SICK IN4000 Direct User manual

OPERATING INSTRUCTIO
NS
IN4000 Direct
Safety switch
de
en
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it

Operating instructions
IN4000 Direct
2© SICK AG • Germany • All rights reserved 8012183/ZWH0/2018-07-26
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Betriebsanleitung
IN4000 Direct
8012183/ZWH0/2018-07-26 © SICK AG • Deutschland • Alle Rechte vorbehalten 3
Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Inhalt
de
Inhalt
1 Zu diesem Dokument ..........................................5
1.1 Funktion dieses Dokuments ......................5
1.2 Zielgruppe....................................................5
1.3 Informationstiefe.........................................6
1.4 Geltungsbereich .......................................... 7
1.5 Verwendete Abkürzungen ..........................7
1.6 Verwendete Symbole .................................. 7
2 Zur Sicherheit.......................................................9
2.1 Befähigte Personen ....................................9
2.2 Verwendungsbereiche der
Sicherheitsschalter ...................................10
2.3 Bestimmungsgemäße Verwendung ........11
2.4 Vorhersehbare Fehlanwendung...............11
2.5 Allgemeine Sicherheitshinweise und
Schutzmaßnahmen ..................................12
3 Produktbeschreibung ....................................... 14
3.1 Sicherheitsschalter der Typenreihe
IN4000 Direct............................................14
3.2 Merkmale und Funktionsprinzip..............14
3.3 Freigabezone und sicherer
Ausschaltabstand .....................................15
3.4 LED-Anzeigen.............................................17
3.4.1 Anzeigen im Betriebsmodus ....................17
3.4.2 Anzeigen im Justagemodus .....................18
3.5 Signalverhalten .........................................20
3.6 Manipulationsschutz ................................21
4 Montage............................................................. 22
4.1 Montage des Sicherheitsschalters ..........23

Betriebsanleitung
IN4000 Direct
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Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Inhalt
de
5 Elektroinstallation und Justage....................... 27
5.1 Elektroinstallation.....................................27
5.2 Justage ......................................................29
5.3 Anschlussleitungen ..................................29
5.3.1 Anforderungen an die
Anschlussleitungen ..................................29
5.3.2 Maximale Leitungslänge .......................... 30
5.3.3 Bestimmung der Leitungslänge –
Fallbeispiel ................................................31
6 Inbetriebnahme und Betrieb ............................ 32
6.1 Prüfungen vor der
Erstinbetriebnahme..................................32
6.1.1 Start-Funktion überprüfen .......................33
6.2 Wiederkehrende technische
Prüfungen..................................................34
6.2.1 Tägliche Prüfung .......................................34
6.2.2 Prüfungen durch eine befähigte
Person........................................................34
7 Fehlerdiagnose.................................................. 35
7.1 Sicherheit ..................................................35
7.2 Fehlerbehebung........................................ 36
7.3 Sicherer Zustand im Fehlerfall ................37
8 Wartung und Entsorgung ................................. 38
9 Technische Daten.............................................. 39
9.1 Datenblatt .................................................39
9.2 Anschlussbelegung...................................43
9.3 Maßbild .....................................................44
10 Bestelldaten ...................................................... 45
10.1 Geräte........................................................45
10.2 Zubehör .....................................................45
11 Anhang ............................................................... 46
11.1 Konformität mit EU-Richtlinien ................46
11.2 Tabellenverzeichnis..................................46
11.3 Abbildungsverzeichnis .............................48

Betriebsanleitung Kapitel 1
IN4000 Direct
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Zu diesem Dokument
de
1Zu diesem Dokument
Bitte lesen Sie dieses Kapitel sorgfältig, bevor Sie mit
der Dokumentation und dem IN4000 Direct arbeiten.
1.1 Funktion dieses Dokuments
Diese Betriebsanleitung leitet das technische Personal
des Maschinenherstellers bzw. Maschinenbetreibers
zur sicheren Montage, Parametrierung, Elektroinstalla-
tion, Inbetriebnahme sowie zum Betrieb und zur Prü-
fung des berührungslosen Sicherheitsschalters IN4000
Direct an.
Diese Betriebsanleitung leitet nicht zur Bedienung der
Maschine an, in die der Sicherheitsschalter integriert
ist oder wird. Informationen hierzu enthält die Betriebs-
anleitung der Maschine.
1.2 Zielgruppe
Diese Betriebsanleitung richtet sich an die Planer,
Entwickler und Betreiber von Anlagen, welche durch
einen oder mehrere berührungslose Sicherheits-
schalter IN4000 Direct abgesichert werden sollen. Sie
richtet sich auch an Personen, die den IN4000 Direct
in eine Maschine integrieren, erstmals in Betrieb
nehmen oder prüfen.

