Чим замінити індуктивний датчик: підбір еквівалента

Коротко. Еквівалент індуктивного датчика підбирають за п'ятьма полями: діаметр корпусу, тип монтажу, гарантована зона на вашому металі, тип виходу, спосіб підключення. Зону рахують не по каталожній Sn, а за формулою Sn × 0,81 × коефіцієнт вашого металу з паспорта конкретної моделі × 0,8 запасу, або по паспортній Sa, якщо виробник її друкує, і результат має перевищувати фактичний зазор у вузлі. Готові розбори нижче: п'ять прикладів «оригінал і наша позиція», таблиці каталогу M8, M12, M18, M30 і блокові корпуси.

П'ять полів, за якими підбирається заміна

Еквівалент індуктивного датчика збігається з оригіналом за п'ятьма параметрами, і порядок має значення: діаметр корпусу, тип монтажу (екранований чи неекранований), гарантована зона спрацювання на вашому металі, тип виходу, спосіб підключення. Збіглись перше з четвертим, а другого й третього не перевірили? Датчик стане в кронштейн і не побачить об'єкт. Це найчастіший спосіб помилитись.

Нижче три речі, через які заміна зривається. Цифра зони спрацювання означає не те, що думає більшість. Екранований і неекранований не взаємозамінні, але й зворотне правило «неекранований бачить удвічі далі» працює далеко не на кожній моделі. Тип виходу тягне за собою переробку шафи, а не тільки датчика. Кожна цифра в статті взята з паспорта виробника, і номер паспорта ми можемо назвати на запит.

Аргумент перший: Sn з каталогу не те, по чому підбирають

У каталозі вказують номінальну зону Sn. Стандарт IEC 60947-5-2 називає її умовною величиною. У клаузі 2.3.1.1 сказано прямо: номінальна відстань не враховує ні виробничих допусків, ні впливу напруги й температури. Міряють натомість фактичну зону sr, і стандарт вимагає лише, щоб вона лежала в межах від 0,9 до 1,1 Sn при номінальній напрузі й температурі 23 °C (клауза 7.2.1.3.1).

Міряють по стандартній мішені, і її розмір задано в клаузі 8.3.2.1.1: квадрат зі вуглецевої сталі Fe 360, товщина 1 мм, прокатна поверхня. Сторона квадрата дорівнює діаметру кола, вписаного в активну поверхню торця датчика, або трьом Sn, залежно від того, що більше. Зверніть увагу на формулювання: сторона мішені визначається діаметром вписаного кола торця, а не різьбою корпусу. Ваша деталь на таку мішень зазвичай не схожа ні розміром, ні формою.

Величина, по якій проєктують монтаж, інша. Це гарантована зона Sa, і стандарт задає її діапазоном від нуля до 0,81 Sn (клауза 7.2.1.3.3). Саме діапазоном, і нуль у нижній межі іде зі стандарту, а не з паспорта. Записують це виробники по-різному. Pepperl+Fuchs друкує вилку: NBB5-18GM50-E2 має sa 0…4,05 мм при sn 5 мм, NBB20-U1-UU має sa 0…16,2 мм при sn 20 мм. Sick і Balluff друкують одне число, верхню межу: у IME12-04BPSZC0K рядок читається «Safe sensing range Sa 3.24 mm» при Sn 4 мм, у IQ40-40NPPKC0K Sa 32,4 мм при Sn 40 мм, у Balluff BES008F Sa 6,4 мм при Sn 8 мм. Нотації «0…X» немає ні в одному з перевірених паспортів Sick. Практичний висновок: якщо виробник друкує Sa, рахуйте по ній, а формулу 0,81·Sn беріть тільки тоді, коли паспорт Sa не дає. У BES008F паспортні 6,4 мм це 0,80 Sn, і формула завищила б зону на 0,08 мм.

Фактична зона теж має розкид. У паспорті NBB20-U1-UU sr заявлена як 18…22 мм при номіналі 20, у NBN40-L2-A2-V1 як 36…44 мм при номіналі 40, у NJ4-12GM40-E2-5M як 3,6…4,4 мм при номіналі 4.

Дві цифри, яких у каталозі немає

Перша — гістерезис. Відстань відпускання завжди більша за відстань спрацювання, і розмір цієї різниці виробники нормують по-різному. Sick для серії IME заявляє 5…15 % від sr, для гігієнічної IMF 3…20 %, для блокового IQ40 3…15 %, а для старішої серії IM Standard 2…10 %. Pepperl+Fuchs для серій NBB і NBN дає типові 5 %, для нержавіючої NJ 1…10 % з типовим 3 %, для NBB20-U1-UU 1…10 % з типовим 5 %. Omron для E2A пише «не більше 10 % від відстані спрацювання». Balluff BES M18MI-PSC80B-BV03 заявляє до 15 % від sr. SELET серії B60 нормує гістерезис у відсотках від Sn, а не від sr, і дає менше 10 %. Сам стандарт дозволяє до 20 % від sr (клауза 7.2.1.5), тобто всі перелічені з запасом у нормі, але розкид між ними двократний.

Друга — температурний дрейф. Sick друкує його окремим рядком: ±10 % від sr у паспортах IME, IMF і IQ40. Balluff для BES008F заявляє до 15 % від sr. Omron дає ±10 % від відстані спрацювання в діапазоні від −25 до +70 °C і ±15 % у діапазоні від −40 до +70 °C. У Pepperl+Fuchs окремого рядка дрейфу в паспортах немає: виробник відсилає до придатної зони su, яку стандарт задає як 0,9…1,1 sr по всьому робочому діапазону температур і при напрузі від 85 до 110 % номіналу (клауза 7.2.1.3.2). Тобто ±10 % від sr у P+F не окрема специфікація, а наслідок цієї смуги.

Один цікавий випадок: у NBB5-18GM40-Z0-V1 паспорт друкує два значення Sa, 0…4,05 мм у діапазоні від −25 до +70 °C і 0…3,8 мм у діапазоні від −40 до −25 °C. Тобто на морозі гарантована зона падає на 6 %, і виробник це фіксує документом, а не оцінкою.

