N200线光栅的原理与应用

1、N200主线安全光栅的原理与应用主线安全光栅的原理与应用引言引言安全光栅C2000是用来对机器和设备周围的危险区进行手臂安全保护的。因此，这些安全装置必须安装于危险区的入口处。当至少有一条光束被遮断时，机器的危险动作就会被停止，所以也广泛被我们公司用于安全保护。内容内容l使用C2000的注意事项lC2000系列的结构lC2000系列的结构l显示部分l安全距离的确定lC2000的电气连接l光束的对准lC2000的故障指南l安全光栅的应用（硬件、软件）使用使用C2000的注意事项的注意事项 l发射器和接收器的分辨度必须一致。l必须防止从上、下、左、右、后进入危险区。图1：安装C2000时：必须防止

2、从上、下、左、右、后进入危险区 C2000系列的结构系列的结构l安全光栅C2000都包括一个发射器和一个接收器。接收器和发射器上各有7-段码显示和LED指示灯，用来显示各种状态和自诊断信息。 lC2000 C2000：分辨度203040mm检测距离06m或2.519m用于机器上对手臂的安全保护图2：C2000的放置和分辨度S=发射器 R=接收器 C2000的操作模式的操作模式l光束编码l串联l装置测试光束编码光束编码如果几对发射器接收器并排安装，光束就可能会相互影响。为避免这种情况的发生，可对光束进行编码，以使各个接收器只能接收自己的发射器发出的光束。因为只提供三种光束编码，因此只允许并排安装

3、三套装置。这种功能可通过将发射器和接收器的端子SEL1和SEL2连接或不连接到0V来达到。图3：光束编码后，发射器和接收器的放置C1，C2=光束编码1，2S=发射器R=接收器=系统1=系统2注释注释：光束编码会减低光电装置对光干扰（如电弧、导航设备和激光扫描器）的抵抗能力。为提高抗光干扰能力，有3种编码可供选择。串联串联图4：三套C2000/M2000串联S1，2=发射器（串联型）=机器控制系统S3=发射器（标准型） =连到机器控制系统的电缆R1，2=接收器（串联型） =串联电缆R3=接收器（标准型）串联串联 C2000和M2000都有串联型和标准型两种型号可选择。它们的特性如下：表1：C20

4、00的型号和特性为保护几个入口，最多可有三套装置串联两套串联型和一套标准型。只需第一套串联型连接到机器的控制系统，使整个系统的工作犹如一套装置。 型号特性串联型 适于串联和单独使用，串联型包括一个发射器和一个接收器，既可连接串联型，又可连接标准型光电开关 标准型 只能单独使用，或作为串联系统的最末一级 串联串联注释注释：串联使用时，应注意以下几点：串联型相邻开关之间的串联电缆不能超过3m串联电缆需用SICK公司提供的专用电缆串联装置必须使用同一光束编码（beaming coding），而且它们并不会相互干扰注释注释：不同分辨度和光束数的发射器接收器可串联。但光束总数不能超过180条。 装置测试

5、装置测试 l自检（自检（self-test）功能功能 当装置供电后，自检自动开始以秒周期在背后运作。自检过程中，安全保护装置仍提供正常的保护功能。自检电路检测与安全有关的故障，例如OSSD故障、光路故障和量程选择错误故障。检测到故障后，在3秒时间内，便能停止危险动作。自检功能无需外部测试信号来触发。另外，自检电路也检测两个PNP电晶体输出的短路电阻，以检查其信号电平是否一致。在上电自检过程中，发射器和接收器上的LED和7段码显示器显示了不同的状态和诊断信息。当检测到故障时，两个输出关闭（off），因此在人被伤害前机器已处于安全状态。检测一次所需的总时间，包括检测内部数据存储器共23分钟。装置测

6、试装置测试l外部测试（外部测试（External Test） C2000可作为普通的可测试光电开关。但当用C2000代替普通的光电开关时，机器的控制系统不能被修改为适合新的光电开关的操作状态。当光电开关的测试输入端电位由24V变为0V时，发射器关闭，接收器的OSSD输出关闭（参见4.8.3）。测试信号的产生和OSSD的检测由机器的控制电路进行。测试完之后，测试输入端重新恢复到24V。注释注释：外部测试时间不能超过150ms（IEC 61496） 外部测试时，只能连接一个OSSD。显示部分显示部分图5：C2000，M2000，M2000-A/P的显示部分S=发射器 R=接收器=LED，黄色 =7