Kapitel 1Betriebsanleitung
IN4000 Direct
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1.3 Informationstiefe
Diese Betriebsanleitung enthält Informationen über
den berührungslosen Sicherheitsschalter IN4000
Direct zu folgenden Themen:
•Montage
•Elektroinstallation
•Hardware-Inbetriebnahme
•Fehlerdiagnose und Fehlerbehebung
•Artikelnummern
•Konformität und Zulassung
Darüber hinaus sind bei Planung und Einsatz von SICK-
Schutzeinrichtungen wie dem IN4000 Direct techni-
sche Fachkenntnisse notwendig, die nicht in diesem
Dokument vermittelt werden.
Grundsätzlich sind die behördlichen und gesetzlichen
Vorschriften beim Betrieb des berührungslosen Sicher-
heitsschalters IN4000 Direct einzuhalten.
Allgemeine Informationen zum Thema Sicherheits-
technik enthält die Kompetenzbroschüre „Leitfaden
Sichere Maschinen“.
Nutzen Sie auch die Homepage im Internet unter:
www.sick.com
Dort finden Sie:
•Beispielapplikationen
•Eine Liste häufiger Fragen zum IN4000 Direct
Hinweis

Betriebsanleitung Kapitel 1
IN4000 Direct
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de
1.4 Geltungsbereich
Diese Betriebsanleitung ist eine Original-Betriebs-
anleitung.
Diese Betriebsanleitung ist gültig für den berührungs-
losen Sicherheitsschalter IN4000 Direct.
1.5 Verwendete Abkürzungen
Output signal switching device = Signalausgang, der
den Sicherheitsstromkreis ansteuert
Speicherprogrammierbare Steuerung
1.6 Verwendete Symbole
Empfehlungen geben Ihnen Entscheidungshilfe hin-
sichtlich der Anwendung einer Funktion oder tech-
nischen Maßnahme.
Hinweise informieren Sie über Besonderheiten des
Geräts.
LED-Symbole beschreiben den Zustand einer Diagnose-
LED. Beispiele:
ΝDie LED leuchtet konstant.
∏Die LED blinkt.
νDie LED ist aus.
Handlungsanweisungen sind durch einen Pfeil gekenn-
zeichnet. Lesen und befolgen Sie Handlungsanweisun-
gen sorgfältig.
Warnhinweis!
Ein Warnhinweis weist Sie auf konkrete oder poten-
tielle Gefahren hin. Dies soll Sie vor Unfällen bewahren.
⋅Lesen und befolgen Sie Warnhinweise sorgfältig!
OSSD
SPS
Empfehlung
Hinweis
Ν,∏,ν
=Handeln
Sie …

ACHTUNG

Kapitel 1Betriebsanleitung
IN4000 Direct
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Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Zu diesem Dokument
de
Der Begriff „Gefahr bringender Zustand“
In den Abbildungen in diesem Dokument wird der
Gefahr bringende Zustand (Normbegriff) der Maschine
stets als Bewegung eines Maschinenteils dargestellt. In
der Praxis kann es verschiedene Gefahr bringende
Zustände geben:
•Maschinenbewegungen
•Strom führende Teile
•Sichtbare oder unsichtbare Strahlung
•Eine Kombination mehrerer Gefahren

