Lasermesssysteme LMS200/211/211/291

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1 TECHNISCHE BESCHREIBUNG Lasermesssysteme LMS200/211/211/291 Messbar wirtschaftlicher

2 Software-Stand Technische Beschreibung Lasermesssysteme LMS LMS291 Software-Stand Gerätetyp Funktion Stand LMS200 Firmware für Indoor-Anwendungen (Standard) V 2.30 Q501 LMS211/ LMS221/ LMS291 Firmware für Outdoor-Anwendungen (Standard) X 1.27 Q501 LMS211-/221-Sxx Firmware für Outdoor-Anwendungen (Sondersoftware) typabhängig LMS291-Sxx Firmware für Outdoor-Anwendungen (Sondersoftware) typabhängig LMSIBS Konfigurationssoftware (Windows-orientiert) V 5.20 Q393 Funktion dieses Dokuments Dieses Dokument stellt die Lasermesssysteme LMS200/221/221/291 vor und beschreibt ihre Einsatzgebiete und vielfältigen Funktionen. Es unterstützt die Einsatzplanung, die Montage und den elektrischen Anschluss eines solchen Systems. Die Beschreibung bezieht sich auf die Standard- und Sonderausführungen der Systeme. Zielgruppe Einsatzplaner wie Techniker, Ingenieure und Konstrukteure. Ergänzende Dokumentationen Die Inbetriebnahme der Systeme mit Hilfe der Konfigurationssoftware für die Anwendung Bereichsüberwachung bzw. für einfache Messaufgaben beschreibt die Bedienungsanleitung Konfigurationssoftware LMSIBS (Nr ) und deren Ergänzung (Nr ). Für Anwendungen, die eine kundenspezifische, externe Auswertung der Messdaten durch externe Treiber erfordern (Positions-/Objektvermessung und andere messtechnische Aufgaben), steht das Telegrammlisting LMS2xx (Nr ) zur Verfügung. Die Realisierung von externen Auswerteroutinen mit Hilfe des Software Tool MST200 ist in der Technischen Beschreibung Measurement Software Tool MST 200 (Nr , für PC) dargelegt. Copyright Copyright 2006 SICK AG Waldkirch Auto Ident Werk Reute Nimburger Straße Reute Germany Warenzeichen Windows 98 TM und Windows XP TM sind eingetragene Warenzeichen oder Warenzeichen der Microsoft Corporation in den USA und anderen Ländern. Ausgabeversion der Technischen Beschreibung Die neueste Ausgabe dieses Dokuments ist als PDF erhältlich unter 2 SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved /QI72/

3 Technische Beschreibung Inhalt LMS LMS291 Inhalt 1 Einsatzgebiete Lasermesssysteme LMS200/211/221/ Produktmerkmale Funktionsprinzip Spotabstand/Spotdurchmesser/Reichweite Einsatzbedingungen/Reichweite Einbaulage Heizbetrieb (LMS211/LMS221) Remissionsverhalten unterschiedlicher Objekte Remissionsverhalten bei Nebel (LMS211, LMS221, LMS291) Blankingkurve Bereichsüberwachung (LMS211/LMS221) Kontur als Referenz (LMS211/221), Bereichsüberwachung Anwendungsgebiete Objektvermessung/Positionsvermessung Bereichsüberwachung/Detektion Montage Elektrische Installation LMS211/LMS LMS200/LMS Synchronisation von zwei LMS2xx Voraussetzungen für die Synchronisation Vorgehensweise Inbetriebnahme Synchronisation Heizplatte für LMS200/LMS Konfiguration/Bedienung Varianten/Funktionen Varianten-Übersicht Funktionen Technische Daten Maßbilder LMS200/LMS LMS LMS211 mit Staubschutztubus LMS Zubehör Bestellangaben Lasermesssysteme LMS2xx Lieferbares Zubehör Begriffserklärungen EG-Konformitätserklärung...47 Laser LMS Radar SPS Verwendete Abkürzungen Light amplification by stimulated emission of radiation Lasermesssystem Radio detecting and ranging Speicher-Programmierbare Steuerung /QI72/ SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved 3

4 Kapitel 1 Einsatzgebiete Technische Beschreibung Lasermesssysteme LMS LMS291 1 Einsatzgebiete 1.1 Lasermesssysteme LMS200/211/221/291 Volumen- oder Konturbestimmung von Schüttgut Volumenermittlung von Objekten (Paket-/Paletten-/Containervermessung) Positionsermittlung von Objekten (Paletten, Container, Transportbehälter) Kollisionsschutz an Fahrzeugen oder Kränen Steuern von Andockvorgängen (Positionieren) Klassifizierung von Objekten (Fahrzeugerkennung, Kameratrigger) Prozessautomation (z.b. Kalanderwalze) Überstandskontrolle/Bereichsüberwachung im automatisierten Parkhaus Freilandüberwachung im Objektschutz (Gebäude, Fassaden, Flächen, Schächte) u.a. Kollisionsschutz für Roboter im Automobilbau Flächenüberwachung im Objektschutz Positionierhilfe bei Containerhandling Volumenvermessung von Fluggepäck Klassifizierung von Fahrzeugen (LKW-Maut) Überstandskontrolle bei automatischer Be-/Entladung von Air-Cargo-Containern Navigation und Kollisionsschutz für Containerkran Abb. 1-1: Einsatzgebiete der Lasermesssysteme LMS200/221/221/291 4 SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved /QI72/

