Чем заменить индуктивный датчик: подбор эквивалента

Коротко. Эквивалент индуктивного датчика подбирают по пяти полям: диаметр корпуса, тип монтажа, гарантированная зона на вашем металле, тип выхода, способ подключения. Зону считают не по каталожной Sn, а по формуле Sn × 0,81 × коэффициент вашего металла из паспорта конкретной модели × 0,8 запаса, либо по паспортной Sa, если производитель её печатает, и результат должен превышать фактический зазор в узле. Готовые разборы ниже: пять примеров «оригинал и наша позиция», таблицы каталога M8, M12, M18, M30 и блочные корпуса.

Пять полей, по которым подбирается замена

Эквивалент индуктивного датчика совпадает с оригиналом по пяти параметрам, и порядок имеет значение: диаметр корпуса, тип монтажа (экранированный или неэкранированный), гарантированная зона срабатывания на вашем металле, тип выхода, способ подключения. Совпали первое с четвёртым, а второе и третье не проверили? Датчик встанет в кронштейн и не увидит объект. Это самый частый способ ошибиться.

Ниже три вещи, из-за которых замена срывается. Цифра зоны срабатывания означает не то, что думает большинство. Экранированный и неэкранированный не взаимозаменяемы, но и обратное правило «неэкранированный видит вдвое дальше» работает далеко не на каждой модели. Тип выхода тянет за собой переделку шкафа, а не только датчика. Каждая цифра в статье взята из паспорта производителя, и номер паспорта мы можем назвать по запросу.

Аргумент первый: Sn из каталога не то, по чему подбирают

В каталоге указывают номинальную зону Sn. Стандарт IEC 60947-5-2 называет её условной величиной. В клаузе 2.3.1.1 сказано прямо: номинальное расстояние не учитывает ни производственных допусков, ни влияния напряжения и температуры. Измеряют вместо неё фактическую зону sr, и стандарт требует лишь, чтобы она лежала в пределах от 0,9 до 1,1 Sn при номинальном напряжении и температуре 23 °C (клауза 7.2.1.3.1).

Измеряют по стандартной мишени, и её размер задан в клаузе 8.3.2.1.1: квадрат из углеродистой стали Fe 360, толщина 1 мм, прокатная поверхность. Сторона квадрата равна диаметру окружности, вписанной в активную поверхность торца датчика, либо трём Sn, в зависимости от того, что больше. Обратите внимание на формулировку: сторона мишени определяется диаметром вписанной окружности торца, а не резьбой корпуса. Ваша деталь на такую мишень обычно не похожа ни размером, ни формой.

Величина, по которой проектируют монтаж, другая. Это гарантированная зона Sa, и стандарт задаёт её диапазоном от нуля до 0,81 Sn (клауза 7.2.1.3.3). Именно диапазоном, и ноль в нижней границе идёт из стандарта, а не из паспорта. Записывают это производители по-разному. Pepperl+Fuchs печатает вилку: NBB5-18GM50-E2 имеет sa 0…4,05 мм при sn 5 мм, NBB20-U1-UU имеет sa 0…16,2 мм при sn 20 мм. Sick и Balluff печатают одно число, верхнюю границу: у IME12-04BPSZC0K строка читается «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. Нотации «0…X» нет ни в одном из проверенных паспортов Sick. Практический вывод: если производитель печатает Sa, считайте по ней, а формулу 0,81·Sn берите только тогда, когда паспорт Sa не даёт. У BES008F паспортные 6,4 мм это 0,80 Sn, и формула завысила бы зону на 0,08 мм.

Фактическая зона тоже имеет разброс. В паспорте NBB20-U1-UU sr заявлена как 18…22 мм при номинале 20, в NBN40-L2-A2-V1 как 36…44 мм при номинале 40, в NJ4-12GM40-E2-5M как 3,6…4,4 мм при номинале 4.

Две цифры, которых в каталоге нет

Первая — гистерезис. Расстояние отпускания всегда больше расстояния срабатывания, и размер этой разницы производители нормируют по-разному. Sick для серии IME заявляет 5…15 % от sr, для гигиенической IMF 3…20 %, для блочного IQ40 3…15 %, а для более старой серии IM Standard 2…10 %. Pepperl+Fuchs для серий NBB и NBN даёт типовые 5 %, для нержавеющей NJ 1…10 % с типовым 3 %, для NBB20-U1-UU 1…10 % с типовым 5 %. Omron для E2A пишет «не более 10 % от расстояния срабатывания». Balluff BES M18MI-PSC80B-BV03 заявляет до 15 % от sr. SELET серии B60 нормирует гистерезис в процентах от Sn, а не от sr, и даёт меньше 10 %. Сам стандарт допускает до 20 % от sr (клауза 7.2.1.5), то есть все перечисленные с запасом в норме, но разброс между ними двукратный.

Вторая — температурный дрейф. Sick печатает его отдельной строкой: ±10 % от sr в паспортах IME, IMF и IQ40. Balluff для BES008F заявляет до 15 % от sr. Omron даёт ±10 % от расстояния срабатывания в диапазоне от −25 до +70 °C и ±15 % в диапазоне от −40 до +70 °C. У Pepperl+Fuchs отдельной строки дрейфа в паспортах нет: производитель отсылает к пригодной зоне su, которую стандарт задаёт как 0,9…1,1 sr по всему рабочему диапазону температур и при напряжении от 85 до 110 % номинала (клауза 7.2.1.3.2). То есть ±10 % от sr у P+F не отдельная спецификация, а следствие этой полосы.

Один интересный случай: в NBB5-18GM40-Z0-V1 паспорт печатает два значения Sa, 0…4,05 мм в диапазоне от −25 до +70 °C и 0…3,8 мм в диапазоне от −40 до −25 °C. То есть на морозе гарантированная зона падает на 6 %, и производитель фиксирует это документом, а не оценкой.