Запас, який ми рекомендуємо

Робоче правило: фактичний зазор у вузлі обмежуємо величиною не більше 0,8 від Sa, порахованого під ваш метал. Sa вже враховує напругу й температуру, але не враховує вібрацію, люфт кронштейна, мішень меншу за стандартну і сам розкид гістерезису, який у частини моделей доходить до 15…20 %. Двадцятивідсотковий запас закриває саме це. Omron, до слова, ставить свою межу приблизно там само. Sa він не друкує: у паспорті E2A стоїть рядок Setting distance у міліметрах, і при Sn 8 мм він читається «0 to 6.4 mm». Відношення 0,8 витримується в усіх колонках тієї таблиці (0…1,6 при Sn 2; 0…3,2 при Sn 4; 0…6,4 при Sn 8; 0…12 при Sn 15), але самої формули 0,8·Sn у паспорті немає, це вже наш підрахунок.

Коефіцієнт матеріалу: властивість моделі, не фізична стала

По сталі коефіцієнт одиниця, по кольорових металах зона падає в кілька разів. Орієнтовні цифри з паспортів Sick серії IME: нержавіюча V2A/304 близько 0,8, алюміній 0,45, мідь 0,4, латунь 0,4. Для гігієнічної IMF виробник дає вже інші: нержавіюча 0,74, мідь 0,33, латунь 0,46. Для блокового IQ40 ще інші: нержавіюча 0,8, алюміній 0,34, мідь 0,27, латунь 0,38. Для старої IM08-1B5PS-ZT1 — нержавіюча V4A 0,78, алюміній 0,38, мідь 0,29, латунь 0,49.

У Pepperl+Fuchs розкид по моделях ще більший. NJ2-12GM40-E2 опускається до 0,23 по алюмінію і 0,21 по міді. NBB2-12GM50-E2-V1 дає 0,29 і 0,23. NBN4-12GM50-E2-V1 уже 0,47 і 0,43, а по нержавіючій узагалі 0,85. NBB10-30GM50-E2-V1 дає 0,50 по алюмінію. Тобто між двома датчиками одного виробника різниця по алюмінію більш ніж двократна.

Найнаочніший приклад того, чому узагальнена таблиця не працює: у NBB5-18GM50-E2 два паспорти. Поточний документ дає 0,35 по алюмінію, 0,29 по міді й 0,73 по нержавіючій. Паспорт 2020 року на той самий партномер дає 0,30, 0,30 і 0,70, і ще іншу напругу живлення. Відрізнити одиницю в руках можна за покриттям корпусу: нікель це стара ревізія, біла бронза це поточна. Один партномер, два набори цифр.

Omron таблицю коефіцієнтів для E2A не публікує взагалі. У паспорті замість неї стоять криві «Influence of Sensing Object Size and Materials» по залізу, нержавіючій SUS303, латуні, алюмінію й міді. Зчитувати з кривої й друкувати як коефіцієнт ми не будемо: це оцінка, а не паспортне число. Балуф і SELET коефіцієнтів у своїх документах теж не друкують.

Беріть цифру з паспорта тієї моделі, яку купуєте. Ми самі так і робимо на кожній заявці: відкриваємо паспорт конкретного партномера, дивимось рядок correction factor під потрібний метал і лише потім кажемо, чи ця позиція закриє ваш зазор.

Робочий розрахунок і два приклади

Порядок дій: Sn множимо на 0,81, потім на коефіцієнт свого металу з паспорта саме цієї моделі, потім на 0,8 запасу. Отримане число має бути більшим за фактичний зазор у вузлі в найгіршому положенні механізму.

Приклад перший. Корпус M18 урівень із плитою, об'єкт з нержавіючої сталі 304, зазор 3 мм. NBB5-18GM50-E2-V1: 5 × 0,81 × 0,73 × 0,8 = 2,37 мм. Не проходить. NBB8-18GM50-E2-V1: 8 × 0,81 × 0,74 × 0,8 = 3,84 мм. Проходить із запасом 0,84 мм. Тобто з двох екранованих M18 у каталозі підходить лише той, що на 8 мм, хоча «на око» датчик на 5 мм для зазору 3 мм виглядає достатнім.

Приклад другий, алюміній. Корпус M12 урівень. NBB4-12GM50-E2-V1 з Sn 4 мм і коефіцієнтом 0,40 дає 4 × 0,81 × 0,40 × 0,8 = 1,04 мм. NBN4-12GM50-E2-V1 при тому самому Sn 4 мм дає 1,22 мм, бо його коефіцієнт по алюмінію 0,47. А нержавіючий NJ2-12GM40-E2 з Sn 2 мм і коефіцієнтом 0,23 дає 0,30 мм, тобто по алюмінію він практично не працює. Саме через цей множник заміни по алюмінію й міді зриваються найчастіше: у каталозі позиція виглядає з чотирикратним запасом по зазору, а після трьох множень від неї лишається міліметр, якого в реальному вузлі з вібрацією і тепловим розширенням просто не існує.

Аргумент другий: екранований і неекранований не взаємозамінні

Екранований датчик (flush, інакше shielded) має металеве екранування бічної поверхні. Його можна втопити в металевій бобишці врівень із поверхнею. Неекранований (non-flush) так монтувати не можна: метал навколо торця сприйматиметься як об'єкт, і датчик залипне у ввімкненому стані назавжди. Такі датчики приїжджають до нас на перевірку як несправні регулярно, і щоразу з'ясовується, що під рукою був неекранований аналог, його вкрутили в ту саму бобишку замість екранованого, а вузол після цього жодного разу не дав коректного сигналу.

Чому правило «неекранований бачить удвічі далі» підводить

Це правило описує типові лінійки, а не конкретні партномери. Pepperl+Fuchs у власному блозі формулює його як «flush дає близько 60 % від зони non-flush» і сам же називає орієнтиром. Перевіряти треба модель.