5 Technische Beschreibung Kapitel 2 LMS LMS291 Produktmerkmale 2 Produktmerkmale Die Lasermesssysteme LMS200/221/221/291 sind berührungslos arbeitende Entfernungsmesssysteme im Stand-alone-Betrieb für den industriellen Einsatz. Sie tasten ihre Umgebung in einem radialen Sichtfeld zweidimensional mit Infrarot-Laserstrahlen ab (Laser-Radar). Hierzu benötigen die Systeme keine Reflektoren oder Positionsmarken. Die Lasermesssysteme finden Einsatz bei: Bereichsüberwachung Objektvermessung und Detektion Positionsbestimmung Hinweis Für die Anwendung Bereichsüberwachung können im Lasermesssystem LMS200/221/ 221/291 zwei Feldsätze mit je max. drei Überwachungsfeldern konfiguriert werden. Aktiv ist immer ein Feldsatz. Jedem Überwachungsfeld ist ein Schaltausgang (Ruhepotential typ. DC 24 V) zugeordnet. Sondergeräte stellen Relais-Ausgänge zur Verfügung. Parallel zur Bereichsüberwachung kann die Messdatenausgabe erfolgen. Für die Objektvermessung stehen Standardlösungen wie z.b. Volumenmessung von Paketen und Paletten, Volumenstrommessung von Schüttgut zur Verfügung. Zur Positionsbestimmung und für weitere messtechnische Aufgaben können die Messdaten des Lasermesssystems LMS200/221/221/291 mit einer externen Auswertesoftware individuell in Echtzeit verarbeitet werden. Die Lasermesssysteme LMS200/221/221/291 werden im Folgenden vereinfacht als LMS2xx bezeichnet, außer an Stellen, an denen eine Unterscheidung erforderlich ist. Die Lasermesssysteme LMS2xx sind keine Geräte für den Personenschutz im Sinne der jeweils gültigen Sicherheitsnormen für Maschinen. Hinweis Wartung und Pflege Das LMS2xx arbeitet wartungsfrei. Lediglich die Frontscheibe sollte, abhängig vom Einsatzort, zeitweilig mit Hilfe eines weichen, fusselfreien und sauberen Tuchs sowie Wasser feucht gereinigt werden. Bei Geräten für den Einsatz im Outdoor-Bereich (LMS211/221) empfiehlt es sich, zusätzlich regelmäßig den Zustand der Trockenmittelpatrone zu kontrollieren und diese bei Bedarf zu ersetzen. Fehleranzeige Auftretende Geräte- und Funktionsfehler schreibt das LMS2xx in seinen Fehlerspeicher. Der Inhalt kann mit Hilfe der Fehlerdiagnose in der Konfigurationssoftware LMSIBS oder einem Telegramm ausgelesen und interpretiert werden. Zur weiter gehenden Fehlerbehebung steht der SICK-Service (Telefon +49 (0)211/ ) zur Verfügung. Fehlfunktionen infolge verschmutzter Frontscheibe zeigt das LMS200/LMS291 über die eingebauten LEDs (je nach Verschmutzungsgrad Warnung oder Fehler) an (Tab. 7-4, Seite 21), ansonsten melden alle LMS2xx einen Fehler über den Schaltausgang OUT C / Weak mit einem pulsierenden Signal. Die Sondergeräte LMS211-/LMS221-S19/-S20 für spezielle Sicherheitsanwendungen (Bereichsüberwachung) melden dagegen optional am Schaltausgang OUT C wahlweise je nach Verschmutzungsgrad eine Warnung oder einen Fehler durch Schalten vom statischen Ruhepotential typisch DC 24 V (high) gegen Signalmasse (low). Lasermesssysteme LMS2xx nicht öffnen! Mit dem Öffnen erlischt die Hersteller-Garantie /QI72/ SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved 5

6 Kapitel 2 Produktmerkmale Technische Beschreibung Lasermesssysteme LMS LMS291 Merkmale und Vorteile Berührungslose optische Messung, auch über große Entfernung Kurze Tastzeit, dadurch hohe Geschwindigkeit des Messobjektes möglich Keine besonderen Remissionseigenschaften des Messobjektes erforderlich Keine Reflektoren und keine Markierung der Messobjekte notwendig Hintergrund oder Untergrund beeinflussen die Messung nicht Beliebige Position der Messobjekte möglich Messdaten stehen in Echtzeit zur Verfügung und können für weitere Rechen- bzw. Steuerungsaufgaben verwendet werden Aktives System, keine Ausleuchtung der Messstelle notwendig Einfache Montage und Inbetriebnahme Voll outdoor-taugliche Varianten (IP 67) LMS200 LMS211 LMS221 LMS291 Abb. 2-1: Typenübersicht: Gehäuseformen des LMS2xx Siehe auch Kapitel 11 Varianten/Funktionen, Seite 27. Aufbau eines LMS2xx Ein Lasermesssystem besteht aus folgenden Komponenten: Laserscanner Auswerteelektronik Mess- und Auswertesoftware (Firmware mit integrierter Bereichsüberwachung) Datenschnittstelle (RS-232/RS422, umschaltbar) Einem digitalen Schalteingang Drei digitalen Schaltausgängen (Sondergeräte der Serie LMS211/221: zwei Relaisausgänge/ein Schaltausgang) Drei Funktionsanzeigen (LED), nur bei LMS200/LMS291 6 SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved /QI72/