Запас, который мы рекомендуем

Рабочее правило: фактический зазор в узле ограничиваем величиной не больше 0,8 от Sa, посчитанного под ваш металл. Sa уже учитывает напряжение и температуру, но не учитывает вибрацию, люфт кронштейна, мишень меньше стандартной и сам разброс гистерезиса, который у части моделей доходит до 15…20 %. Двадцатипроцентный запас закрывает именно это. Omron, к слову, ставит свою границу примерно там же. Sa он не печатает: в паспорте E2A стоит строка Setting distance в миллиметрах, и при Sn 8 мм она читается «0 to 6.4 mm». Отношение 0,8 выдерживается во всех колонках той таблицы (0…1,6 при Sn 2; 0…3,2 при Sn 4; 0…6,4 при Sn 8; 0…12 при Sn 15), но самой формулы 0,8·Sn в паспорте нет, это уже наш подсчёт.

Коэффициент материала: свойство модели, а не физическая постоянная

По стали коэффициент единица, по цветным металлам зона падает в несколько раз. Ориентировочные цифры из паспортов Sick серии IME: нержавеющая V2A/304 около 0,8, алюминий 0,45, медь 0,4, латунь 0,4. Для гигиенической IMF производитель даёт уже другие: нержавеющая 0,74, медь 0,33, латунь 0,46. Для блочного IQ40 ещё другие: нержавеющая 0,8, алюминий 0,34, медь 0,27, латунь 0,38. Для старой IM08-1B5PS-ZT1 — нержавеющая V4A 0,78, алюминий 0,38, медь 0,29, латунь 0,49.

У Pepperl+Fuchs разброс по моделям ещё больше. NJ2-12GM40-E2 опускается до 0,23 по алюминию и 0,21 по меди. NBB2-12GM50-E2-V1 даёт 0,29 и 0,23. NBN4-12GM50-E2-V1 уже 0,47 и 0,43, а по нержавеющей вообще 0,85. NBB10-30GM50-E2-V1 даёт 0,50 по алюминию. То есть между двумя датчиками одного производителя разница по алюминию более чем двукратная.

Самый наглядный пример того, почему обобщённая таблица не работает: у NBB5-18GM50-E2 два паспорта. Текущий документ даёт 0,35 по алюминию, 0,29 по меди и 0,73 по нержавеющей. Паспорт 2020 года на тот же партномер даёт 0,30, 0,30 и 0,70, и ещё другое напряжение питания. Отличить единицу в руках можно по покрытию корпуса: никель это старая ревизия, белая бронза это текущая. Один партномер, два набора цифр.

Omron таблицу коэффициентов для E2A не публикует вообще. В паспорте вместо неё стоят кривые «Influence of Sensing Object Size and Materials» по железу, нержавеющей SUS303, латуни, алюминию и меди. Считывать с кривой и печатать как коэффициент мы не будем: это оценка, а не паспортное число. Balluff и SELET коэффициентов в своих документах тоже не печатают.

Берите цифру из паспорта той модели, которую покупаете. Мы сами так и делаем на каждой заявке: открываем паспорт конкретного партномера, смотрим строку correction factor под нужный металл и только потом говорим, закроет ли эта позиция ваш зазор.

Рабочий расчёт и два примера

Порядок действий: Sn умножаем на 0,81, затем на коэффициент своего металла из паспорта именно этой модели, затем на 0,8 запаса. Полученное число должно быть больше фактического зазора в узле в худшем положении механизма.

Пример первый. Корпус M18 заподлицо с плитой, объект из нержавеющей стали 304, зазор 3 мм. NBB5-18GM50-E2-V1: 5 × 0,81 × 0,73 × 0,8 = 2,37 мм. Не проходит. NBB8-18GM50-E2-V1: 8 × 0,81 × 0,74 × 0,8 = 3,84 мм. Проходит с запасом 0,84 мм. То есть из двух экранированных M18 в каталоге подходит только тот, что на 8 мм, хотя «на глаз» датчик на 5 мм для зазора 3 мм выглядит достаточным.

Пример второй, алюминий. Корпус M12 заподлицо. NBB4-12GM50-E2-V1 с Sn 4 мм и коэффициентом 0,40 даёт 4 × 0,81 × 0,40 × 0,8 = 1,04 мм. NBN4-12GM50-E2-V1 при том же Sn 4 мм даёт 1,22 мм, потому что его коэффициент по алюминию 0,47. А нержавеющий NJ2-12GM40-E2 с Sn 2 мм и коэффициентом 0,23 даёт 0,30 мм, то есть по алюминию он практически не работает. Именно из-за этого множителя замены по алюминию и меди срываются чаще всего: в каталоге позиция выглядит с четырёхкратным запасом по зазору, а после трёх умножений от неё остаётся миллиметр, которого в реальном узле с вибрацией и тепловым расширением просто не существует.

Аргумент второй: экранированный и неэкранированный не взаимозаменяемы

Экранированный датчик (flush, иначе shielded) имеет металлическое экранирование боковой поверхности. Его можно утопить в металлической бобышке заподлицо с поверхностью. Неэкранированный (non-flush) так монтировать нельзя: металл вокруг торца будет восприниматься как объект, и датчик залипнет во включённом состоянии навсегда. Такие датчики приезжают к нам на проверку как неисправные регулярно, и каждый раз выясняется, что под рукой был неэкранированный аналог, его вкрутили в ту же бобышку вместо экранированного, а узел после этого ни разу не дал корректного сигнала.

Почему правило «неэкранированный видит вдвое дальше» подводит

Это правило описывает типовые линейки, а не конкретные партномера. Pepperl+Fuchs в собственном блоге формулирует его как «flush даёт около 60 % от зоны non-flush» и сам же называет ориентиром. Проверять надо модель.

Где правило работает. Omron E2A по официальной таблице: M8 даёт 2 мм экранированный и 4 неэкранированный, M12 — 4 и 8, M18 — 8 и 16. Но уже на M30 начинаются отклонения: экранированный 15 мм, а неэкранированный 20 мм в стандартном корпусе K и 30 мм в длинном L. SELET серии B60: M12 2 и 4, M18 5 и 8, M30 10 и 15, то есть на M30 отношение уже полтора, а не два. У Sick на M8 правило держится: IME08-02BPSZT0K экранированный на 2 мм, IME08-04NPSZT0K неэкранированный на 4 мм.