Де правило працює. Omron E2A за офіційною таблицею: M8 дає 2 мм екранований і 4 неекранований, M12 — 4 і 8, M18 — 8 і 16. Але вже на M30 починаються відхилення: екранований 15 мм, а неекранований 20 мм у стандартному корпусі K і 30 мм у довгому L. SELET серії B60: M12 2 і 4, M18 5 і 8, M30 10 і 15, тобто на M30 відношення вже півтора, а не два. У Sick на M8 правило тримається: IME08-02BPSZT0K екранований на 2 мм, IME08-04NPSZT0K неекранований на 4 мм.

Де правило не працює. NBB8-18GM50-E2-V1 екранований і NBN8-18GM50-E2-V1 неекранований стоять на однаковій різьбі M18×1 і мають однаковий Sn 8 мм з однаковою Sa 0…6,48 мм. На M12 те саме: NBB4-12GM50-E2-V1 і NBN4-12GM50-E2-V1 обидва на 4 мм з Sa 0…3,24 мм. У Sick на M12 IME12-04BPSZC0K екранований і IME12-04NPSZC0S неекранований також обидва на 4 мм. Balluff BES008F узагалі екранований на 8 мм у корпусі M18, і виробник у виносці відсилає до окремого монтажного гайда для екранованих датчиків із підвищеною зоною.

Причина проста. Виробники випускають дві різні конструкції екранованого датчика: звичайну і з підвищеною зоною. Для M18 у Pepperl+Fuchs звичайна екранована це NBB5 на 5 мм, а NBB8 на 8 мм це вже конструкція з підвищеною зоною. Порівнювати треба не «flush проти non-flush», а дві конкретні позиції за Sn і Sa.

Що неекранований усе ж дає на тій самій зоні: кращі коефіцієнти по кольорових металах і вищу частоту. У парі NBN8 проти NBB8 за поточними паспортами алюміній 0,44 проти 0,38, мідь 0,42 проти 0,35, латунь 0,52 проти 0,47, частота 1650 Гц проти 1350. На ревізіях 2020 року ця різниця інша: мідь у обох 0,4, частота у обох 500 Гц. Тобто вибір між ними вирішується не зоною, а металом об'єкта й швидкістю.

Два практичні наслідки залишаються в силі:

• Заміна екранованого на неекранований без зміни монтажу дає постійне спрацювання. Треба або звільнити метал навколо торця, або брати екранований.
• Заміна неекранованого на екранований може зрізати зону, а може й ні. Перевіряйте Sn і Sa обох позицій, і якщо зона справді падає, або збільшуйте діаметр корпусу, або зменшуйте зазор.

У коді Sick монтаж читається прямо: в IME12-04BPSZC0K літера B означає embeddable, у IME12-04NPSZC0S літера N означає non-flush, а цифри перед літерою це Sn у міліметрах. У Pepperl+Fuchs за тією ж логікою NBB це екранований, NBN неекранований, число після літер це Sn.

Аргумент третій: вихід і проводи змінюють шафу, не тільки датчик

Тип виходу треба зберігати, якщо ви не готові правити схему. Чотири випадки, де заміна «схожим» датчиком не проходить.

• PNP замість NPN і навпаки. Вхід контролера налаштований під один тип. Міняти датчик без переналаштування входу означає, що сигналу не буде. Як перевірити, що саме у вас стоїть, описано в статті як перевірити датчик наближення мультиметром. Якщо коротко: подайте живлення, виміряйте напругу між виходом і мінусом, піднесіть метал. Поява плюса живлення на виході означає PNP, просідання виходу на мінус означає NPN. Для входів частотних перетворювачів порядок переналаштування описаний у заміні європейського частотника на Veichi.
• Антивалентний замість звичайного. Суфікс A2 у Pepperl+Fuchs і B3 у Omron, а в коді Sick друга літера P (як у IQ40-40NPPKC0K), означають чотирипровідну схему з двома виходами одночасно: нормально відкритий і нормально закритий на окремих клемах. Такий датчик не стане заміною трипровідного в уже прокладеному трижильному кабелі, бо другий вихід донести нічим.
• Двопровідний замість трипровідного. Двопровідний вмикається послідовно з навантаженням, і в нього два обмеження в обидва боки. Залишковий струм у закритому стані: у NBB20-U1-UU до 1,5 мА, і чутливий вхід ПЛК може прочитати закритий датчик як увімкнений. Мінімальний робочий струм: у того ж NBB20-U1-UU 5 мА, у NBB5-18GM40-Z0-V1 2 мА, тобто навантаження мусить споживати хоча б стільки, інакше датчик не вмикається.
• Інша напруга й зовсім інша схема. Розбір нижче.

Чому NBB20-U1-UU не є заміною двадцятичотиривольтового датчика

Більшість позицій у каталозі це трипровідні датчики на 6…36 або 10…30 В DC. NBB20-U1-UU стоїть окремо: це двопровідний датчик на змінний і постійний струм. Паспорт дає номінальну робочу напругу Ue 24…250 В DC або 24…230 В AC, а допустимий діапазон UB 20…275 В DC і 20…253 В AC іде окремим рядком. Поставити його замість двадцятичотиривольтового датчика не можна, і ось чому.

Двопровідний датчик вмикається послідовно з навантаженням, а не паралельно. Окремого мінуса в нього немає, живлення йде через саме навантаження. Звідси чотири жорсткі умови з того ж паспорта: падіння напруги Ud до 5 В у режимі DC і до 8 В у режимі AC (типово 2 і 3 В), мінімальний робочий струм Im 5 мА, робочий струм навантаження IL від 5 до 500 мА, залишковий струм Ir до 1,5 мА в закритому стані. Плюс пряма вимога: пристрій має бути захищений зовнішнім запобіжником за UL 248 на 3 А і 300 В для змінного і постійного струму. Підключається він не роз'ємом, а клемним відсіком під провід 0,5…2,5 мм² з моментом затягування 1,2 Нм.

Тобто це заміна не датчика, а ділянки схеми: інша топологія підключення, інше навантаження, зовнішній запобіжник, клеми замість роз'єму. Полярність виходу в ньому задається самою схемою: паспорт пише «normally open/closed selectable through wiring». Беруть його свідомо, коли потрібно комутувати котушку контактора напряму від мережі без проміжного реле.