7 Technische Beschreibung Kapitel 3 LMS LMS291 Funktionsprinzip 3 Funktionsprinzip Das LMS2xx arbeitet nach dem Prinzip der Pulslaufzeitmessung: Ein gepulster Laserstrahl wird ausgesandt (Abb. 3-1). Trifft der Laserimpuls auf ein Objekt, wird er reflektiert und im Empfänger des LMS2xx registriert. Die Zeit vom Aussenden bis zum Empfangen des Impulses ist direkt proportional zur Entfernung zwischen LMS2xx und Objekt (Lichtlaufzeit). S E s ~ Δ t Δt S E 0 t S = Sender E = Empfänger Abb. 3-1: Funktionsprinzip Durch einen internen Drehspiegel wird der gepulste Laserstrahl abgelenkt und die Umgebung fächerförmig abgetastet (Laser-Radar). Aus der Abfolge der empfangenen Impulse wird die Kontur des Objektes berechnet. Die Messdaten stehen zur weiteren Auswertung in Echtzeit an der Datenschnittstelle zur Verfügung. Für den Outdoor-Einsatz ist in bestimmten LMS2xx eine automatische Nebelkorrektur aktiv (siehe Tab. 11-2, Seite 27). Regentropfen oder Schneeflocken können über eine pixelorientierte Auswertung ausgeblendet werden. 3.1 Spotabstand/Spotdurchmesser/Reichweite Im radialen Sichtfeld wird in Schritten von 0,25, 0,5 bzw. 1 (je nach eingestellter Variante) ein Lichtimpuls (Spot) ausgesandt. Bedingt durch die Strahlgeometrie und den Durchmesser der einzelnen Spots, überlappen sich diese auf dem zu messenden Objekt bzw. bis zu einer bestimmten Entfernung. Abb. 3-2 zeigt die Spotabstände in Abhängigkeit der Reichweite sowie den jeweiligen Spotdurchmesser. Spotdurchmesser/ Spotabstand (cm) Spotabstand bei Winkelauflösung 1 Spotabstand bei Winkelauflösung 0, Spotabstand bei Winkelauflösung 0, Reichweite (m) Spotdurchmesser LMS211/221/291 Spotdurchmesser LMS200 Abb. 3-2: Spotgrößen/Spotabstände /QI72/ SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved 7

8 Kapitel 4 Einsatzbedingungen/Reichweite Technische Beschreibung Lasermesssysteme LMS LMS291 4 Einsatzbedingungen/Reichweite 4.1 Einbaulage Die Einbaulage des LMS2xx ist beliebig. Montagehinweise in Kapitel 6 Montage, Seite 13 beachten. 4.2 Heizbetrieb (LMS211/LMS221) Zur Verwendung im Temperaturbereich unter 0 C sind im LMS211/LMS221 eine thermostatgeregelte Heizung sowie beim LMS 211 zusätzlich eine Frontscheibenheizung eingebaut. Um Betauung im Gehäuse zu vermeiden, nimmt die angeschlossene Heizung bei 10 C automatisch den Betrieb auf. Vor Inbetriebnahme des LMS211/LMS221 (z.b. vor Arbeitsbeginn) muss der Innenraum des Geräts auf mind. 0 C aufgeheizt sowie eventuelle Eisbildung auf der Frontscheibe abgetaut sein. Die Aufheizzeit bei einer Außentemperatur von 30 C beträgt ca. 120 min. 4.3 Remissionsverhalten unterschiedlicher Objekte Die Reichweite der LMS2xx hängt von der jeweiligen Remission (Reflektivität) des Objektes sowie von der Sendelichtstärke des LMS2xx ab. Zur Übersicht sind in Tab. 4-2 einige Remissionswerte bekannter Materialien aufgeführt (KODAK-Standards). LMS mit Standard-Reichweite, ohne Nebelkorrektur LMS LMS LMS Tab. 4-1: Typenübersicht: Reichweite/Nebelkorrektur LMS mit hoher Reichweite, mit Nebelkorrektur LMS LMS211-S07/S14/S15/S19/S20 LMS LMS221-S07/S14/S15/S19/S20 LMS291-S05/S14/S15 Remission (%) Material Remission Photokarton, schwarz matt 10 % Karton, grau 20 % Holz (Tanne roh, verschmutzt) 40 % PVC grau 50 % Papier, weiss matt 80 % Aluminium, schwarz eloxiert % Stahl, rostfrei glänzend % Stahl, hochglänzend % Reflektoren >2.000 % Tab. 4-2: Remissionswerte 1 0, Reichweite (m) Abb. 4-1: LMS200: Reichweite in Abhängigkeit der Objektremission 8 SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved /QI72/