Где правило не работает. NBB8-18GM50-E2-V1 экранированный и NBN8-18GM50-E2-V1 неэкранированный стоят на одинаковой резьбе M18×1 и имеют одинаковый Sn 8 мм с одинаковой Sa 0…6,48 мм. На M12 то же самое: NBB4-12GM50-E2-V1 и NBN4-12GM50-E2-V1 оба на 4 мм с Sa 0…3,24 мм. У Sick на M12 IME12-04BPSZC0K экранированный и IME12-04NPSZC0S неэкранированный тоже оба на 4 мм. Balluff BES008F вообще экранированный на 8 мм в корпусе M18, и производитель в сноске отсылает к отдельному монтажному гайду для экранированных датчиков с повышенной зоной.

Причина простая. Производители выпускают две разные конструкции экранированного датчика: обычную и с повышенной зоной. Для M18 у Pepperl+Fuchs обычная экранированная это NBB5 на 5 мм, а NBB8 на 8 мм это уже конструкция с повышенной зоной. Сравнивать надо не «flush против non-flush», а две конкретные позиции по Sn и Sa.

Что неэкранированный всё же даёт на той же зоне: лучшие коэффициенты по цветным металлам и более высокую частоту. В паре NBN8 против NBB8 по текущим паспортам алюминий 0,44 против 0,38, медь 0,42 против 0,35, латунь 0,52 против 0,47, частота 1650 Гц против 1350. На ревизиях 2020 года эта разница другая: медь у обоих 0,4, частота у обоих 500 Гц. То есть выбор между ними решается не зоной, а металлом объекта и скоростью.

Два практических следствия остаются в силе:

• Замена экранированного на неэкранированный без изменения монтажа даёт постоянное срабатывание. Надо либо освободить металл вокруг торца, либо брать экранированный.
• Замена неэкранированного на экранированный может срезать зону, а может и нет. Проверяйте Sn и Sa обеих позиций, и если зона действительно падает, либо увеличивайте диаметр корпуса, либо уменьшайте зазор.

В коде Sick монтаж читается прямо: в IME12-04BPSZC0K буква B означает embeddable, в IME12-04NPSZC0S буква N означает non-flush, а цифры перед буквой это Sn в миллиметрах. У Pepperl+Fuchs по той же логике NBB это экранированный, NBN неэкранированный, число после букв это Sn.

Аргумент третий: выход и провода меняют шкаф, а не только датчик

Тип выхода надо сохранять, если вы не готовы править схему. Четыре случая, где замена «похожим» датчиком не проходит.

• PNP вместо NPN и наоборот. Вход контроллера настроен под один тип. Менять датчик без перенастройки входа означает, что сигнала не будет. Как проверить, что именно у вас стоит, описано в статье как проверить датчик приближения мультиметром. Если коротко: подайте питание, измерьте напряжение между выходом и минусом, поднесите металл. Появление плюса питания на выходе означает PNP, просадка выхода на минус означает NPN. Для входов частотных преобразователей порядок перенастройки описан в замене европейского частотника на Veichi.
• Антивалентный вместо обычного. Суффикс A2 у Pepperl+Fuchs и B3 у Omron, а в коде Sick вторая буква P (как в IQ40-40NPPKC0K), означают четырёхпроводную схему с двумя выходами одновременно: нормально открытый и нормально закрытый на отдельных клеммах. Такой датчик не станет заменой трёхпроводного в уже проложенном трёхжильном кабеле, потому что второй выход довести нечем.
• Двухпроводной вместо трёхпроводного. Двухпроводной включается последовательно с нагрузкой, и у него два ограничения в обе стороны. Остаточный ток в закрытом состоянии: у NBB20-U1-UU до 1,5 мА, и чувствительный вход ПЛК может прочитать закрытый датчик как включённый. Минимальный рабочий ток: у того же NBB20-U1-UU 5 мА, у NBB5-18GM40-Z0-V1 2 мА, то есть нагрузка обязана потреблять хотя бы столько, иначе датчик не включается.
• Другое напряжение и совсем другая схема. Разбор ниже.

Почему NBB20-U1-UU не является заменой двадцатичетырёхвольтового датчика

Большинство позиций в каталоге это трёхпроводные датчики на 6…36 или 10…30 В DC. NBB20-U1-UU стоит отдельно: это двухпроводной датчик на переменный и постоянный ток. Паспорт даёт номинальное рабочее напряжение Ue 24…250 В DC или 24…230 В AC, а допустимый диапазон UB 20…275 В DC и 20…253 В AC идёт отдельной строкой. Поставить его вместо двадцатичетырёхвольтового датчика нельзя, и вот почему.

Двухпроводной датчик включается последовательно с нагрузкой, а не параллельно. Отдельного минуса у него нет, питание идёт через саму нагрузку. Отсюда четыре жёстких условия из того же паспорта: падение напряжения Ud до 5 В в режиме DC и до 8 В в режиме AC (типично 2 и 3 В), минимальный рабочий ток Im 5 мА, рабочий ток нагрузки IL от 5 до 500 мА, остаточный ток Ir до 1,5 мА в закрытом состоянии. Плюс прямое требование: устройство должно быть защищено внешним предохранителем по UL 248 на 3 А и 300 В для переменного и постоянного тока. Подключается он не разъёмом, а клеммным отсеком под провод 0,5…2,5 мм² с моментом затяжки 1,2 Нм.

То есть это замена не датчика, а участка схемы: другая топология подключения, другая нагрузка, внешний предохранитель, клеммы вместо разъёма. Полярность выхода в нём задаётся самой схемой: паспорт пишет «normally open/closed selectable through wiring». Берут его осознанно, когда нужно коммутировать катушку контактора напрямую от сети без промежуточного реле.