Betriebsanleitung Kapitel 2
IN4000 Direct
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Zur Sicherheit
de
2Zur Sicherheit
Dieses Kapitel dient Ihrer Sicherheit und der Sicherheit
der Anlagenbenutzer.
⋅Bitte lesen Sie dieses Kapitel sorgfältig, bevor Sie
mit den induktiven Sicherheitsschaltern der Typen-
reihe IN4000 Direct oder der durch diese Sicher-
heitsschalter in Verbindung mit den entsprechenden
Schutzeinrichtungen geschützten Maschine
arbeiten.
Für Einbau und Verwendung der Sicherheitsschalter
der Typenreihe IN4000 Direct sowie für Inbetriebnah-
me und wiederkehrende technische Überprüfungen
gelten die nationalen/internationalen Rechtsvor-
schriften, insbesondere:
•die Maschinenrichtlinie
•die EMV-Richtlinie
•die Arbeitsmittelbenutzungsrichtlinie
•die Sicherheitsvorschriften
sowie
•die Unfallverhütungsvorschriften/Sicherheitsregeln
2.1 Befähigte Personen
Die Sicherheitsschalter der Typenreihe IN4000 Direct
dürfen nur von befähigten Personen montiert und in
Betrieb genommen werden. Befähigt ist, wer
•über eine geeignete technische Ausbildung verfügt
und
•vom Maschinenbetreiber in der Bedienung und den
gültigen Sicherheitsrichtlinien unterwiesen wurde
und
•Zugriff auf diese Betriebsanleitung hat.

Kapitel 2Betriebsanleitung
IN4000 Direct
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Zur Sicherheit
de
2.2 Verwendungsbereiche der
Sicherheitsschalter
Die Sicherheitsschalter der Typenreihe IN4000 Direct
sind induktive Sensoren, die berührungslos durch
Metall betätigt werden. Der sichere Zustand ist der
stromlose Zustand (logisch „0“ eines OSSDs).
Mit den Sicherheitsschaltern der Typenreihe IN4000
Direct und der entsprechenden Maschinen- oder
Anlagensteuerung können Positionen von beweglichen
Maschinen oder Maschinenteilen so abgesichert
werden, dass …
•der Gefahr bringende Zustand der Maschine oder
Anlage nur dann eingeschaltet werden kann, wenn
sich diese in sicherer Position befinden.
•ein Stopp-Befehl ausgelöst wird, wenn bei laufender
Maschine der sichere Bereich oder die sichere
Position verlassen wird.
Für die Steuerung bedeutet dies, dass …
•Einschaltbefehle, die Gefahr bringende Zustände
hervorrufen, erst dann wirksam werden dürfen,
wenn sich die beweglichen Maschinenteile in
sicherer Position befinden,
und
•Gefahr bringende Zustände beendet sein müssen,
bevor die Schutzstellung aufgehoben ist.
Vor dem Einsatz der Sicherheitsschalter ist eine Risiko-
beurteilung an der Maschine durchzuführen.
Zur bestimmungsgemäßen Verwendung gehört auch
das Einhalten der einschlägigen Anforderungen für den
Einbau und den Betrieb.
Die Sicherheitsschalter müssen regelmäßig einer
technischen Überprüfung unterzogen werden (siehe
Abschnitt 6.2 auf Seite 34).

Betriebsanleitung Kapitel 2
IN4000 Direct
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Zur Sicherheit
de
2.3 Bestimmungsgemäße
Verwendung
Die Sicherheitsschalter der Typenreihe IN4000 Direct
dürfen nur im Sinne von Abschnitt 2.2 „Verwendungs-
bereiche der Sicherheitsschalter“ auf Seite 10 verwen-
det werden. Die Sicherheitsschalter dürfen nur von be-
fähigten Personen installiert und nur an der Maschine
verwendet werden, an der sie gemäß dieser Betriebs-
anleitung von einer befähigten Person installiert und
erstmalig in Betrieb genommen wurden.
Der Sicherheitsschalter darf zu jeder Zeit nur innerhalb
der Grenzen der vorgeschriebenen und angegebenen
technischen Daten und Betriebsbedingungen verwen-
det werden.
Bei jeder anderen Verwendung sowie bei Veränderun-
gen an den Geräten – auch im Rahmen von Montage
und Installation – verfällt jeglicher Gewährleistungs-
anspruch gegenüber der SICK AG.
2.4 Vorhersehbare Fehlanwendung
Der Sicherheitsschalter ist unter anderem für nach-
folgende Verwendungen nicht geeignet:
•In der Umgebung von chemischen und biologischen
Medien (fest, flüssig, gasförmig)
•In Umgebungen mit erhöhter ionisierender Strahlung