9 Technische Beschreibung Kapitel 4 LMS LMS291 Einsatzbedingungen/Reichweite Erforderliche Remission (%) *) LMS211 LMS221 LMS291 LMS211 LMS221 LMS291 typ. Neugerät mit sauberer Frontscheibe typ. Neugerät mit sauberer Frontscheibe typ. Neugerät mit Verschmutzung (Warnsignal aktiv) typ. Neugerät mit Verschmutzung (Warnsignal aktiv) *) bei Detektion des Objekts mit kompletter Spotabdeckung Reichweite (m) Abb. 4-2: LMS211/LMS221/LMS291: Erforderliche Remission für Reichweite bei klarer Sicht Mit der mitgelieferten Konfigurationssoftware LMSIBS kann im Ausnahmefall die Empfindlichkeit der Outdoor-Varianten verändert werden: Richtwerte für Standardeinstellung (Abb. 4-2): Reichweite 30 m/remission 10 % Richtwerte für unempfindlichere Schwelle: Reichweite 25 m/remission 10 % Richtwerte für empfindlichere Schwelle: Reichweite 30 m/remission 5 % Hinweis Für LMS211/LMS221/LMS291 die Remissionskurven im Bereich ,5 m beachten. Höhere Empfindlichkeit verbessert das Erkennungsvermögen für dunkle Objekte, jedoch erhöht sich die Fremdlichtempfindlichkeit. Niedere Empfindlichkeit reduziert das Erkennungsvermögen für dunkle Objekte, jedoch verbessert sich die Fremdlichtempfindlichkeit. 4.4 Remissionsverhalten bei Nebel (LMS211, LMS221, LMS291) Tritt beim Außeneinsatz Nebel auf, so gelten die Reichweitendiagramme in Abb. 4-3 bis Abb Erforderliche Remission (%) *) Reichweite (m) Typ. Remission bei Normsichtweite: 50 m 100 m 200 m 500 m *) bei Detektion des Objekts mit kompletter Spotabdeckung Abb. 4-3: LMS211: Erforderliche Remission für Reichweite bei Nebel /QI72/ SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved 9

10 Kapitel 4 Einsatzbedingungen/Reichweite Technische Beschreibung Lasermesssysteme LMS LMS291 Erforderliche Remission (%) *) Typ. Remission bei Normsichtweite: 50 m 100 m 200 m 500 m Reichweite (m) *) bei Detektion des Objekts mit kompletter Spotabdeckung Abb. 4-4: LMS221/LMS291: Erforderliche Remission für Reichweite bei Nebel 4.5 Blankingkurve Bereichsüberwachung (LMS211/LMS221) Softwareeinstellung der Objektausblendung in Abhängigkeit der Entfernung. Ein Objekt wird größenabhängig nur bis zu einer bestimmten Entfernung ausgeblendet. Über diese hinaus signalisiert das LMS211/LMS221 eine Feldverletzung unabhängig von der Objektgröße. Messentfernung (m) LMS211/221: Winkelauflösung ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Ausblendbarer Objektdurchmesser (m) Abb. 4-5: Nutzbare Reichweite in Abhängigkeit des konfigurierten Blankingdurchmesser, z.b. max. 17 m bei Blankingdurchmesser 0,3 m 4.6 Kontur als Referenz (LMS211/221), Bereichsüberwachung Softwareeinstellung der Kontur als Referenz in Abhängigkeit der Entfernung. Das LMS2xx benötigt eine minimale Kontur als Referenz in Abhängigkeit der Entfernung. Ist die Kontur zu klein, signalisiert das LMS211/LMS221 den Konturverlust nicht. Messentfernung (m) LMS211/221: Winkelauflösung ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 Sicher detektierter Objektdurchmesser je konfigurierten Blankingdurchmesser (m) Abb. 4-6: Nutzbare Reichweite je sicher detektiertem Objektdurchmesser, z.b. bei Objektdurchmesser 0,3 m führt Konturverlust in 17 m Entfernung zum Schalten des Ausgangs 10 SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved /QI72/