Дрібниця, яка зупиняє монтаж на годину

Спосіб підключення, і не тільки роз'єм проти кабеля. Кількість контактів у роз'ємі теж різна. NBB8-18GM50-E2-V1 і NBB2-12GM50-E2-V1 це M12 на три контакти, а NBN40-L2-A2-V1 це M12 на чотири, бо він чотирипровідний. У Sick серія IME08 використовує роз'єм M8 на три контакти, а IME12 роз'єм M12 на чотири, хоча сам датчик трипровідний. У Omron суфікс M1 завжди означає M12 на чотири контакти, навіть для трипровідних B1 і B2.

Фізично A-кодовані M12 на три й на чотири контакти сумісні: у триконтактному датчику просто не задіяний контакт 2. Проблема виникає не тут, а на чотирипровідних датчиках: два виходи по трижильному кабелю не передати. Довжина кабеля теж поле сумісності: NJ4-12GM40-E2-5M має литий кабель 5 м, Balluff BES008F 3 м, більшість P+F і Omron по 2 м. А NBB15-U1-E2 і NBB20-U1-UU не мають кабеля зовсім: у них клемний відсік, і кабель ви прокладаєте свій.

У каталозі опубліковані обидва варіанти однієї позиції: NBB5-18GM50-E2 з кабелем 2 м і NBB5-18GM50-E2-V1 під роз'єм M12. Так само пара NBN4-12GM50-E2 (кабель) і NBN4-12GM50-E2-V1 (роз'єм).

Як прочитати партномер

Частину полів сумісності видно прямо з маркування, без паспорта.

Чотири пастки в самих кодах

У Sick літера B не завжди означає врівень. Крім flush нею позначають і quasi-flush, тому тип монтажу остаточно читається з паспорта, а не з літери. Наприклад IME08-03BPSZW2S у паспорті стоїть як Quasi-flush.

У формі 1B5 літера B це кома, а не монтаж. IME08-1B5PSZT0S має Sn 1,5 мм. Те саме з 2B5: IMM05-2B5PSVR8K має Sn 2,5 мм.

У Pepperl+Fuchs префікс NJ монтаж не кодує взагалі. Виробник продає NJ в обох виконаннях: NJ2-12GM40-E2 екранований на 2 мм, а NJ4-12GM40-E2-5M неекранований на 4 мм. Обидва в корпусі з нержавіючої сталі 1.4305. Для NJ тип монтажу перевіряйте тільки в паспорті.

У Omron літера M у позиції екранування недопустима. У цій позиції стандарт коду допускає лише S або N. Якщо вам у запиті прилетів код E2A з M на шостій позиції, це або опечатка постачальника, або переписаний з помилкою шильдик, і перепитати треба до замовлення. Самі паспорти Omron теж не без огріхів: у таблиці замовлення D03E рядок M18LN16 має стовпець B3 надрукований як E2A-M18LS16-M1-B3, тобто з неправильною літерою екранування. У текстовому шарі таблиці замовлення D03E такі друкарські помилки в літері екранування S/N трапляються в кількох рядках стовпців B3/C3, і це приклад одної з них.

Що з маркування не читається і завжди перевіряється в паспорті: гарантована зона Sa, коефіцієнти для кольорових металів, частота комутації, ступінь захисту, допустимий струм навантаження, кількість контактів у роз'ємі. Суфікси M1 і WP у Omron, до слова, теж нічого не кажуть про ступінь захисту: IP67 за IEC 60529 і IP69k за DIN 40050 стоять окремим рядком.

Окремо про серії Sick. IME це промисловий стандарт: корпус із нікельованої латуні, IP67, від −25 до +75 °C, у комплекті дві гайки. IMF це гігієнічна серія для харчових і вологих зон: нержавіюча сталь V4A за DIN 1.4404 / AISI 316L, IP68 з виноскою IP69K, від −40 до +100 °C, гайки теж з нержавіючої. Якщо заміна йде на лінії з мийкою під тиском, різниця між цими двома серіями важливіша за збіг по Sn.

П'ять робочих прикладів: оригінал і наша позиція

Нижче реальні розрахунки по п'яти полях. Партномери оригіналів перевірені в офіційних каталогах виробників, наші позиції в паспортах Sick і Pepperl+Fuchs. Там, де повного збігу немає, написано прямо, що саме не збігається.

1. Omron E2A-M12KS04-WP-B1 2M

Оригінал: M12, екранований, Sn 4 мм ±10 %, PNP нормально відкритий, трипровідний, литий кабель PVC 2 м, живлення 12…24 В, частота 1000 Гц.

Наша позиція: Sick IME12-04BPSZC0K. Діаметр M12 збігається. Монтаж flush збігається. Зона Sn 4 мм і Sa 3,24 мм. Вихід PNP нормально відкритий збігається. Живлення 10…30 В перекриває 12…24 В. Не збігається одне поле: підключення. У нас роз'єм M12 на 4 контакти, в оригіналі литий кабель. Рішення: додати патчкорд M12 (P+F V1-W-5M-PUR, 4 контакти, PUR, 5 м; інші довжини комплектуємо на заявку), або брати P+F NBN4-12GM50-E2 з литим кабелем 2 м, але це неекранований датчик, тому бобишку доведеться звільнити. Кабельної версії екранованого M12 на 4 мм у каталозі зараз немає, і це варто знати до замовлення.

По металу: Sick IME дає нержавіючу 0,8 і алюміній 0,45, тобто по сталі запас повний, по алюмінію 4 × 0,81 × 0,45 × 0,8 = 1,17 мм гарантованого зазору.

2. Omron E2A-M18LN16-M1-B1

Оригінал: M18, неекранований, Sn 16 мм ±10 %, PNP нормально відкритий, трипровідний, роз'єм M12 на 4 контакти, частота 400 Гц.

Наша позиція: прямого еквівалента немає, і це важливо сказати вголос. Максимум по неекранованих M18 у каталозі це NBN8-18GM50-E2-V1, Sn 8 мм, Sa 0…6,48 мм. По сталі він дає 6,48 × 0,8 = 5,18 мм робочого зазору.