Мелочь, которая останавливает монтаж на час

Способ подключения, и не только разъём против кабеля. Количество контактов в разъёме тоже разное. NBB8-18GM50-E2-V1 и NBB2-12GM50-E2-V1 это M12 на три контакта, а NBN40-L2-A2-V1 это M12 на четыре, потому что он четырёхпроводной. У Sick серия IME08 использует разъём M8 на три контакта, а IME12 разъём M12 на четыре, хотя сам датчик трёхпроводной. У Omron суффикс M1 всегда означает M12 на четыре контакта, даже для трёхпроводных B1 и B2.

Физически A-кодированные M12 на три и на четыре контакта совместимы: в трёхконтактном датчике просто не задействован контакт 2. Проблема возникает не здесь, а на четырёхпроводных датчиках: два выхода по трёхжильному кабелю не передать. Длина кабеля тоже поле совместимости: NJ4-12GM40-E2-5M имеет литой кабель 5 м, Balluff BES008F 3 м, большинство P+F и Omron по 2 м. А NBB15-U1-E2 и NBB20-U1-UU не имеют кабеля вовсе: у них клеммный отсек, и кабель вы прокладываете свой.

В каталоге опубликованы оба варианта одной позиции: NBB5-18GM50-E2 с кабелем 2 м и NBB5-18GM50-E2-V1 под разъём M12. Так же пара NBN4-12GM50-E2 (кабель) и NBN4-12GM50-E2-V1 (разъём).

Как прочитать партномер

Часть полей совместимости видна прямо из маркировки, без паспорта.

Четыре ловушки в самих кодах

У Sick буква B не всегда означает заподлицо. Кроме flush ею обозначают и quasi-flush, поэтому тип монтажа окончательно читается из паспорта, а не из буквы. Например IME08-03BPSZW2S в паспорте стоит как Quasi-flush.

В форме 1B5 буква B это запятая, а не монтаж. IME08-1B5PSZT0S имеет Sn 1,5 мм. То же с 2B5: IMM05-2B5PSVR8K имеет Sn 2,5 мм.

У Pepperl+Fuchs префикс NJ монтаж не кодирует вообще. Производитель продаёт NJ в обоих исполнениях: NJ2-12GM40-E2 экранированный на 2 мм, а NJ4-12GM40-E2-5M неэкранированный на 4 мм. Оба в корпусе из нержавеющей стали 1.4305. Для NJ тип монтажа проверяйте только в паспорте.

У Omron буква M в позиции экранирования недопустима. В этой позиции стандарт кода допускает только S или N. Если вам в запросе прилетел код E2A с M на шестой позиции, это либо опечатка поставщика, либо переписанный с ошибкой шильдик, и переспросить надо до заказа. Сами паспорта Omron тоже не без огрехов: в таблице заказа D03E строка M18LN16 имеет столбец B3 напечатанный как E2A-M18LS16-M1-B3, то есть с неправильной буквой экранирования. В текстовом слое таблицы заказа D03E такие опечатки в букве экранирования S/N встречаются в нескольких строках столбцов B3/C3, и это пример одной из них.

Что из маркировки не читается и всегда проверяется в паспорте: гарантированная зона Sa, коэффициенты для цветных металлов, частота коммутации, степень защиты, допустимый ток нагрузки, количество контактов в разъёме. Суффиксы M1 и WP у Omron, к слову, тоже ничего не говорят о степени защиты: IP67 по IEC 60529 и IP69k по DIN 40050 стоят отдельной строкой.

Отдельно о сериях Sick. IME это промышленный стандарт: корпус из никелированной латуни, IP67, от −25 до +75 °C, в комплекте две гайки. IMF это гигиеническая серия для пищевых и влажных зон: нержавеющая сталь V4A по DIN 1.4404 / AISI 316L, IP68 со сноской IP69K, от −40 до +100 °C, гайки тоже из нержавеющей. Если замена идёт на линии с мойкой под давлением, разница между этими двумя сериями важнее совпадения по Sn.

Пять рабочих примеров: оригинал и наша позиция

Ниже реальные расчёты по пяти полям. Партномера оригиналов проверены в официальных каталогах производителей, наши позиции в паспортах Sick и Pepperl+Fuchs. Там, где полного совпадения нет, написано прямо, что именно не совпадает.

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

Оригинал: M12, экранированный, Sn 4 мм ±10 %, PNP нормально открытый, трёхпроводной, литой кабель PVC 2 м, питание 12…24 В, частота 1000 Гц.

Наша позиция: Sick IME12-04BPSZC0K. Диаметр M12 совпадает. Монтаж flush совпадает. Зона Sn 4 мм и Sa 3,24 мм. Выход PNP нормально открытый совпадает. Питание 10…30 В перекрывает 12…24 В. Не совпадает одно поле: подключение. У нас разъём M12 на 4 контакта, в оригинале литой кабель. Решение: добавить патчкорд M12 (P+F V1-W-5M-PUR, 4 контакта, PUR, 5 м; другие длины комплектуем по заявке), либо брать P+F NBN4-12GM50-E2 с литым кабелем 2 м, но это неэкранированный датчик, поэтому бобышку придётся освободить. Кабельной версии экранированного M12 на 4 мм в каталоге сейчас нет, и это стоит знать до заказа.

По металлу: Sick IME даёт нержавеющую 0,8 и алюминий 0,45, то есть по стали запас полный, по алюминию 4 × 0,81 × 0,45 × 0,8 = 1,17 мм гарантированного зазора.

2. Omron E2A-M18LN16-M1-B1

Оригинал: M18, неэкранированный, Sn 16 мм ±10 %, PNP нормально открытый, трёхпроводной, разъём M12 на 4 контакта, частота 400 Гц.

Наша позиция: прямого эквивалента нет, и это важно сказать вслух. Максимум по неэкранированным M18 в каталоге это NBN8-18GM50-E2-V1, Sn 8 мм, Sa 0…6,48 мм. По стали он даёт 6,48 × 0,8 = 5,18 мм рабочего зазора.