11 Technische Beschreibung Kapitel 5 LMS LMS291 Anwendungsgebiete 5 Anwendungsgebiete Man unterscheidet die Anwendungsgebiete: Objektvermessung Positionsvermessung Bereichsüberwachung 5.1 Objektvermessung/Positionsvermessung Zur Objekt- und Positionsvermessung werden die aus den Rohmessdaten aufbereiteten Messdaten des LMS2xx verwendet. Diese Messdaten entsprechen der gelesenen Umgebungskontur des LMS2xx und werden über die RS-232-/RS-422-Schnittstelle im binären Format ausgegeben. Das benötigte Telegrammlisting ist Bestandteil des Lieferumfangs (PDF-Datei auf CD-ROM). Zur weiteren Unterstützung von Software-Anbindungen an das LMS2xx bietet SICK das Measurement-Software-Tool MST200 an (siehe Technische Beschreibung MST200 (Nr ). Verarbeitung der Messdaten Die Verarbeitung der Messdaten erlaubt eine individuelle Anpassung an die jeweilige Messaufgabe des Systems. Möglichkeiten der Datenvorverarbeitung im LMS2xx: Mittelwertbildung über Scans Eingrenzen des Übertragungsbereichs (z.b. Strahl 10 30) zur Datenreduktion Möglichkeiten der externen Datenverarbeitung: Auswertung von Teilbereichen des bzw Scanwinkels Mittelung der übertragenen Messwerte (Steigerung der Genauigkeit und Glättung) Geraden- und Kurvennäherung durch Interpolation der Messwerte Positionsermittlung/Volumenermittlung beliebiger Objekte 3. Dimension (Längeninformation/Fördergeschwindigkeit) über Inkrementalgeber o.ä. Die externe Auswertung (Software) kann z.b. in einem PC oder auch in einer SPS erfolgen. Ausgewertet werden prinzipiell die Entfernungswerte je Einzelimpuls (Spot). D.h. abhängig von der Winkelauflösung des LMS2xx wird in Schritten von 0,25, 0,5 bzw. 1 ein radialer Entfernungswert ermittelt. Winkelauflösung 0,25 0,5 1 Max. Scanwinkel *) Max. Anzahl Messwerte *) symmetrisch zur Mitte Tab. 5-1: Winkelauflösung, Scanwinkel und Anzahl Messwerte Die Winkelauflösung wird über ein Softwaretelegramm oder die Konfigurationssoftware LMSIBS eingestellt. Da die einzelnen Werte hintereinander ausgegeben werden (beginnend mit Wert 1), kann anhand der Position im Datenstring die jeweilige Winkelstellung zugeordnet werden. Zu beachten ist die Drehrichtung des Laserstrahls (siehe Abb. 5-1, Seite 12). Im Auslieferungszustand ist das LMS2xx auf den Modus Messwerte auf Anforderung und Übertragungsrate Baud eingestellt (Änderung durch entsprechende Telegramme) /QI72/ SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved 11

12 Kapitel 5 Anwendungsgebiete Technische Beschreibung Lasermesssysteme LMS LMS291 Es empfiehlt sich, das LMS2xx in der Betriebsart 9600 Baud bei Power on zu betreiben (Auslieferungszustand). Die Umstellung auf eine andere Baudrate kann beim Hochlaufen des Gesamtsystems erfolgen. 5.2 Bereichsüberwachung/Detektion Das LMS2xx übernimmt hier die automatische Freimeldung von definierten Bereichen (Flächen in Form beliebig einstellbare Feldgeometrien). D.h., eine Verletzung eines Feldes durch bewegte oder ruhende Objekte (z.b. Menschen oder Gegenstände) führt zu einem Signalwechsel am zugeordneten Schaltausgang. Pixelorientierte Auswertung/Objektblanking Die pixelorientierte Auswertung dient bei Einsatz im Außenbereich zur Ausblendung von Regentropfen und Schneeflocken bzw. Partikeln und macht das LMS2xx somit unempfindlicher gegen Umwelteinflüsse. Dabei werden aufeinander folgende Meldungen (Messwerte) der einzelnen Spots je Scan abgespeichert und ein separater Zähler je Spot gestartet. Durch mehrmaliges Überprüfen der meldenden Spots (Mehrfachlesung, je nach Einstellung) können damit Falschmessungen ausgefiltert werden. Bei externer Datenverarbeitung sollte die Pixelauswertung in der entsprechenden Auswertesoftware enthalten sein. Das Blanking dient der Ausblendung von Objekten, die nicht detektiert werden sollen, z.b. eines Stahlseils, das sich innerhalb des Überwachungsfeldes befindet. Die Objektgröße, die ausgefiltert werden kann, ist entfernungsabhängig (siehe Abb. 4-5, Seite 10). Vertiefende Informationen hierzu enthält die Bedienungsanleitung Konfigurationssoftware LMSIBS (Nr ). LMS211 LMS200/LMS221/LMS291 letzter Wert erster Wert letzter Wert erster Wert Scanwinkel 100 Scanwinkel 180 Abb. 5-1: Drehrichtung und max. Scanwinkel (Standard-Geräte) bei Aufsicht auf Geräte 12 SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved /QI72/

