] has
been reached�
The preset counter is only reset
- when a manual reset is made (→
10�3�4) or
- when the maximum display range
has been exceeded�
1, 2,��� h
1, 2,��� d
1, 2,��� w
(→ 10.3.5)
OUT1 switches when the volumetric
flow quantity set with [ImPS] is
reached within the set time�
The preset counter is reset auto-
matically when the time has elapsed
and counting starts again�
4.4 Empty pipe detection
The unit detects when the two electrodes are not wetted by the medium�
The empty pipe detection can be activated or deactivated (→ 10.5.8)� If it is active
and the pipe is empty, the unit reacts as follows:
> [SEnS] is indicated in the display�
> The flow is set to zero�
The empty pipe detection can be set as time-depending or not time depending)
(→ 10.5.10)�

11
UK
4.5 Switching function
OUTx changes its switching status if it is above or below the set switching limits
(flow or temperature)� Hysteresis or window function can be selected� Example of
volumetric flow monitoring:
Hysteresis function Window function
SP
rP
SP = set point
rP = reset point
HY = hysteresis
Hno = hysteresis NO (normally open)
Hnc = hysteresis NC (normally closed)
SP = upper limit
rP = lower limit
FE = window
Fno = window NO (normally open)
Fnc = window NC (normally closed)
When the hysteresis function is set, the set point [SP] is defined first and
then the reset point [rP] which must have a lower value� If only the set
point is changed, the reset point is changed automatically; the difference
remains constant�
When set to the window function, the upper limit [SP] and the lower limit
[rP] have a fixed hysteresis of 0�25 % of the final value of the measuring
range� This keeps the switching status of the output stable if the flow rate
varies slightly�

12
4.6 Analogue function
• The unit provides an analogue signal that is proportional to the flow quantity
and the medium temperature�
• The analogue signal can be provided as current or voltage signal�
• Within the measuring range, the analogue signal is 4���20 mA (current output)
or 0���10 V (voltage output)�
• If the measured value is outside the measuring range or in the event of an
internal error, the current or voltage signals indicated in Figure 1 are provided�
• The measuring range is scalable:
Analogue start point [ASP2] determines at which measured value the output
signal is 4 mA or 0 V�
Analogue end point [AEP2] determines at which measured value the output
signal is 20 mA or 10 V�
Minimum distance between [ASP2] and [AEP2] = 20 % of the final value
of the measuring range�
MAW Initial value of the measuring range For non-scaled measuring range
(= factory setting)
VMR Final value of the measuring range
ASP2 Analogue start point For scaled measuring range
AEP2 Analogue end point
Table 1: Definitions

13
UK
MEWMAW AEPASP
-120Q [% MEW]
[°C]T -40 -20 80 100 110
-130
-50
[°F]-40 -4 176 212 230-58
120
1000 130
4
3,50FOU=OFF
20
21,5
22
[mA]
0
10
11,5
12FOU=On
[V]
1
2
5
4
6
5*
6*
3
cr.UL UL OL cr.OL
Figure 1: Characteristics of the analogue output according to the standard IEC 60947-5-7�
Q: Flow (a negative flow value means flow against the marked flow direction)�
T: Temperature
UL: Below the display range
OL: Above the display range
cr�UL: Below the detection zone (error)
cr�OL: Above the detection zone (error)
FOU=On: Default setting at which the analogue signal goes to the upper final value in
case of an error�*
FOU=OFF: Default setting at which the analogue signal goes to the lower final value in
case of an error�
* The type of error is displayed: cr�UL, cr�OL, Err (→ 12)�
1
Analogue signal (voltage or current)
2
Measured value (flow or temperature)
3
Detection zone
4
Display range
5
Measuring range
5*
Analogue signal in the measuring range
with factory setting
6
Scaled measuring range
6*
Analogue signal with scaled measuring
range

14
4.7 Frequency output
The unit provides a frequency signal that is proportional to the volumetric flow�
Within the measuring range the frequency signal is between 0 and 1 kHz for the
factory setting�
The frequency signal is scalable:
FrEP = Frequency signal in Hz which is provided at OUT1 when the upper measured value
FEP is reached�
Factory setting: FrEP = 1 kHz = 100 %�
The measuring range is scalable:
FEP = Upper measured value at which OUT1 provides the frequency signal FrEP�
MEWMAW FEP
FrEP
=100 %
0 %
120 %
100 120 130 [% MEW]
130 %
OL ErrErr
1
2
5
4*
5*
4
3
FOU=OFF
FOU=On
Figure 1: Output curve frequency output
MAW = initial value of the measuring range; MEW = final value of the measuring range
1
Frequency signal
2
Volumetric flow quantity
3
Display range
4
Measuring range
4*
Frequency signal in the measuring range
with factory setting
5
Scaled measuring range
5*
Frequency signal with scaled measuring
range