Поэтому сначала измеряем фактический зазор, а не копируем Sn оригинала. Если реальный зазор до 5,1 мм по стали, NBN8-18GM50-E2-V1 закрывает задачу и кронштейн не трогаем. Если больше, резьбу M18 придётся оставить: из каталога подходит NBB20-L2-E2-V1 (блок L2, Sn 20 мм, Sa 0…16,2 мм, экранированный, PNP нормально открытый, трёхпроводной, разъём M12) либо NBN40-L2-A2-V1 (Sn 40 мм, неэкранированный). Второй вариант четырёхпроводной антивалентный, то есть ещё и кабель менять. Корпус L2 в бобышку M18 не вкручивается, это блок под два болта, поэтому переделка кронштейна в обоих случаях обязательна.

3. SELET B60E188POC5

Оригинал: M18, неэкранированный, Sn 8 мм, PNP нормально открытый, разъём M12, питание 12…24 В, гистерезис до 10 % от Sn, IP67, от −25 до +60 °C, частота 700 Гц.

Наша позиция: P+F NBN8-18GM50-E2-V1. Все пять полей совпадают: M18, неэкранированный, Sn 8 мм (у нас ещё и Sa заявлена, 0…6,48 мм), PNP нормально открытый трёхпроводной, разъём M12. Два поля у нас лучше: питание 6…36 В против 12…24 и температура от −40 до +85 °C против −25…+60. Частота: на текущей ревизии паспорта 1650 Гц против 700 у оригинала, на ревизии 2020 года тот же партномер даёт 500 Гц, то есть ниже оригинала. Ревизию партии подтверждаем до отправки. Коэффициенты у нас есть в паспорте: алюминий 0,44, медь 0,42, нержавеющая 0,76, латунь 0,52.

4. SELET B603010POC5

Оригинал: M30, экранированный, Sn 10 мм, PNP нормально открытый, разъём M12, питание 12…24 В, частота 200 Гц.

Наша позиция: P+F NBB10-30GM50-E2-V1. Резьба M30×1,5, flush, Sn 10 мм, Sa 0…8,1 мм, PNP нормально открытый трёхпроводной, разъём M12 на 3 контакта, питание 6…36 В. Пять полей из пяти. Частота 1100 Гц против 200, то есть с запасом по скорости. По алюминию 10 × 0,81 × 0,50 × 0,8 = 3,24 мм гарантированного зазора, что для M30 нормальный рабочий монтаж.

5. SELET B60G185PO

Оригинал: M18, экранированный, Sn 5 мм, PNP нормально открытый, литой кабель, питание 12…24 В.

Наша позиция: P+F NBB5-18GM50-E2. M18, flush, Sn 5 мм, Sa 0…4,05 мм, PNP нормально открытый, литой кабель 2 м, питание 6…36 В по текущему паспорту. Пять полей из пяти, даже тип подключения тот же.

Одна оговорка именно по этой позиции: у NBB5-18GM50-E2 два паспорта с разными данными. Текущий даёт 6…36 В и коэффициенты 0,35 / 0,29 / 0,73, легаси 2020 года даёт 10…30 В и 0,30 / 0,30 / 0,70. Если ваш расчёт идёт в обрез по алюминию, напишите нам, и мы укажем ревизию той партии, которую отправляем.

Что есть в каталоге по размеру корпуса

Зона указана как номинальная Sn. Sa приведена там, где производитель её печатает, и в той форме, в которой печатает: у Pepperl+Fuchs вилкой от нуля, у Sick и Balluff одним числом верхней границы. Для расчёта монтажа умножайте Sn на 0,81, на коэффициент своего металла из паспорта модели и на 0,8 запаса. Позиции ниже опубликованы в каталоге; наличие и срок поставки мы подтверждаем по заявке, поскольку часть брендов в этой группе уже снята с производства.

Одна позиция P+F бывает в двух ревизиях паспорта

Pepperl+Fuchs переоформил паспорта на свои индуктивные датчики, и часть числовых строк в новой ревизии отличается от старой. Партномер при этом тот же. Мы сверили четыре пары документов:

• NBB8-18GM50-E2-V1: ревизия 2020 года (док. 085501) даёт 500 Гц, разъём M12 на 4 контакта, коэффициенты 0,45 алюминий, 0,4 медь, 0,7 нержавеющая 304, питание 10…30 В и отдельную строку «Increased operating distance». Текущая ревизия (док. 326161-0087) даёт 1350 Гц, 3 контакта, медь 0,35, и этой строки в ней уже нет.
• NBN8-18GM50-E2-V1: ревизия 2020 года (док. 084197) даёт 500 Гц, 4 контакта, алюминий 0,5, медь 0,4, нержавеющая 0,7. Текущая (док. 326161-0120) даёт 1650 Гц, 3 контакта, медь 0,42 и диапазон от −40 до +85 °C.
• NBN4-12GM50-E2-V1: более старые документы 083960 (2009 год) и 087768 (2020 год) дают 1200 Гц и питание 10…30 В; текущая ревизия 326161-0069 даёт 6…36 В и разъём на 3 контакта. По контактам в легаси: 087768 печатает строку «Connector M12 x 1, 4-pin», а 083960 количество контактов не печатает вовсе («V1-connector»), четыре жилы в нём видны только из таблицы подключения.
• NBB5-18GM50-E2: паспорт 2020 года (док. 083995) даёт питание 10…30 В, 800 Гц и коэффициенты 0,30 алюминий, 0,30 медь, 0,70 нержавеющая; текущий (док. 326161-0105) даёт 6…36 В, 1950 Гц и 0,35 / 0,29 / 0,73.

Зоны Sa и sr в обеих ревизиях совпадают, поэтому на подбор по расстоянию раскол не влияет. А если в вашем узле критична частота, количество контактов в разъёме или граница питания, ревизию конкретной партии мы подтверждаем до отправки и не цитируем один паспорт как окончательный.