13 Technische Beschreibung Kapitel 6 LMS LMS291 Montage 6 Montage Zur einfachen Montage stehen verschiedene Befestigungssätze zur Verfügung (siehe Abb. 6-1 und Abb. 6-4, Seite 14). Diese erlauben die Justage der Geräte in der vertikalen und horizontale Achse. Das LMS2xx kann in beliebiger Position angebaut werden. Direkte Sonneneinstrahlung auf die Frontscheibe ist zu vermeiden (Blendung). Um Beeinträchtigungen der Verschmutzungsmessung (Frontscheibe) zu vermeiden, sind die Outdoor-Varianten grundsätzlich so über Kopf zu montieren, dass der Anschlussstecker auf der Geräterückseite rechts unten positioniert ist (Abb. 6-1). Outdoor-Montage Bei direkter Sonneneinstrahlung auf das Gehäuse ist kundenseitig ein geeigneter Sonnenschutz vorzusehen (Blechplatte o.ä., siehe Abb. 6-2). Zur Befestigung sind Nuten für Vierkantmuttern M5 an der Geräterückseite des LMS211/LMS221 angebracht. Zur Vermeidung von Staub- und/oder Feuchtigkeitsniederschlag auf der Frontscheibe empfiehlt sich ein Staubschutztubus (siehe LMS211). Bei starkem Staubanfall kann zusätzlich mit Spülluft gearbeitet werden. Staubschutz LMS211 ±7,5 ±7,5 Abb. 6-1: Befestigungssatz Nr für LMS211/LMS221/ hier Überkopfmontage Abb. 6-2: Sonnenschutz für LMS211 (Beispiel) /QI72/ SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved 13

14 Kapitel 6 Montage Technische Beschreibung Lasermesssysteme LMS LMS291 Abb. 6-3: Befestigungssatz (Nr /Nr ) zur Mastmontage des LMS211/LMS221 Abb. 6-4: Befestigungssätze 1 bis 3 für LMS200/LMS291 Wetterschutzhaube Nr für vertikale Montage Wetterschutzhaube Nr für horizontale Montage Abb. 6-5: Wetterschutzhauben Nr und Nr für LMS SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved /QI72/

15 Technische Beschreibung Kapitel 7 LMS LMS291 Elektrische Installation 7 Elektrische Installation 7.1 LMS211/LMS221 Die Betriebsspannung des LMS211/LMS221 beträgt DC 24 V ± 15 % bei einer Leistungsaufnahme von 20 W zzgl. der Last an den drei Schaltausgängen Ausgängen OUT A (max. 250 ma), OUT B (max. 250 ma) und OUT C (max. 100 ma) der Standard-Geräte Datenschnittstelle Die Datenschnittstelle des LMS2xx dient der Parametrierung mit einem PC bzw. dem Datenverkehr bei externer Softwareauswertung (z.b. mit SICK Interface LMI200). Der aktive Schnittstellentyp (RS-232/RS-422) wird durch eine Drahtbrücke im Anschlussstecker gewählt. Max. Leitungslängen bei RS-232: 10 m, bei RS-422 bis 38,4 KBd: m, bis 500 KBd: 250 m. Zur Parametrierung steht eine konfektionierte Serviceleitung zur Verfügung (siehe Abb. 7-5, Seite 17). Hinweis Beim Betrieb mit externer Datenauswertung in Echtzeit ist eine abgeschirmte Leitung mit twisted pair -Adern vorzusehen (2 x 2 TP, siehe Kapitel 14 Bestellangaben, Seite 40) Stromversorgung Die Elektronik des LMS2xx wird direkt von einem geregelten DC-24-V-Netzteil versorgt. Die Innenheizung der LMS 211/LMS 221 ist intern durch ein Thermostat geregelt. Zur Stromversorgung der Heizung ist ein ungeregeltes DC-24-V-Netzteil ausreichend (Strombedarf bei aktiver Heizung ca. 6 A). Zum Anschluss der Heizung stehen im Anschlussstecker (IP 67) des LMS 211/LMS 221 separate Anschlussklemmen zur Verfügung. Durch die separate Beschaltung besteht die Möglichkeit, auch bei inaktivem LMS 211/LMS 221 die Heizung in Betrieb zu halten, um die Betriebstemperatur des LMS 211/LMS 221 bis zum Wiedereinschalten aufrecht zu erhalten (Vermeidung von Betauung im Innern des LMS 211/LMS 221). LMS211/221 Heizung Elektronik Schaltausgänge DC 24 V = DC 24 V = alternativ 2 LMS211/221 Heizung Elektronik Schaltausgänge 3 Steuerschrank Abb. 7-1: LMS211/LMS221: Verschaltung bei Flächenüberwachung (schaltende Anwendung) /QI72/ SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved 15