Тому спочатку міряємо фактичний зазор, а не копіюємо Sn оригіналу. Якщо реальний зазор до 5,1 мм по сталі, NBN8-18GM50-E2-V1 закриває задачу й кронштейн не чіпаємо. Якщо більше, різьбу M18 доведеться залишити: з каталогу підходить NBB20-L2-E2-V1 (блок L2, Sn 20 мм, Sa 0…16,2 мм, екранований, PNP нормально відкритий, трипровідний, роз'єм M12) або NBN40-L2-A2-V1 (Sn 40 мм, неекранований). Другий варіант чотирипровідний антивалентний, тобто ще й кабель міняти. Корпус L2 у бобишку M18 не вкручується, це блок під два болти, тому переробка кронштейна в обох випадках обов'язкова.

3. SELET B60E188POC5

Оригінал: M18, неекранований, Sn 8 мм, PNP нормально відкритий, роз'єм M12, живлення 12…24 В, гістерезис до 10 % від Sn, IP67, від −25 до +60 °C, частота 700 Гц.

Наша позиція: P+F NBN8-18GM50-E2-V1. Усі п'ять полів збігаються: M18, неекранований, Sn 8 мм (у нас ще й Sa заявлена, 0…6,48 мм), PNP нормально відкритий трипровідний, роз'єм M12. Два поля в нас кращі: живлення 6…36 В проти 12…24 і температура від −40 до +85 °C проти −25…+60. Частота: на поточній ревізії паспорта 1650 Гц проти 700 в оригіналу, на ревізії 2020 року той самий партномер дає 500 Гц, тобто нижче за оригінал. Ревізію партії підтверджуємо до відправки. Коефіцієнти в нас є в паспорті: алюміній 0,44, мідь 0,42, нержавіюча 0,76, латунь 0,52.

4. SELET B603010POC5

Оригінал: M30, екранований, Sn 10 мм, PNP нормально відкритий, роз'єм M12, живлення 12…24 В, частота 200 Гц.

Наша позиція: P+F NBB10-30GM50-E2-V1. Різьба M30×1,5, flush, Sn 10 мм, Sa 0…8,1 мм, PNP нормально відкритий трипровідний, роз'єм M12 на 3 контакти, живлення 6…36 В. П'ять полів із п'яти. Частота 1100 Гц проти 200, тобто з запасом по швидкості. По алюмінію 10 × 0,81 × 0,50 × 0,8 = 3,24 мм гарантованого зазору, що для M30 нормальний робочий монтаж.

5. SELET B60G185PO

Оригінал: M18, екранований, Sn 5 мм, PNP нормально відкритий, литий кабель, живлення 12…24 В.

Наша позиція: P+F NBB5-18GM50-E2. M18, flush, Sn 5 мм, Sa 0…4,05 мм, PNP нормально відкритий, литий кабель 2 м, живлення 6…36 В за поточним паспортом. П'ять полів із п'яти, навіть тип підключення той самий.

Одне застереження саме по цій позиції: у NBB5-18GM50-E2 два паспорти з різними даними. Поточний дає 6…36 В і коефіцієнти 0,35 / 0,29 / 0,73, легасі 2020 року дає 10…30 В і 0,30 / 0,30 / 0,70. Якщо ваш розрахунок іде в обріз по алюмінію, напишіть нам, і ми вкажемо ревізію тієї партії, яку відправляємо.

Що є в каталозі за розміром корпусу

Зона вказана як номінальна Sn. Sa наведена там, де виробник її друкує, і в тій формі, у якій друкує: у Pepperl+Fuchs вилкою від нуля, у Sick і Balluff одним числом верхньої межі. Для розрахунку монтажу множте Sn на 0,81, на коефіцієнт свого металу з паспорта моделі й на 0,8 запасу. Позиції нижче опубліковані в каталозі; наявність і строк поставки ми підтверджуємо на заявку, бо частина брендів у цій групі вже знята з виробництва.

Одна P+F-позиція буває у двох ревізіях паспорта

Pepperl+Fuchs переоформив паспорти на свої індуктивні датчики, і частина числових рядків у новій ревізії відрізняється від старої. Партномер при цьому той самий. Ми звірили чотири пари документів:

• NBB8-18GM50-E2-V1: ревізія 2020 року (док. 085501) дає 500 Гц, роз'єм M12 на 4 контакти, коефіцієнти 0,45 алюміній, 0,4 мідь, 0,7 нержавіюча 304, живлення 10…30 В і окремий рядок «Increased operating distance». Поточна ревізія (док. 326161-0087) дає 1350 Гц, 3 контакти, мідь 0,35, і цього рядка в ній уже немає.
• NBN8-18GM50-E2-V1: ревізія 2020 року (док. 084197) дає 500 Гц, 4 контакти, алюміній 0,5, мідь 0,4, нержавіюча 0,7. Поточна (док. 326161-0120) дає 1650 Гц, 3 контакти, мідь 0,42 і діапазон від −40 до +85 °C.
• NBN4-12GM50-E2-V1: старіші документи 083960 (2009 рік) і 087768 (2020 рік) дають 1200 Гц і живлення 10…30 В; поточна ревізія 326161-0069 дає 6…36 В і роз'єм на 3 контакти. По контактах у легасі: 087768 друкує рядок «Connector M12 x 1, 4-pin», а 083960 кількості контактів не друкує взагалі («V1-connector»), чотири жили в ньому видно лише з таблиці підключення.
• NBB5-18GM50-E2: паспорт 2020 року (док. 083995) дає живлення 10…30 В, 800 Гц і коефіцієнти 0,30 алюміній, 0,30 мідь, 0,70 нержавіюча; поточний (док. 326161-0105) дає 6…36 В, 1950 Гц і 0,35 / 0,29 / 0,73.

Зони Sa і sr у обох ревізіях збігаються, тому на підбір за відстанню розкол не впливає. А якщо у вашому вузлі критична частота, кількість контактів у роз'ємі чи межа живлення, ревізію конкретної партії ми підтверджуємо до відправки і не цитуємо один паспорт як остаточний.