M8

Два уточнения по этой таблице. IMF08-02BPSNC0S несмотря на буквы NC в конце кода имеет выход нормально открытый: так написано в паспорте 1076745, а нормально закрытый родственник имеет другой партномер. Корпус у него из нержавеющей V4A, IP68/IP69K, от −40 до +100 °C, то есть это гигиеническое исполнение. E2A-S08KS02-M1-B1 тоже из нержавеющей стали SUS 303, и это единственная позиция Omron в наших таблицах, которой мы не нашли в списках снятия. Осторожность здесь нужна: значительную часть латунной линейки E2A Omron снял с производства в 2022 году (сообщение B-220184), нашего исполнения 2M в тех списках нет, поэтому статус по каждому партномеру E2A мы подтверждаем по заявке.

M12

^* По IM12-04NPS-ZC1 официального паспорта именно этой версии мы не нашли: в нашей карточке ссылка ведёт на сторонний магазин. Буква N в этой позиции кода означает non-flush у двух проверенных родственников, IM18-08NPS-ZC1 и IME08-04NPSZT0K, поэтому неэкранированным мы его считаем по коду серии. Перед монтажом заподлицо с металлом переспросите нас: мы запросим паспорт у Sick.

^** Текущий паспорт NBN4-12GM50-E2-V1 (док. 326161-0069) даёт разъём на 3 контакта и питание 6…36 В. Легаси-документы на тот же партномер дают 10…30 В, а 087768 ещё и разъём на 4 контакта. См. блок о двух ревизиях выше.

Отдельно о SELET. Питание 12…24 В у него уже привычных 10…30 В, и это реальная ловушка при замене: если в вашем шкафу блок питания на 12 В с просадкой или логика на 10 В, датчик выходит за паспортный диапазон. Гистерезис SELET нормирует в процентах от Sn, а не от sr, как Sick и P+F, поэтому напрямую с их цифрами он не сравнивается.

M18

^† Эти строки взяты из текущих паспортов. На ревизиях 2020 года те же партномера дают другие числа: NBB5-18GM50-E2 питание 10…30 В вместо 6…36 В, NBB8-18GM50-E2-V1 500 Гц и 4 контакта вместо 1350 Гц и 3, NBN8-18GM50-E2-V1 500 Гц и 4 контакта вместо 1650 Гц и 3. Детали выше, в блоке «Одна позиция P+F бывает в двух ревизиях паспорта». Ревизию партии подтверждаем до отправки.

Внимание к последней строке. Суффикс B3 у Omron означает четырёхпроводную антивалентную схему: на двух отдельных выходах одновременно присутствуют нормально открытый и нормально закрытый сигналы. Три следствия для замены: уже проложенный трёхжильный кабель оба выхода не передаст, корпус в версии B3 на 4 мм длиннее B1 и B2, и готовность к работе другая, 160 мс против 100. Поэтому B3 берут осознанно, под схему, где один датчик нужен одновременно в логике движения и в аварийной цепи.

M30, блочные и фланцевые корпуса

В паспорте IQ40 этот выход назван строкой Output function: Complementary. У Pepperl+Fuchs та же схема в документах называется антивалентной, суффиксы A0 и A2, поэтому в таблицах выше эти два слова означают одно и то же.

О корпусах U1 и L2 отдельно, потому что их часто ошибочно берут «вместо M30». Это не цилиндры под гайку. U1 монтируется через фланец основания: четыре отверстия прямоугольником, 60 мм между осями по длине и 30 мм поперёк, момент затяжки 1,8 Нм. Резьба M20×1,5, которую видно на чертеже, это кабельный ввод, а не место вкручивания в бобышку. Подключение в U1 через клеммный отсек под провод 0,5…2,5 мм², то есть кабель вы заводите свой, не более двух проводников одинакового сечения на клемму. L2 это прямоугольный блок под болты. Если в машине стоит M30 в бобышке, под U1 или L2 кронштейн придётся переделывать.

Позиции IFM

В каталоге есть 14 индуктивных датчиков IFM. Честная оговорка: поля Sn, типа монтажа и типа выхода в наших карточках по этим позициям не заполнены, а официальный паспорт ifm мы под эту статью не смогли открыть по техническим причинам. Поэтому мы не печатаем здесь цифр, которых не видели в документе: это было бы именно тем, против чего вся эта статья.

Что мы можем сказать точно. Артикул ifm (например IGS206 или IGM204) параметров не кодирует: в паспорте он идёт в паре с длинным заказным кодом вида IGB3008BAPKG/US-104. Именно этот длинный код и надо назвать, когда пишете нам. Мы запросим по нему паспорт и вернём пять полей в том же виде, что в таблицах выше. А если вам нужна рабочая замена, а не тот же артикул, подберём эквивалент Sick или Pepperl+Fuchs по процедуре из разделов выше и покажем расчёт по пяти полям.

Позиции: IF5712, IF6030, IFS214, IFT200, IFT202, IFT203, IGC220, IGC221, IGM204, IGS206, IGS232, II0097, II5916, IIS206. Полный перечень бренда: датчики IFM в каталоге.

На какой бюджет ориентироваться

Конкретные цифры не пишем: цены в этой группе привязаны к курсу и пересчитываются, поэтому зашитая в статью сумма протухнет за месяц. Порядок величин такой.

Самый дешёвый вход это цилиндрические M8 и M12 в сериях Sick IME и Pepperl+Fuchs NBB и NBN. Ценовые группы брендов здесь перекрываются, поэтому более дешёвая позиция попадается и в одном, и в другом, а разброс внутри группы примерно двукратный. Дороже стоят исполнения с дополнительным свойством: нержавеющий корпус (P+F NJ, SELET), гигиеническое (Sick IMF), блочный или фланцевый корпус на большую зону (Sick IQ40, P+F L2 и U1), комплементарный выход A2, двухпроводной AC/DC. Две самые дорогие позиции в этой статье это NBB20-U1-UU с клеммным отсеком на 250 В и верхняя позиция IFM, которая стоит более чем в десять раз дороже самого дешёвого Sick IME. Полные списки по бренду: датчики Sick и датчики Pepperl+Fuchs.