16 Kapitel 7 Elektrische Installation Technische Beschreibung Lasermesssysteme LMS LMS291 Heizung Elektronik 2 2 DC 24 V = DC 24 V = Steuerung RS-422 LMS211/221 alternativ Heizung Elektronik 2x2 TP 2 Auswertung Rechner Host/PC RS-422 LMS211/221 Steuerschrank Abb. 7-2: LMS211/LMS221: Verschaltung bei externer Datenweiterverarbeitung 2 DC 24 V = Heizung Elektronik 2 2 DC 24 V Schalt- Ausgänge RS-422 LMS211/221 2x2 TP RS 422 LMI200 Steuerschrank Abb. 7-3: LMS211/LMS221: Verschaltung bei Verwendung des LMI200 Hinweis Zulässigen Spannungsabfall auf der Leitung beachten. Die volle Heizleistung (bei Temperaturen unter 10 C erforderlich) steht nur bei mind. 24 V Nennspannung am LMS211/ LMS221 zur Verfügung (siehe Kapitel 12 Technische Daten, Seite 29). Der Spannungsabfall auf Leitungen bei einem Stromfluss von 5 A beträgt bei 1,5 mm 2 Leiterquerschnitt 0,114 V/m, bei 2,5 mm 2 Leiterquerschnitt 0,075 V/m. Betriebszustand Schaltausgang OUT A Schaltausgang OUT B Schaltausgang OUT C 1) Start (Initialisierung) typ. 0 V typ. 0 V typ. 0 V Alle Überwachungsfelder frei typ. DC 24 V 2) typ. DC 24 V 2) typ. DC 24 V 2) Feld A, B oder C verletzt typ. 0 V, wenn A verletzt typ. 0 V, wenn B verletzt typ. 0 V, wenn C verletzt Download Konfiguration zum LMS2xx typ. 0 V typ. 0 V typ. 0 V Anforderung am Restart-Eingang abhängig von der Parametrierung (Feldsatzumschaltung oder Feldfreigabe) Verschmutzung Frontscheibe (Warnung) typ. DC 24 V 2) typ. DC 24 V 2) typ. DC 24 V 2) Verschmutzung Frontscheibe (Fehler) typ. 0 V typ. 0 V typ. 0 V, 90 % ein, 10 % aus, 1 Hz Fehler typ. 0 V typ. 0 V typ. 0 V, 10 % ein, 90 % aus, 1 Hz Fataler Fehler typ. 0 V typ. 0 V typ. 0 V, 50 % ein, 50 % aus, 5 Hz 1) Sondergeräte LMS211-/221-S19/-S20: für Warnung oder Fehler aufgrund Frontscheibenverschmutzung optional auch statisches Signal am Schaltausgang OUT C 2) Bei Sondergeräten mit Relais-Ausgängen ist der Schaltstromkreis geschlossen Tab. 7-1: Verhalten der Schaltausgänge OUT A... OUT C 16 SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved /QI72/

17 Technische Beschreibung Kapitel 7 LMS LMS291 Elektrische Installation Elektrischer Anschluss LMS211/LMS221 (Schaltausgänge) Bezugserde Datenleitung (Schirmung) RD RD+/RxD RS-232/RS-422 1) Heizung GND reserviert 2) reserviert 2) Weak/OUT C Elektronik GND TD TD+/TxD RS-232/RS-422 1) Heizung 24 V/6 A OUT A OUT B Restart Elektronik 24 V/1 A 1) ohne Brücke RS-232, mit Brücke RS-422 2) nicht beschalten! Hinweis: Um den Kurzschluss-/Überlastungschutz der zuführenden Versorgungsleitung sicherzustellen, die externe Stromversorgung mit einer Strombegrenzung versehen (z. B. Sicherung) Beschaltung Datenschnittstelle RS-232 Beschaltung Datenschnittstelle RS-422 Abb. 7-4: LMS211/LMS221 (Schaltausgänge): Klemmenbelegung des Anschlusssteckers/Verdrahtung der Datenschnittstellen 16-pol. Stecker 9-pol. D-Sub- Buchse Anschluss am PC Datenleitung Versorgungsleitung 16-pol. Buchse Grundeinstellung RS-232 (ohne Brücke). RS-422 durch Einlegen einer Brücke zw. Pin 3 und 11 in der 16-pol. Buchse Anschluss am LMS211/LMS221 Anschluss an anwenderseitigem LMS-Anschlussstecker Abb. 7-5: LMS211/LMS221: Serviceleitung Nr zur Parametrierung /QI72/ SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved 17

18 Kapitel 7 Elektrische Installation Technische Beschreibung Lasermesssysteme LMS LMS291 reserviert Elektronik Abb. 7-6: LMS211/LMS221 (Schaltausgänge): Beschaltung der Klemmen Elektrischer Anschluss LMS211/LMS221 (Relaisausgänge) Bezugserde Datenleitung (Schirmung) RD RD+/RxD RS-232/RS-422 *) Heizung GND OUT A.1 OUT A.2 Weak/OUT C Elektronik GND TD TD+/TxD RS-232/RS-422 *) Heizung 24 V/6 A OUT B.2 OUT B.1 Restart Elektronik 24 V/1 A Relaiskontakte werksseitig als Schließer eingestellt. Überwachungsfeld frei = Kontakt geschlossen *) ohne Brücke RS-232, mit Brücke RS-422 Abb. 7-7: LMS211/LMS221 (Relaisausgänge): Klemmenbelegung des Anschlusssteckers (werkseitige Einstellung: Schließer) Elektronik Abb. 7-8: LMS211/LMS221 (Relaisausgänge): Beschaltung der Klemmen Schaltverhalten der Ausgänge Das LMS211/LMS221 mit Schaltausgängen ist so konzipiert, dass bei freien Überwachungsfeldern die drei Schaltausgänge eingeschaltet sind (Ruhepotenzial typ. 24 V DC). Bei Feldverletzung schaltet der jeweilige Ausgang auf 0 V-Pegel. Am LMS211/LMS221 mit potentialfreien Relaisausgängen sind die Kontakte an OUT A und OUT B als Schließer werksseitig voreingestellt. Bei freiem Überwachungsfeld ist der jeweilige Kontakt geschlossen, bei Feldverletzung geöffnet. Mit diesem Funktionsverhalten der Schaltausgänge wird die Anschlussleitung automatisch auf Unterbrechung überwacht. Der Ausgang OUT C/Weak ist so konzipiert, dass er einerseits als Standard-Feldausgang arbeitet, im Fehlerfall jedoch übergeordnet die Fehlermeldung ausgibt (siehe auch Tab. 7-1, Seite 16). 18 SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved /QI72/