Kapitel 2Betriebsanleitung
IN4000 Direct
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Zur Sicherheit
de
2.5 Allgemeine Sicherheitshinweise
und Schutzmaßnahmen
Der Sicherheitsschalter IN4000 Direct erfüllt eine Per-
sonenschutzfunktion. Unsachgemäßer Einbau oder
Manipulationen können zu schweren Verletzungen von
Personen führen.
Der Sicherheitsschalter IN4000 Direct erfüllt folgende
Sicherheitsanforderungen:
•SIL3 gemäß IEC 61 508,
•SILCL3 gemäß EN 62 061,
•Performance Level e gemäß EN ISO 13 849-1
(applikationsabhängig).
Änderungshinweis
•Für Geräte bis KW24 2018 gilt:
PFHD2,5 × 10–9/Kategorie 4 (EN ISO 13 849-1)
•Für Geräte ab KW25 2018 gilt:
PFHD1,0 × 10–8/Kategorie 3 (EN ISO 13 849-1)
⋅Prüfen Sie, ob das Gerät den gewünschten Sicher-
heitsanforderungen der Applikation entspricht.
Hinweis zur Klassifizierung des Geräts gemäß
EN 60 947-5-2:
•Der Sicherheitsschalter IN40-E0101K entspricht in
Abhängigkeit von der Einbauart der Klassifizierung
I1C40SP2M bzw. I2C40SP2M.
•Der Sicherheitsschalter IN40-E0109K entspricht in
Abhängigkeit von der Einbauart der Klassifizierung
I2C40SP2M.

Betriebsanleitung Kapitel 2
IN4000 Direct
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Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Zur Sicherheit
de
Sicherheitsschalter dürfen nicht umgangen, wegge-
dreht, entfernt oder auf andere Weise unwirksam
gemacht werden. Die Ausgänge dürfen nicht über-
brückt werden.
Die induktiven Sicherheitsschalter reagieren auf
metallische Gegenstände. Andere metallische
Gegenstände, die die Sicherheitsfunktion nicht
auslösen sollen, dürfen keinesfalls auf die aktive
Fläche der Sicherheitsschalter aufgebracht werden.
Deshalb müssen geeignete Maßnahmen getroffen
werden, die das verhindern.
Bitte beachten Sie die Einbaumaßnahmen gemäß
EN ISO 14 119.
Beschädigte Geräte müssen ausgetauscht werden.

ACHTUNG

Kapitel 3Betriebsanleitung
IN4000 Direct
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Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Produktbeschreibung
de
3Produktbeschreibung
3.1 Sicherheitsschalter der Typenreihe
IN4000 Direct
Der Sicherheitsschalter verfügt über ein quader-
förmiges Gehäuse mit ausrichtbarer aktiver Sensor-
fläche. Die Klassifizierung gemäß EN 60 947-5-2 hängt
von der Montageart ab (siehe Tab. 5 auf Seite 23).
3.2 Merkmale und Funktionsprinzip
Die Sicherheitsschalter der Typenreihe IN4000 Direct
werden typischerweise für eine sichere Positions-
erkennung eingesetzt. Der Sensor detektiert die An-
bzw. Abwesenheit von Metall. Um den Anforderungen
gegen einfache Manipulation nachzukommen, wird der
Schaltbereich des Sensors zeitlich und räumlich
überwacht.
Mittels LEDs kann der Status direkt am Sensor abge-
lesen werden. Fehler, wie beispielsweise Spulenbruch,
Kurzschluss und Leitungsbruch, werden durch die
Selbstüberwachung des Sensors erkannt.
Der Sicherheitsschalter kann direkt an eine
fehlersichere SPS oder an eine andere sichere
Auswerteeinheit angeschlossen werden.