Актуальная цена всегда стоит на странице самой позиции и пересчитывается по курсу, поэтому смотрите её там, а не в статье. Срок мы подтверждаем по заявке по каждому партномеру: часть позиций поставляется, часть снята с производства или идёт под заказ.

Практический вывод. Если вы меняете обычный трёхпроводной датчик в сухом цехе, держитесь цилиндрических серий Sick IME и P+F NBB и NBN: там есть и flush, и non-flush, и 2, 4, 5, 8, 10 мм. Переплачивать стоит только за конкретное свойство: нержавеющий корпус для мойки, комплементарный выход для аварийной цепи, AC/DC для прямой коммутации катушки, блочный корпус для большой зоны. Назовите нам задачу, и мы покажем, какой позицией она решается дешевле.

Если оригинальный бренд больше не поставляется

Процедура та же, просто исходные данные надо снять с оборудования, а не с каталога. Мы проходим эти шесть шагов вместе с заказчиком, если он присылает фото монтажа.

1. Измерьте штангенциркулем резьбу корпуса и длину. Это даёт первое поле.
2. Посмотрите, как датчик стоит. Торец заподлицо с металлом означает, что нужен экранированный. Торец выступает, вокруг свободно? Тогда подойдёт неэкранированный.
3. Измерьте фактический зазор до объекта в крайнем положении механизма. Это ваше требование к Sa, а не к Sn.
4. Определите материал объекта. Сталь, нержавеющая, алюминий это три разных ответа.
5. Определите тип выхода. Если маркировка стёрлась, его можно измерить мультиметром: подать питание, измерить напряжение между выходом и минусом, поднести металл. Появление плюса на выходе означает PNP, просадка на минус означает NPN. Полный порядок с перечнем ошибок описан в статье как проверить датчик приближения мультиметром.
6. Посчитайте нужный Sn: фактический зазор разделите на 0,81, на коэффициент материала и на 0,8 запаса, затем округлите вверх до имеющегося номинала.

Пример того же расчёта в обратную сторону. Зазор 3 мм, объект из нержавеющей стали 304, корпус M18 заподлицо с плитой. Нужен экранированный. Коэффициент для нержавеющей в экранированных M18 Pepperl+Fuchs 0,73 и 0,74 в зависимости от модели. Нужная зона: 3 ÷ 0,8 ÷ 0,81 ÷ 0,74 = 6,26 мм. Вариант на 5 мм не проходит, ближайший рабочий номинал в каталоге это 8 мм. Считать так стоит до заказа, потому что переделка кронштейна под другой диаметр корпуса обходится дороже разницы в цене между датчиком на 5 и на 8 миллиметров.

Отдельный и частый случай: латунная линейка Omron E2A. Значительную её часть производитель снял с производства в 2022 году с рекомендованной заменой на E2E-Next, и именно поэтому запрос «чем заменить E2A» приходит к нам регулярно. Нержавеющая E2A-S остаётся актуальной. Для вас это означает две вещи. Повторно заказать снятую позицию у производителя может быть невозможно, поэтому наличие и срок по E2A мы подтверждаем по заявке отдельно. И если у вас стоит латунный E2A, имеет смысл сразу считать замену на Sick IME или P+F NBB по процедуре выше, а не искать тот же партномер дальше.

Четыре ловушки, на которых замена срывается

1. Подбор по Sn без множителей. Зазор 3 мм и датчик «на 4 мм» выглядят совместимыми, пока не учтёте 0,81, коэффициент материала и запас на вибрацию.
2. Экранированный заменили неэкранированным. Датчик залипает в металлической бобышке, и это выглядит как заводской брак.
3. Не сверили тип выхода. Датчик живой, линия сигнала не видит. Тратится день на поиск неисправности, которой нет. Отдельный подвид этой ловушки: четырёхпроводной антивалентный датчик в трёхжильном кабеле.
4. Двухпроводной поставили вместо трёхпроводного. Вход ПЛК залипает от остаточного тока или, наоборот, датчик не включается, потому что нагрузка потребляет меньше минимального рабочего тока.

Частые вопросы

Что такое Sa и почему его нет в каталоге?

Это гарантированная зона срабатывания: расстояние, на котором датчик обязан сработать во всём диапазоне напряжений и температур. IEC 60947-5-2 задаёт её диапазоном от нуля до 0,81 от номинальной Sn. Записывают её производители по-разному: Pepperl+Fuchs печатает вилку, «sa 0…4,05 mm», а Sick и Balluff печатают только верхнюю границу одним числом, «Safe sensing range Sa 1.62 mm» или «Sa 6.4 mm». Ноль в нижней границе идёт из стандарта, а не из паспорта. Монтаж проектируют по Sa, а Sn в каталоге служит для сравнения моделей между собой. Omron Sa не печатает вовсе: в паспорте E2A стоит строка Setting distance в миллиметрах, например «0 to 6.4 mm» при Sn 8 мм. Отношение 0,8 выдерживается во всех колонках, но самой формулы 0,8·Sn в паспорте нет.

Почему Sn называют условной величиной?

Так её называет сам стандарт. В клаузе 2.3.1.1 сказано, что номинальное расстояние не учитывает ни производственных допусков, ни влияния напряжения и температуры. Измеряют фактическое расстояние sr, и требование к нему лишь одно: лежать в пределах ±10 % от Sn при номинальном напряжении и 23 °C. Поэтому два датчика с одинаковым Sn 8 мм могут иметь реальные 7,2 и 8,8 мм, и оба будут в норме.

Какого размера должен быть объект, чтобы паспортная зона была действительной?

Стандарт задаёт мишень как квадрат из стали Fe 360 толщиной 1 мм. Сторона квадрата равна диаметру окружности, вписанной в активную поверхность торца датчика, либо трём Sn, в зависимости от того, что больше. Для датчика Sn 8 мм это 24 мм. Если ваш объект меньше или тоньше, зона падает, и паспортную цифру надо уменьшать ещё и на это.

Можно ли поставить датчик большего диаметра, если нужная зона не вмещается?