19 Technische Beschreibung Kapitel 7 LMS LMS291 Elektrische Installation 7.2 LMS200/LMS Elektrischer Anschluss Das LMS200/LMS291 benötigt eine Betriebsspannung von DC 24 V ± 15 % bei einer Leistungsaufnahme von 20 W zzgl. der Last an den drei Schaltausgängen Ausgängen OUT A (max. 250 ma), OUT B (max. 250 ma) und OUT C (max. 100 ma) der Standard-Geräte. Der Eingang RESTART kann als Wiederanlauf oder zur Feldumschaltung belegt werden (siehe Bedienungsanleitung Konfigurationssoftware LMSIBS (Nr )). Die Spannung wird dem LMS200/LMS291 über ein steckbares Anschlussgehäuse hoher Schutzart (Steckeck) zugeführt (siehe Abb. 7-10), über ein weiteres erfolgt der Anschluss der Datenschnittstelle (RS-232/RS-422) LMS200/LMS291 2 Steckeck mit Datenleitung zur Auswerteeinheit (z.b. Schaltschrank, SPS, PC) bzw. Datenleitung zum temporären Anschluss des PC für Konfiguration und Service des Gerätes 3 Anschlussleitung für Versorgung und Schaltein-/ausgänge zur Maschine bzw. zum Schaltschrank 4 PC für Konfiguration und Service 5 CD-ROM mit Konfigurationssoftware LMSIBS und Dokumentationen Abb. 7-9: LMS200/LMS291: Komponenten und typischer Aufbau Schnittstellenstecker (Steckecken) Die Schnittstellenstecker sind in Steckecken ausgeführt. Erst bei kompletter Montage der Steckecken an den Scanner entspricht das Gerät der Ausführung IP 65 und den EMV-Anforderungen (ESD) nach CE. Darüber hinaus ist zu beachten, dass die LMS200/LMS291 bezüglich ESD-Schutz nur bei montierten Steckecken betrieben werden. Steckeck mit Anschluss Datenschnittstelle Steckeck mit Anschluss Versorgung/Schaltein-/ausgänge Leitungsanschluss nach oben und nach hinten möglich Abb. 7-10: LMS200/LMS291: Gehäuse und Steckecken mit Schnittstellen /QI72/ SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved 19

20 Kapitel 7 Elektrische Installation Technische Beschreibung Lasermesssysteme LMS LMS Pinbelegung der Steckecken Tab. 7-2: Pin Signal Schnittstelle Aderfarbe Anschlussleitung *) 1 GND (Masse) Stromversorgung braun 2 Restart (Wiederanlauf) Schalteingang schwarz 3 DC 24 V ± 15 % Stromversorgung rot 4 n.c. 5 OUT C/Weak Schaltausgang gelb 6 n.c. 7 n.c. 8 OUT B Schaltausgang grün 9 OUT A Schaltausgang orange Gehäuse Schirmung *) Leitung Versorgung/Schaltein-/ausgänge des Anschlusssets 2 und Anschlusssets 3 LMS200/LMS291: Pinbelegung der 9-pol. D-Sub-Buchse im Steckeck Versorgung/Schaltein-/ausgänge Hinweis Externe Stromversorgung mit Strombegrenzung versehen (z.b. Sicherung) Pin Signal Datenschnittstelle 1 RD RS RD+/RxD RS-422/RS TD RS TD+/TxD RS-422/RS GND Ground 6 n.c. 7 Brücke nach 8 Aktivierung der RS-422-Schnittstelle 8 Brücke nach 7 9 n.c. Gehäuse Schirmung Tab. 7-3: LMS200/LMS291: Pinbelegung des 9-pol. D-Sub-Steckers im Steckeck Datenschnittstelle Hinweis Umschaltung des Datenschnittstellentyps Die Datenschnittstelle im vorkonfektionierten Schnittstellenstecker des Anschlusssets wird durch eine Brücke in eine RS-422-Ausführung umgewandelt. Durch Entfernen der Brücke wird die Datenschnittstelle zur RS-232-Ausführung (Auslieferungszustand). Funktion der Datenschnittstelle siehe Kapitel 7.1.1, Seite 15. Die Brückung darf nur innerhalb des Steckecks vorgenommen werden. 9-pol. D-Sub- Stecker Brücke Datenleitung 9-pol. D-Sub- Buchse gelötet gelötet Abb. 7-11: LMS200/LMS291: wählbare Datenschnittstelle im Steckeck (Grundeinstellung RS-232) 20 SICK AG Division Auto Ident Germany All rights reserved /QI72/

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