7、-段显示，发射器=7-段显示，接收器 =LED，琥珀色=LED，红色 =LED，绿色 显示部分显示部分lC2000的显示部分：表2：发射器的显示部分 表3：接收器的显示部分 显示部分显示部分意义意义/功能功能LED，黄色黄色 有供电电压有供电电压 7-段显示显示故障和开始信号代码显示部分显示部分 意义意义/功能功能 LED，绿色 光束未被遮断 LED，红色 光束被遮断 LED，琥珀色 有污物7-段显示 显示故障和启动信号代码 安全距离的确定安全距离的确定 保护系统与危险区之间必须保持一个最小距离，这就保证在到达危险位置前，机器的危险动作已被停止。安全距离（根据欧盟EN 999，775和294安

8、全条例）由下列因素决定： 机器停止所需的时间整个安全装置的反应时间，例如C2000响应时间光栅分辨度（C2000系列） 人身的接近速度 安全距离的确定安全距离的确定图6：C2000：到危险区的距离=保护区的高度 =安全距离 =危险区 =防止从后面进入的最大距离安全光栅C2000的安全距离由下式计算： S S=100500mm S20008（d-14）mm S S500mm S16008（d-14）mm 其中：S=安全距离mm T=总反应时间（机器停止时间+安全装置反应时间）s=分辨度mm 安全距离的确定安全距离的确定lC2000的安全距离计算举例：的安全距离计算举例：设一机器由C2000作为保

9、护装置。机器的停止时间为50ms，整个保护装置的反应时间为15ms，对于分辨度分别为20mm和30mm的系统来说，其安全距离分别为： S20008（d-14）mm T=50ms+15ms=65ms分辨度为20mm：S=20000.065+8 (20-14)=178mm分辨度为30mm：S=20000.065+8 (30-14)=258mm C2000的电气连接的电气连接l插接式连接插接式连接 M12插头，插头，8针针图7：C2000和M2000的接线图，M12插头，8针 S=发射器 R=接收器C2000的电气连接的电气连接l发射器接线，M12插头，8针序号序号颜色颜色标记标记说明说明(I=输入

10、输入) 1白色SEL1I：光束编码12棕色+24V DC供电电压UV 3绿色SEL2I：光束编码2 4黄色n.c空接 5灰色TESTI：24V=系统自检 0V=外部测试激活6粉红色HRANGE(仅限于M2000)I：发射器检测范围0V=06m 24V=225m 7兰色GND0V，供电电压8Shield屏蔽地 C2000的电气连接的电气连接l接收器接线，M12插头，8针序号序号颜色颜色标记标记说明说明(I=输入输入) 1白色SEL1I：光束编码12棕色+24V DC供电电压UV 3绿色SEL2I：光束编码2 4黄色n.c空接 5灰色OSSD1O：输出16粉红色OSSD2O：输出27兰色GND0V

11、，供电电压8Shield屏蔽地 C2000的电气连接的电气连接l有自检功能的输出接线方法 图8：有自检功能的OSSD输出接线 S=发射器 R=接收器=机器 说明：说明：当发射器的测试输入端（Test）接到24V，装置的自检功能被激发，接收器就会不停地检测输出 OSSD1和OSSD2的信号是否一致。 C2000的电气连接的电气连接l有自检功能的输出接线方法 如果选择自检功能，两个OSSD都必须接线。 为保证信号的可靠性，OSSD1和OSSD2 必须分别连接到机器上，分别驱动信号。OSSD1和OSSD2输出信号一定不能连接在一起。图9：一定不能把OSSD输出驱动的继电器连接在一起 注释：注释：OS

12、SD输出对24V和0V是短路的。若光束未被遮断，输出电平为24V DC，若光束被遮断或有故障或在自检过程中，输出电平为0V。 C2000的电气连接的电气连接l外部测试功能的接线 图10：外部测试接线，测试输入（Test）和OSSD输出S=发射器 =机器R=接收器 =测试部分 说明：说明：选择外部测试功能时，只能接OSSD1。 C2000的电气连接的电气连接l光束编码的设置图11：例：光束编码输入的接线，地址3S=发射器 =机器 R=接收器说明：说明：可通过选择将SEL1和SEL2连接到0V对光束进行编码。发射器和接收器必须有相同的地址。C2000的电气连接的电气连接l光束编码的设置有下列编码地