Да, и это штатное решение. Переход с M12 на M18 даёт больший Sn при том же типе монтажа. Проверьте только два: есть ли место в кронштейне, не заходит ли новый корпус в зону движения механизма. Переход на блочный корпус L2 или фланцевый U1 даёт ещё большую зону, но это уже переделка крепления, потому что они не вкручиваются в бобышку.

Датчики разных брендов одинакового размера взаимозаменяемы?

Механически обычно да: резьба M12 или M18 стандартная. Электрически и по зоне нет. Кроме пяти полей проверяйте ещё и диапазон питания: у SELET серии B60 это 12…24 В, у Sick IME 10…30 В, у P+F серий NBB и NBN 6…36 В, у NJ 10…60 В. Длина корпуса и место выхода кабеля тоже различаются, поэтому измеряйте вылет в кронштейне. Из конкретных цифр: NBB5-18GM50-E2 имеет 56 мм длины, его разъёмная версия 66 мм, Balluff BES008F 55 мм, Omron E2A-M18LS08 в версии B3 ещё на 4 мм длиннее B1.

Почему таблица коэффициентов для металлов в разных источниках разная?

Потому что коэффициент это свойство конкретной модели, а не физическая постоянная. Он зависит от материала корпуса и схемы экранирования. У Sick серия IME даёт для алюминия около 0,45, гигиеническая IMF 0,43, блочный IQ40 0,34. У Pepperl+Fuchs по моделям выходит от 0,23 у NJ2 до 0,50 у NBB10. Один и тот же партномер NBB5-18GM50-E2 в двух ревизиях паспорта имеет 0,35 и 0,30. Берите значение из паспорта той модели, которую покупаете; если паспорта под рукой нет, напишите нам партномер, и мы пришлём строку из документа.

Бывает, что одинаковый на вид датчик имеет противоположную логику выхода?

Бывает, и это отдельная причина проверять суффикс. У Omron E2A суффикс B1 означает нормально открытый выход, а B2 нормально закрытый. Два датчика одинакового диаметра с той же зоной и тем же выходом PNP будут работать в противоположной логике. Из наших позиций E2A-S08KS02-M1-B1 нормально открытый, а E2A-M12KS04-WP-B2 вместе с E2A-M30KS15-WP-B2 нормально закрытые. У Sick то же самое кодирует одна буква: IME08-02BPSZT0K нормально открытый, IME08-02BPOZT0K нормально закрытый, и это единственная позиция Sick с NC в наших таблицах.

На каком расстоянии друг от друга можно ставить два датчика?

Производители дают это отдельным чертежом, и цифры зависят от модели, а не от правила «несколько диаметров». Паспорт Sick IME12-04NPSZC0S (неэкранированный, M12, Sn 4 мм) в блоке монтажа non-flush печатает шесть размеров: A 12, B 24, C 12, D 12, E 8, F 32 мм. То есть для двух соседних датчиков M12 нужно 24 мм между осями, а для двух встречных 32 мм. Для экранированной версии IME12-04BPSZC0K в блоке flush остаются B 24, C 12, D 12 и F 32 мм. Для гигиенического IMF08 на M8 цифры меньше: B 6,5, C 8, D 6, F 16 мм. А для блочного IQ40 с Sn 40 мм они резко возрастают: A 42, B 150, C 40, D 120, E 40, F 150 мм. Буквы A…F в паспортах Sick обозначены только на чертеже, без текстовой легенды, поэтому перед монтажом сверяйтесь с самим чертежом, а не с буквой в этом абзаце. Если у вас нет под рукой паспорта, пришлите нам партномер, и мы пришлём страницу с размерами.

Датчик экранированный, а всё равно срабатывает от корпуса механизма

Проверьте боковой зазор и то, не стоит ли рядом второй датчик. Для экранированных ограничения на соседний металл тоже есть, просто мягче, чем у неэкранированных: смотрите цифры в предыдущем вопросе. Вторая причина, которую мы видим регулярно: рядом стоит однотипный датчик ближе паспортного расстояния, генераторы начинают влиять друг на друга, и оба канала дают хаотичные срабатывания без видимой причины.

Есть ли датчики с одинаковой зоной по всем металлам?

Такой класс существует, производители обозначают его как all-metal или factor 1. В нашем каталоге сейчас таких позиций нет, и выдумывать их мы не будем. Два рабочих варианта. Первый: компенсировать коэффициент большим Sn по формуле выше. Для алюминия это обычно один типоразмер вверх, и он почти всегда дешевле factor 1. Второй: если зазор не позволяет компенсировать, напишите нам через контакты резьбу, зазор и материал. Мы просчитаем позицию класса factor 1 под заказ и дадим срок поставки до того, как вы примете решение.

Что делать дальше

Если все пять полей известны, подбирайте по таблицам выше. Если какое-то поле под вопросом, пришлите нам пять вещей: резьбу корпуса, фактический зазор, материал объекта, тип входа контроллера, фото монтажа. Сверим с паспортом производителя, пришлём расчёт по формуле из этой статьи и предложим позицию из каталога. Напишите или позвоните нам, и если под вашу задачу ничего не подходит, мы скажем это прямо, а не продадим «похожий» датчик.

Позиции из таблиц опубликованы в каталоге. Наличие и срок поставки подтверждаем по заявке: латунную линейку Omron E2A производитель в значительной мере снял с производства в 2022 году, поэтому по таким позициям статус проверяем отдельно под каждый партномер. Условия обмена и возврата оформляем письменно вместе со счётом, поскольку сроки отличаются для физического лица и для предприятия; конкретную цифру под ваш тип покупателя даст менеджер до оплаты.

Каталог: датчики Sick, датчики Pepperl+Fuchs, датчики Omron, датчики IFM, полная база это все промышленные датчики.

Смежные материалы: принцип работы и подбор индуктивного датчика, проверка датчика мультиметром, подключение датчика к ПЛК, сравнение типов датчиков приближения. Если объект неметаллический, индуктивный не подойдёт в принципе: смотрите оптические датчики.