M8

Два уточнення по цій таблиці. IMF08-02BPSNC0S попри букви NC у кінці коду має вихід нормально відкритий: так написано в паспорті 1076745, а нормально закритий родич має інший партномер. Корпус у нього з нержавіючої V4A, IP68/IP69K, від −40 до +100 °C, тобто це гігієнічне виконання. E2A-S08KS02-M1-B1 також з нержавіючої сталі SUS 303, і це єдина позиція Omron у наших таблицях, якої ми не знайшли в списках зняття. Обережність тут потрібна: значну частину латунної лінійки E2A Omron зняв з виробництва у 2022 році (повідомлення B-220184), нашого виконання 2M у тих списках немає, тому статус по кожному партномеру E2A ми підтверджуємо на заявку.

M12

^* По IM12-04NPS-ZC1 офіційного паспорта саме цієї версії ми не знайшли: у нашій картці посилання веде на сторонній магазин. Літера N у цій позиції коду означає non-flush у двох перевірених родичах, IM18-08NPS-ZC1 і IME08-04NPSZT0K, тому неекранованим ми його вважаємо за кодом серії. Перед монтажем урівень із металом перепитайте нас: ми запросимо паспорт у Sick.

^** Поточний паспорт NBN4-12GM50-E2-V1 (док. 326161-0069) дає роз'єм на 3 контакти і живлення 6…36 В. Легасі-документи на той самий партномер дають 10…30 В, а 087768 ще й роз'єм на 4 контакти. Див. блок про дві ревізії вище.

Окремо про SELET. Живлення 12…24 В у нього вужче, ніж звичні 10…30 В, і це реальна пастка при заміні: якщо у вашій шафі блок живлення на 12 В з просіданням або логіка на 10 В, датчик виходить за паспортний діапазон. Гістерезис SELET нормує у відсотках від Sn, а не від sr, як Sick і P+F, тому напряму з їхніми цифрами він не порівнюється.

M18

^† Ці рядки взяті з поточних паспортів. На ревізіях 2020 року ті самі партномери дають інші числа: NBB5-18GM50-E2 живлення 10…30 В замість 6…36 В, NBB8-18GM50-E2-V1 500 Гц і 4 контакти замість 1350 Гц і 3, NBN8-18GM50-E2-V1 500 Гц і 4 контакти замість 1650 Гц і 3. Деталі вище, у блоці «Одна P+F-позиція буває у двох ревізіях паспорта». Ревізію партії підтверджуємо до відправки.

Увага до останнього рядка. Суфікс B3 у Omron означає чотирипровідну антивалентну схему: на двох окремих виходах одночасно присутні нормально відкритий і нормально закритий сигнали. Три наслідки для заміни: уже прокладений трижильний кабель обидва виходи не передасть, корпус у версії B3 на 4 мм довший за B1 і B2, і готовність до роботи інша, 160 мс проти 100. Тому B3 беруть свідомо, під схему, де один датчик потрібен одночасно в логіці руху й в аварійному ланцюзі.

M30, блокові й фланцеві корпуси

У паспорті IQ40 цей вихід названий рядком Output function: Complementary. У Pepperl+Fuchs та сама схема в документах зветься антивалентною, суфікси A0 і A2, тому в таблицях вище ці два слова означають одне й те саме.

Про корпуси U1 і L2 окремо, бо їх часто помилково беруть «замість M30». Це не циліндри під гайку. U1 монтується через фланець основи: чотири отвори прямокутником, 60 мм між осями по довжині і 30 мм поперек, момент затягування 1,8 Нм. Різьба M20×1,5, яку видно на креслені, це кабельний ввід, а не місце вкручування в бобишку. Підключення у U1 через клемний відсік під провід 0,5…2,5 мм², тобто кабель ви заводите свій, не більше двох провідників однакового перерізу на клему. L2 це прямокутний блок під болти. Якщо в машині стоїть M30 у бобишці, під U1 чи L2 кронштейн доведеться переробляти.

Позиції IFM

У каталозі є 14 індуктивних датчиків IFM. Чесне застереження: поля Sn, типу монтажу й типу виходу в наших картках по цих позиціях не заповнені, а офіційний паспорт ifm ми під цю статтю не змогли відкрити з технічних причин. Тому ми не друкуємо тут цифр, яких не бачили в документі: це було б саме тим, проти чого вся ця стаття.

Що ми можемо сказати точно. Артикул ifm (наприклад IGS206 або IGM204) параметрів не кодує: у паспорті він іде в парі з довгим замовним кодом виду IGB3008BAPKG/US-104. Саме цей довгий код і треба назвати, коли пишете нам. Ми запросимо по ньому паспорт і повернемо п'ять полів у тому самому вигляді, що в таблицях вище. А якщо вам потрібна робоча заміна, а не той самий артикул, підберемо еквівалент Sick або Pepperl+Fuchs за процедурою з розділів вище і покажемо розрахунок по п'яти полях.

Позиції: IF5712, IF6030, IFS214, IFT200, IFT202, IFT203, IGC220, IGC221, IGM204, IGS206, IGS232, II0097, II5916, IIS206. Повний перелік бренду: датчики IFM у каталозі.

На який бюджет орієнтуватись

Конкретні цифри не пишемо: ціни в цій групі прив'язані до курсу й перераховуються, тому зашита в статтю сума протухне за місяць. Порядок величин такий.

Найдешевший вхід це циліндричні M8 і M12 у серіях Sick IME та Pepperl+Fuchs NBB і NBN. Цінові групи брендів тут перекриваються, тому дешевша позиція трапляється і в одному, і в іншому, а розкид усередині групи приблизно двократний. Дорожче коштують виконання з додатковою властивістю: нержавіючий корпус (P+F NJ, SELET), гігієнічне (Sick IMF), блоковий чи фланцевий корпус на велику зону (Sick IQ40, P+F L2 і U1), комплементарний вихід A2, двопровідний AC/DC. Дві найдорожчі позиції в цій статті це NBB20-U1-UU з клемним відсіком на 250 В і верхня позиція IFM, яка коштує більш ніж у десять разів дорожче за найдешевший Sick IME. Повні списки за брендом: датчики Sick і датчики Pepperl+Fuchs.