Betriebsanleitung Kapitel 3
IN4000 Direct
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Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Produktbeschreibung
de
3.3 Freigabezone und sicherer
Ausschaltabstand
Der Ausgang des Sicherheitsschalters wird nur bei
einer Bedämpfung innerhalb der Freigabezone frei-
gegeben. Außerhalb der Freigabezone, also auch im
Nahbereich, bleibt der Ausgang ausgeschaltet.
Nach einer Bedämpfung im Nahbereich muss entweder
die Versorgungsspannung unterbrochen oder das
Bedämpfungselement für mehr als 2 s in den sicheren
Ausschaltabstand gebracht werden, bevor wieder die
Freigabe erfolgen kann.
Die Freigabezone ist abhängig von Material und Form
des Bedämpfungselements. Die Verwendung anderer
Bedämpfungselemente (Material, Form) ergibt eine
andere Freigabezone.
Typischerweise werden bei einer Umgebungstempe-
ratur von 20 °C bei nicht-bündigem Einbau des Sicher-
heitsschalters mit einer Normplatte gemäß
EN 60 947-5-2 (IN40-E0101K: 45 × 45 × 1 mm³,
IN40-E0109K: 60 × 60 × 1 mm³) mit verschiedenen
Materialien folgende Freigabezonen erreicht:
Abb. 1: Schema-
tische Abbildung
der Zonen der
Sicherheits-
schalter IN4000
Direct
Nahbereich
Sensor
Freigabezone
Sicherer
Ausschaltabstand
Distanz
Bedämpfungsobjekt
(Metall)

Kapitel 3Betriebsanleitung
IN4000 Direct
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Produktbeschreibung
de
IN40-E0101K
FreigabezoneMaterial
Untere
Grenze
Obere
Grenze
Sicherer
Ausschalt-
abstand
Stahl FE360 10,0 mm 15,0 mm
Edelstahl
1.4302 (V2A)
7,5 mm 13,2 mm
AlMg 3G22 2,0 mm 5,8 mm
Al 99 %1,4 mm 5,0 mm
CuZn 37 2,3 mm 6,2 mm
Cu 0,8 mm 4,3 mm
30 mm
IN40-E0109K
FreigabezoneMaterial
Untere
Grenze
Obere
Grenze
Sicherer
Ausschalt-
abstand
Stahl FE360 4,0 mm 20,0 mm
Edelstahl
1.4302 (V2A)
2,0 mm 17,6 mm
AlMg 3G22 0,0 mm 9,6 mm
Al 99 %0,0 mm 8,6 mm
CuZn 37 0,0 mm 10,0 mm
Cu 0,0 mm 7,0 mm
45 mm
Tab. 1: Freigabe-
zone und sicherer
Ausschaltabstand
IN40-E0101K
Tab. 2: Freigabe-
zone und sicherer
Ausschaltabstand
IN40-E0109K

Betriebsanleitung Kapitel 3
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Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Produktbeschreibung
de
3.4 LED-Anzeigen
Die Sicherheitsschalter besitzen zwei LEDs, die den
Status der Versorgungsspannung und den Betriebs-
zustand anzeigen.
3.4.1 Anzeigen im Betriebsmodus
Die gelbe Signal-LED leuchtet je nach Dauer der vor-
hergehenden Entdämpfung sofort oder zeitverzögert,
wenn ein Bedämpfungsobjekt in die Freigabezone
gelangt.
Unabhängig vom Verhalten der gelben Signal-LED
schaltet der Ausgang in jedem Fall mit den normalen
Reaktionszeiten (siehe Abschnitt 9.1 auf Seite 42)
ohne zusätzliche Verzögerung.
•Wenn sich das Bedämpfungselement bei Einschal-
ten der Versorgungsspannung in der Freigabezone
(vgl. Tab. 1 auf Seite 16) befindet, schaltet die gelbe
Signal-LED mit einer Zeitverzögerung von 5 s.
•War das Bedämpfungselement ≥2 s im sicheren
Ausschaltabstand (vgl. Tab. 1 auf Seite 16) vom
Sensor entfernt und wird dann wieder in die
Freigabezone gebracht, schaltet die gelbe Signal-
LED mit einer Verzögerung von 3 s.
Abb. 2: LED-
Anzeigen für
Versorgungs-
spannung und
Betriebszustand
Hinweis
LED Power,
grün
LED Signal,
gelb