15
UK
4.8 Measured value damping (dAP)
The damping time enables to set after how many seconds the output signal has
reached 63 % of the final value if the flow value changes suddenly� The set damp-
ing time stabilises the outputs, the display and the process value transfer via the
IO-Link interface� The signals [UL] and [OL] (→ 12) are defined under considera-
tion of the damping time�
4.9 Start-up delay (dSt)
The start-up delay dST influences the switching outputs of the volumetric
flow monitoring�
If the start-up delay is active (dST > 0), note: As soon as the volumetric flow quan-
tity exceeds the LFC (LFC = Low flow cut-off → 4.10), the following processes are
carried out:
> The start-up delay is activated�
> The outputs switch as programmed:ON for NO function, OFF for NC function�
After the start of the start-up delay there are 3 options:
1� The volumetric flow increases quickly and reaches the set point / good range
within dST�
> Outputs remain active�
2� The volumetric flow increases slowly and does not reach the set point /good
range within dST�
> Outputs are reset�
3� Volumetric flow quantity falls below LFC within dST�
> Outputs are reset at once; dST is stopped�

16
Example: dST for hysteresis function
Condition Reaction
1 Volumetric flow quantity Q reaches LFC dST starts, output becomes active
2 dST elapsed, Q reached SP Output remains active
3 Q below SP but above rP Output remains active
4 Q below rP Output is reset
5 Q reaches again LFC dST starts, output becomes active
6 dST elapsed, Q has not reached SP Output is reset
7 Q reaches SP Output becomes active
Example: dST for window function

17
UK
Condition Reaction
1 Volumetric flow quantity Q reaches LFC dST starts, output becomes active
2 dST elapsed, Q reached good range Output remains active
3 Q above SP (leaves good range) Output is reset
4 Q again below SP Output becomes active again
5 Q below rP (leaves good range) Output is reset again
6 Q reaches again LFC dST starts, output becomes active
7 dST elapsed, Q has not reached good
range
Output is reset
8 Q reaches good range Output becomes active
4.10 Low flow cut-off (LFC)
With this function small volumetric flow quantities can be suppressed (→ 10.5.13)�
Flows below the LFC value are evaluated by the sensor as standstill (Q = 0)�
4.11 Simulation
With this function flow and temperature values can be simulated (→ 10.6.2)�
The simulation does not have any effect on the totaliser or the current flow� The
outputs operate as previously set�
When the simulation starts, the value of the totaliser is saved and then the
simulated totaliser is set to 0� The simulated flow value then has an effect on the
simulated totaliser� When the simulation is finished, the original totaliser value is
restored�
During the simulation the original totaliser value remains saved without any
changes even if there is a real flow�
4.12 IO-Link
This unit has an IO-Link communication interface which enables direct access to
process and diagnostic data� In addition it is possible to set the parameters of the
unit during operation� Operation of the unit via IO-Link interface requires an IO-
Link capable module (IO-Link master)�
With a PC, suitable IO-Link software and an IO-Link adapter cable communication
is possible when the system is not in operation�
The IODDs necessary for the configuration of the unit, detailed information about
process data structure, diagnostic information, parameter addresses and the

18
necessary information about the required IO-Link hardware and software can be
found at www�ifm�com�
5 Installation
CAUTION
If the medium temperature is above 50 °C (122 °F) parts of the housing can
increase in temperature to over 65 °C (149 °F)�
> Risk of burns�
►Protect the housing against contact with flammable substances and
unintentional contact�
►Attach the supplied warning label to the sensor cable�
►Ensure that the system is free of pressure during installation�
►Ensure that no media can leak at the mounting location during installa-
tion�
►Avoid deposits, accumulated gas and air in the pipe system�
The unit can be installed independently of the orientation if the following is
ensured:
- No air bubbles can form in the pipe system�
- The pipes are always completely filled�
5.1 Recommended mounting position
►To ensure best possible empty pipe detection, install the unit according
to Figure 1�
Example of an optimised installation:
F
1

19
UK
►Install the unit so that the measuring pipe is always completely filled�
►Allow for laminar flow for inlet and outlet pipe lengths� Disturbances caused
by bends, valves or pipe reductions, etc� are then eliminated This applies in
particular to: Shut-off valves and control devices are not allowed directly in front
of the unit�
3 x D F
S S
1 x D
2
S = disturbance; D = pipe diameter; F = flow direction
►Install in front of or in a rising pipe:
3
F
F
4
F
F = flow direction

20
5.2 Non recommended installation position
►Avoid the following installation positions:
F
F
F
Directly in front of a falling pipe� In a falling pipe�
FF
F
At the highest point of the pipe
system�
Directly in front of the spout of the
pipe�
F
On the suction side of a pump� F = flow direction
This manual suits for next models
3
Table of contents
Other IFM Measuring Instrument manuals