Актуальна ціна завжди стоїть на сторінці самої позиції й перераховується за курсом, тому дивіться її там, а не в статті. Строк ми підтверджуємо на заявку по кожному партномеру: частина позицій постачається, частина знята з виробництва або йде під замовлення.

Практичний висновок. Якщо ви міняєте звичайний трипровідний датчик у сухому цеху, тримайтесь циліндричних серій Sick IME та P+F NBB і NBN: там є і flush, і non-flush, і 2, 4, 5, 8, 10 мм. Переплачувати варто лише за конкретну властивість: нержавіючий корпус для мийки, комплементарний вихід для аварійного ланцюга, AC/DC для прямої комутації котушки, блоковий корпус для великої зони. Назвіть нам задачу, і ми покажемо, якою позицією вона вирішується дешевше.

Якщо оригінальний бренд більше не постачається

Процедура та сама, просто вихідні дані треба зняти з обладнання, а не з каталогу. Ми проходимо ці шість кроків разом із замовником, якщо він надсилає фото монтажу.

1. Виміряйте штангенциркулем різьбу корпусу і довжину. Це дає перше поле.
2. Подивіться, як датчик стоїть. Торець урівень із металом означає, що потрібен екранований. Торець виступає, навколо вільно? Тоді підійде неекранований.
3. Виміряйте фактичний зазор до об'єкта в крайньому положенні механізму. Це ваша вимога до Sa, а не до Sn.
4. Визначте матеріал об'єкта. Сталь, нержавіюча, алюміній це три різні відповіді.
5. Визначте тип виходу. Якщо маркування стерлось, його можна виміряти мультиметром: подати живлення, виміряти напругу між виходом і мінусом, піднести метал. Поява плюса на виході означає PNP, просідання на мінус означає NPN. Повний порядок із переліком помилок описаний у статті як перевірити датчик наближення мультиметром.
6. Порахуйте потрібний Sn: фактичний зазор поділіть на 0,81, на коефіцієнт матеріалу й на 0,8 запасу, потім округліть угору до наявного номіналу.

Приклад того самого розрахунку в зворотний бік. Зазор 3 мм, об'єкт з нержавіючої сталі 304, корпус M18 урівень із плитою. Потрібен екранований. Коефіцієнт для нержавіючої в екранованих M18 Pepperl+Fuchs 0,73 і 0,74 залежно від моделі. Потрібна зона: 3 ÷ 0,8 ÷ 0,81 ÷ 0,74 = 6,26 мм. Варіант на 5 мм не проходить, найближчий робочий номінал у каталозі це 8 мм. Рахувати так варто до замовлення, бо переробка кронштейна під інший діаметр корпусу обходиться дорожче за різницю в ціні між датчиком на 5 і на 8 міліметрів.

Окремий і частий випадок: латунна лінійка Omron E2A. Значну її частину виробник зняв з виробництва у 2022 році з рекомендованою заміною на E2E-Next, і саме через це запит «чим замінити E2A» приходить до нас регулярно. Нержавіюча E2A-S лишається актуальною. Для вас це означає дві речі. Повторно замовити зняту позицію у виробника може бути неможливо, тому наявність і строк по E2A ми підтверджуємо на заявку окремо. І якщо у вас стоїть латунний E2A, має сенс одразу рахувати заміну на Sick IME або P+F NBB за процедурою вище, а не шукати той самий партномер далі.

Чотири пастки, на яких заміна зривається

1. Підбір по Sn без множників. Зазор 3 мм і датчик «на 4 мм» виглядають сумісними, аж поки не врахуєте 0,81, коефіцієнт матеріалу й запас на вібрацію.
2. Екранований замінили неекранованим. Датчик залипає в металевій бобишці, і це виглядає як заводський брак.
3. Не звірили тип виходу. Датчик живий, лінія сигналу не бачить. Витрачається день на пошук несправності, якої немає. Окремий підвид цієї пастки: чотирипровідний антивалентний датчик у трижильному кабелі.
4. Двопровідний поставили замість трипровідного. Вхід ПЛК залипає від залишкового струму або, навпаки, датчик не вмикається, бо навантаження споживає менше мінімального робочого струму.

Поширені запитання

Що таке Sa і чому його немає в каталозі?

Це гарантована зона спрацювання: відстань, на якій датчик зобов'язаний спрацювати в усьому діапазоні напруг і температур. IEC 60947-5-2 задає її діапазоном від нуля до 0,81 від номінальної Sn. Записують її виробники по-різному: Pepperl+Fuchs друкує вилку, «sa 0…4,05 mm», а Sick і Balluff друкують лише верхню межу одним числом, «Safe sensing range Sa 1.62 mm» або «Sa 6.4 mm». Нуль у нижній межі іде зі стандарту, а не з паспорта. Монтаж проєктують по Sa, а Sn у каталозі служить для порівняння моделей між собою. Omron Sa не друкує зовсім: у паспорті E2A стоїть рядок Setting distance у міліметрах, наприклад «0 to 6.4 mm» при Sn 8 мм. Відношення 0,8 витримується в усіх колонках, але самої формули 0,8·Sn у паспорті немає.

Чому Sn називають умовною величиною?

Так її називає сам стандарт. У клаузі 2.3.1.1 сказано, що номінальна відстань не враховує ні виробничих допусків, ні впливу напруги й температури. Міряють фактичну відстань sr, і вимога до неї лише одна: лежати в межах ±10 % від Sn при номінальній напрузі й 23 °C. Тому два датчики з однаковим Sn 8 мм можуть мати реальні 7,2 і 8,8 мм, і обидва будуть у нормі.

Якого розміру має бути об'єкт, щоб паспортна зона була дійсною?

Стандарт задає мішень як квадрат зі сталі Fe 360 товщиною 1 мм. Сторона квадрата дорівнює діаметру кола, вписаного в активну поверхню торця датчика, або трьом Sn, залежно від того, що більше. Для датчика Sn 8 мм це 24 мм. Якщо ваш об'єкт менший або тонший, зона падає, і паспортну цифру треба зменшувати ще й на це.

Чи можна поставити датчик більшого діаметра, якщо потрібна зона не вміщається?