Kapitel 3Betriebsanleitung
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Produktbeschreibung
de
•War das Bedämpfungselement < 2 s im sicheren
Ausschaltabstand (vgl. Tab. 1 auf Seite 16) vom
Sensor entfernt und wird dann wieder in die
Freigabezone gebracht, schaltet die gelbe Signal-
LED ohne Zeitverzögerung.
•Wird das Bedämpfungselement in den sicheren
Ausschaltabstand (vgl. Tab. 1 auf Seite 16) vom
Sensor gebracht, schaltet die gelbe Signal-LED ohne
Verzögerung ab.
•Wird das Bedämpfungselement in den Nahbereich
(vgl. Tab. 1 auf Seite 16) gebracht, schaltet die gelbe
Signal-LED mit einer Verzögerung von 2 s ab.
3.4.2 Anzeigen im Justagemodus
Im Justagemodus (siehe Abschnitt 5.2 auf Seite 29)
•blinkt die gelbe Signal-LED, wenn sich das Bedämp-
fungselement außerhalb der Freigabezone befindet,
•erlischt die gelbe Signal-LED, wenn sich das
Bedämpfungselement innerhalb der Freigabezone
oder im sicheren Ausschaltbereich befindet.
Im Justagemodus bleibt der Ausgang im sicheren
Zustand.
Schaltzustand der
Ausgänge
Anzeige Bedeutung
OUT1
(OSSD1)
OUT2
(OSSD2)
νGelb
νGrün
Keine Versorgungs-
spannung
0 0
νGelb
∏Grün
Unterspannung 0 0
νGelb
⌠∏ Grün
Überspannung 0 0
Hinweis
Tab. 3: Betriebs-
anzeigen des
IN4000 Direct im
Justagemodus
ΝDie LED
leuchtet
konstant.
∏Die LED
blinkt.
⌠∏ Die LED
blinkt
schnell.
νDie LED
ist aus.

Betriebsanleitung Kapitel 3
IN4000 Direct
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Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Produktbeschreibung
de
Schaltzustand der
Ausgänge
Anzeige Bedeutung
OUT1
(OSSD1)
OUT2
(OSSD2)
νGelb
ΝGrün
Ausgang ausge-
schaltet; außerhalb
der Freigabezone
(Betriebsmodus)
oder innerhalb der
Freigabezone
(Justagemodus)
0 0
ΝGelb
ΝGrün
Ausgang geschaltet;
innerhalb der
Freigabezone
(Betriebsmodus)
1 1
∏Gelb
ΝGrün
Ausgang ausge-
schaltet; außerhalb
der Freigabezone
(Justagemodus)
0 0
∏Gelb
νGrün
Interner oder
externer Fehler:
•z. B. Querschluss
zwischen den
Ausgängen
•z. B. Kurzschluss
eines Ausgangs
mit Versorgung
oder Masse
(siehe Abschnitt 7.2
„Fehlerbehebung“
auf Seite 36)
0
0
1
0
1
0

Kapitel 3Betriebsanleitung
IN4000 Direct
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Produktbeschreibung
de
3.5 Signalverhalten
Der sichere Zustand ist der ausgeschaltete Zustand
(stromloser Zustand: logisch „0“ eines OSSDs).
Ist das Bedämpfungselement in der Freigabezone und
liegt kein Sensorfehler vor, werden beide Ausgangs-
stufen (OSSD) durchgeschaltet (logisch „1“).
Die Ausgangskenndaten sind kompatibel zu den
Kenndaten des Eingangs gemäß EN 61 131-2 Typ 1
oder 2:
Logisch „1“ ≥15 V
≥11 V
2 … 15 mA
15 … 30 mA
Logisch „0“ ≤5 V Reststrom 0,2 mA
Pull-down-Strom
typ. 30 mA
Ist das Bedämpfungselement außerhalb der Freigabe-
zone, werden die Ausgänge abgeschaltet (logisch „0“;
sicherer Zustand).
Querschlüsse zwischen beiden Ausgängen werden
vom Sicherheitsschalter erkannt und führen zur
Abschaltung der Ausgänge (OSSD).
Querschlüsse zwischen der Versorgungsspannung
und einem Ausgang werden erkannt und führen zur
Abschaltung des anderen Ausgangs.
Tab. 4: Ausgangs-
kenndaten der
Sicherheits-
schalter IN4000
Direct

ACHTUNG