13、址进行选择：表3：通过SEL1和SEL2选择光束编码 n.c=空接 隔离空接的针脚隔离空接的针脚空接的针脚必须隔离，以保证正确编码。*）接收器的输出OSSD1和OSSD2处于闭锁（Off）状态（0V）。重新接线和开机，光电安全开关就会恢复到正常的工作状态。SEL1SEL2编码编码.c10Vn.c2n.c0V30V0V不允许*）C2000的电气连接的电气连接l串联时的电气接线 图12：串联时的电缆连接S1，2=发射器（串联型）S3=发射器（标准型）R1，2=接收器（串联型）R3=接收器（标准）=机器控制系统=连到机器控制系统的电缆=串联电缆说明：说明：如图4-27所示串联，需用专用电缆连接（见附

14、件）。只有串联装置的第一级连接到机器上。两个串联装置之间电缆的最大长度为3m。专用电缆需专门订购。 光束的对准光束的对准 安全装置安装好且接线完成后，需要校准，以使发射器发出的光束恰好落到接收器上。上电后，观察接收器或发射器/接收器模块（M2000-A/P）上的7-段码显示。参照下列信息即可知道校准程度。 注释：注释：校准后，校准模式保持2分钟后关闭。若要重新校准，需关闭电源重新上电。注释：注释：串联时，校准顺序为S1/R1-S2/R2-S3/R3。 显示显示意义意义0接收器和发射器完全未对准，需重新校准1有部分光束未落在接收器上2光束全部落在接收器上，但非最佳位置无显示最佳位置，在此固定C2

15、000故障指南故障指南 故障情况下，发射器和接收器上的7-段码显示和LED显示提供了故障信息。 l 发射器发射器显示显示意义意义原因原因采取措施采取措施发射器上的黄色LED不亮未上电检查供电电压检查接线，测量电压7-段号显示段号显示E系统故障光电开关损坏更换光电开关o.外部测试Test输入端开（0V）Test输入端接24VH（仅限M2000）*）大检测范围225mH-RANGE（24V）L（1），闪动无效的光束编码检查发射器和接收器的光束编码接线发射器和接收器的光束编码必须一致L（4），闪动串联系统出错检查串联电缆更换串联电缆编码编码*）-地址1-地址2-地址3C2000故障指南故障指南l接收

16、器接收器 显示显示意义意义原因原因采取措施采取措施7-段码显示段码显示0，最多持续2分钟发射器无光同步发射器接收器未对准对准发射器接收器1，最多持续2分钟发射器光同步，但有光束被遮断发射器接收器未对准对准发射器接收器2，最多持续2分钟光束强度弱发射器/接收器未对准，或镜面脏或者有刮痕对准发射器/接收器，清洁镜面。刮痕严重时，更换装置E系统故障光电开关损坏更换光电开关F（1），闪动OSSD1电流500mA继电器损坏,短路于GND检查继电器和接线F（2），闪动OSSD1稳定于24V检查短路线路的接线修复短路线路F（3），闪动OSSD1稳定于GND检查短路线路的接线修复短路线路F（4），闪动OSSD

17、2电流500mA继电器损坏,短路于GND检查继电器和接线C2000故障指南故障指南l接收器接收器 显示显示意义意义原因原因采取措施采取措施F（5），闪动OSSD2稳定于24V检查短路线路的接线修复短路线路F（6），闪动OSSD2稳定于GND检查短路线路的接线修复短路线路F（7），闪动OSSD1和OSSD2短路检查接线修复故障线路L（1），闪动光束编码无效检查发射器接收器的编码设置接线发射器接收器连接成相同的光束编码L（3），闪动检测到外部的发射器光束检测范围内有另外的光电开关或反射面改变光束编码或设置分隔墙L（4），闪动串联系统出错编码编码-地址1-地址2-地址3C2000技术参数技术参数安全

18、光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（硬件）安全光栅应用（软件）安全光栅应用（软件）查看光栅在程序中应用（输入）在MAPIN以右边安全光栅为例，也就是Local:2:I:Data119.15安全光栅应用（软件）安全光栅应用（软件）l第一个使用由IO表我们可以看出第一个使用点，是在控制按钮箱上指示安全系统是否故障的。安全光栅应用（软件）安全光栅应用（软件）l第二个使用lMapoutputsMapoutputs由IO表我们可以看出第一个使用点，是在指示灯箱上指示安全系统是否故障的。安全光栅应用（软件）安全光栅应用（软件）查看光栅在程序中应用（输出）Map