Так, і це штатне рішення. Перехід з M12 на M18 дає більший Sn при тому ж типі монтажу. Перевірте тільки два: чи є місце в кронштейні, чи не заходить новий корпус у зону руху механізму. Перехід на блоковий корпус L2 або фланцевий U1 дає ще більшу зону, але це вже переробка кріплення, бо вони не вкручуються в бобишку.

Датчики різних брендів однакового розміру взаємозамінні?

Механічно зазвичай так: різьба M12 чи M18 стандартна. Електрично й за зоною ні. Крім п'яти полів перевіряйте ще й діапазон живлення: у SELET серії B60 це 12…24 В, у Sick IME 10…30 В, у P+F серій NBB і NBN 6…36 В, у NJ 10…60 В. Довжина корпусу і місце виходу кабеля теж різняться, тому міряйте вильот у кронштейні. З конкретних цифр: NBB5-18GM50-E2 має 56 мм довжини, його роз'ємна версія 66 мм, Balluff BES008F 55 мм, Omron E2A-M18LS08 у версії B3 ще на 4 мм довший за B1.

Чому таблиця коефіцієнтів для металів у різних джерелах різна?

Тому що коефіцієнт це властивість конкретної моделі, а не фізична стала. Він залежить від матеріалу корпуса й схеми екранування. У Sick серія IME дає для алюмінію близько 0,45, гігієнічна IMF 0,43, блоковий IQ40 0,34. У Pepperl+Fuchs по моделях виходить від 0,23 у NJ2 до 0,50 у NBB10. Один і той самий партномер NBB5-18GM50-E2 у двох ревізіях паспорта має 0,35 і 0,30. Беріть значення з паспорта тієї моделі, яку купуєте; якщо паспорта під рукою немає, напишіть нам партномер, і ми пришлемо рядок із документа.

Чи буває, що однаковий на вигляд датчик має протилежну логіку виходу?

Буває, і це окрема причина перевіряти суфікс. У Omron E2A суфікс B1 означає нормально відкритий вихід, а B2 нормально закритий. Два датчики однакового діаметра з тією ж зоною і тим самим виходом PNP працюватимуть у протилежній логіці. Із наших позицій E2A-S08KS02-M1-B1 нормально відкритий, а E2A-M12KS04-WP-B2 разом з E2A-M30KS15-WP-B2 нормально закриті. У Sick те саме кодує одна літера: IME08-02BPSZT0K нормально відкритий, IME08-02BPOZT0K нормально закритий, і це єдина позиція Sick з NC у наших таблицях.

На якій відстані один від одного можна ставити два датчики?

Виробники дають це окремим кресленням, і цифри залежать від моделі, а не від правила «кілька діаметрів». Паспорт Sick IME12-04NPSZC0S (неекранований, M12, Sn 4 мм) у блоці монтажу non-flush друкує шість розмірів: A 12, B 24, C 12, D 12, E 8, F 32 мм. Тобто для двох сусідніх датчиків M12 потрібно 24 мм між осями, а для двох зустрічних 32 мм. Для екранованої версії IME12-04BPSZC0K у блоці flush залишаються B 24, C 12, D 12 і F 32 мм. Для гігієнічного IMF08 на M8 цифри менші: B 6,5, C 8, D 6, F 16 мм. А для блокового IQ40 з Sn 40 мм вони різко зростають: A 42, B 150, C 40, D 120, E 40, F 150 мм. Літери A…F у паспортах Sick позначені лише на кресленні, без текстової легенди, тому перед монтажем звіряйтесь із самим кресленням, а не з літерою в цьому абзаці. Якщо у вас немає під рукою паспорта, надішліть нам партномер, і ми пришлемо сторінку з розмірами.

Датчик екранований, а все одно спрацьовує від корпусу механізму

Перевірте бічний зазор і те, чи не стоїть поруч другий датчик. Для екранованих обмеження на сусідній метал теж є, просто м'якші за неекранованих: дивіться цифри в попередньому питанні. Друга причина, яку ми бачимо регулярно: поруч стоїть однотипний датчик ближче за паспортну відстань, генератори починають впливати один на одного, і обидва канали дають хаотичні спрацювання без видимої причини.

Чи є датчики з однаковою зоною по всіх металах?

Такий клас існує, виробники позначають його як all-metal або factor 1. У нашому каталозі зараз таких позицій немає, і вигадувати їх ми не будемо. Два робочі варіанти. Перший: компенсувати коефіцієнт більшим Sn за формулою вище. Для алюмінію це зазвичай один типоразмір угору, і він майже завжди дешевший за factor 1. Другий: якщо зазор не дозволяє компенсувати, напишіть нам через контакти різьбу, зазор і матеріал. Ми прорахуємо позицію класу factor 1 під замовлення й дамо строк поставки до того, як ви приймете рішення.

Що робити далі

Якщо всі п'ять полів відомі, підбирайте за таблицями вище. Якщо якесь поле під питанням, надішліть нам п'ять речей: різьбу корпусу, фактичний зазор, матеріал об'єкта, тип входу контролера, фото монтажу. Звіримо з паспортом виробника, пришлемо розрахунок по формулі з цієї статті й запропонуємо позицію з каталогу. Напишіть або подзвоніть нам, і якщо під вашу задачу нічого не підходить, ми скажемо це прямо, а не продамо «схожий» датчик.

Позиції з таблиць опубліковані в каталозі. Наявність і строк поставки підтверджуємо на заявку: латунну лінійку Omron E2A виробник значною мірою зняв з виробництва у 2022 році, тому по таких позиціях статус перевіряємо окремо під кожен партномер. Умови обміну й повернення оформлюємо письмово разом із рахунком, бо строки відрізняються для фізичної особи й для підприємства; конкретну цифру під ваш тип покупця дасть менеджер до оплати.

Каталог: датчики Sick, датчики Pepperl+Fuchs, датчики Omron, датчики IFM, повна база це усі промислові датчики.

Суміжні матеріали: принцип роботи і підбір індуктивного датчика, перевірка датчика мультиметром, підключення датчика до ПЛК, порівняння типів датчиків наближення. Якщо об'єкт неметалевий, індуктивний не підійде в принципі: дивіться оптичні датчики.