So erkennen Sie kompatible Näherungssensoren
Ein Sensor, der in die Halterung passt, aber das falsche Signal sendet, kann eine Maschine genauso zuverlässig zum Stillstand bringen wie ein ausgefallener Sensor. Zu wissen, wie man kompatible Näherungssensoren identifiziert, bedeutet, den Ersatz an den elektrischen Eingang der Maschine, das Material des Zielobjekts, die Montageanordnung und die Betriebsbedingungen anzupassen – nicht nur an sein äußeres Erscheinungsbild.
Beginnen Sie für einen direkten Ersatz mit der vollständigen Hersteller-Teilenummer auf dem ausgefallenen Gerät. Notieren Sie jedes Zeichen, jedes Suffix und jeden Steckercode, bevor Sie den Sensor ausbauen. Teilenummern geben häufig Auskunft über Ausgangstyp, Tastweite, Gehäuseform, Kabellänge und besondere Merkmale, die von außen nicht sichtbar sind. Wenn das Etikett beschädigt ist, verwenden Sie die folgenden Prüfungen, um vor der Bestellung eine zuverlässige Spezifikation zu erstellen.
Beginnen Sie mit der Sensortechnologie
Der Begriff „Näherungssensor“ umfasst mehrere Technologien. Sie sind nicht standardmäßig austauschbar. Das Messprinzip muss für das Objekt geeignet sein, das die Maschine erkennen soll.
Ein induktiver Näherungssensor erkennt metallische Zielobjekte berührungslos. Er wird am häufigsten zur Erkennung von Stahlteilen, Zahnradzähnen, Nocken, Paletten und Maschinenpositionen eingesetzt. Die angegebene Tastweite von Standard-Induktivsensoren basiert auf Baustahl. Aluminium, Messing, Kupfer und Edelstahl können die nutzbare Tastweite verringern, teilweise erheblich.
Ein kapazitiver Näherungssensor kann nichtmetallische Materialien wie Kunststoff, Glas, Holz, Pulver, Getreide und Flüssigkeiten erkennen. Er kann auch Metall erfassen. Seine Empfindlichkeit lässt sich möglicherweise einstellen, dadurch wird er jedoch nicht zu einem direkten Ersatz für einen induktiven Sensor. Feuchtigkeitsansammlungen, Rückstände und Schwankungen des Produkts können den Schaltpunkt eines kapazitiven Sensors beeinflussen.
Lichtschranken verwenden einen Lichtstrahl, während Ultraschallsensoren Schallwellen nutzen. Sie werden im Allgemeinen ausgewählt, wenn sich das Ziel weiter entfernt befindet, als ein typischer induktiver Sensor erfassen kann, oder wenn das Ziel nichtmetallisch ist. Magnetische Zylinderschalter bilden eine weitere eigenständige Kategorie. Sie sind dafür ausgelegt, einen Magneten im Kolben eines Pneumatikzylinders zu erkennen. Ein Ersatz muss dasselbe Messverfahren verwenden, sofern Maschinenkonzept und Steuerung nicht bewusst geändert werden.
So identifizieren Sie elektrisch kompatible Näherungssensoren
Bei Notfall-Ersatzteilen scheitert die Kompatibilität häufig an der Elektrik. Lesen Sie vor der Auswahl eines Ersatzes das Sensoretikett, die Maschinenzeichnungen, die Dokumentation des PLC-Eingangs oder die Verdrahtung am vorhandenen Stecker.
Versorgungsspannung und Stromart abgleichen
Bestimmen Sie zunächst, ob der Sensor für Gleich- oder Wechselspannung ausgelegt ist. Die meisten modernen Automatisierungssensoren arbeiten mit 10–30 VDC oder 10–36 VDC, ältere Anlagen können jedoch Sensoren mit 24 VAC, 110 VAC oder 230 VAC verwenden. Ein AC-Sensor ist kein Ersatz für einen DC-Sensor, selbst wenn Gewindedurchmesser und Tastweite übereinstimmen.
Überprüfen Sie die an der Maschine verfügbare Versorgungsspannung und verlassen Sie sich nicht nur auf die auf einer alten Stückliste angegebene Spannung. Messen Sie sie bei Unsicherheit. Prüfen Sie außerdem die Stromaufnahme des Ersatzsensors und den Laststrom, den er schalten muss. Ein PLC-Eingang stellt normalerweise eine kleine Last dar, während ein Relais, Magnetventil, eine Lampe oder ein Zählereingang möglicherweise einen Sensor mit höherer Ausgangsbelastbarkeit erfordert.
PNP, NPN und Ausgangsfunktion bestimmen
Bei einem dreipoligen DC-Sensor müssen Sie feststellen, ob der Ausgang als PNP oder NPN ausgeführt ist. Ein PNP-Sensor führt der Last beim Schalten eine positive Spannung zu. Ein NPN-Sensor schaltet die Last gegen 0 V. Die PLC-Eingangskarte muss für diesen Ausgangstyp verdrahtet sein und ihn akzeptieren. Wird ein NPN-Sensor durch ein PNP-Modell ersetzt, ohne den Eingangskreis zu ändern, kann der Eingang dauerhaft aus- oder eingeschaltet bleiben oder die Ausrüstung möglicherweise beschädigt werden.
Gleichen Sie anschließend die Schaltfunktion ab. Ein Schließer (NO) schaltet seinen Ausgang ein, wenn das Ziel erkannt wird. Ein Öffner (NC) schaltet seinen Ausgang aus, wenn das Ziel erkannt wird. Einige Modelle bieten komplementäre NO- und NC-Ausgänge. Trotzdem muss überprüft werden, welcher Draht in der Maschine angeschlossen ist.
Gehen Sie nicht davon aus, dass allein die Aderfarben die Kompatibilität belegen. Braun, Blau, Schwarz und Weiß sind bei DC-Sensoren üblich, doch ältere Modelle, vor Ort reparierte Kabel und spezielle Steckverbinder können davon abweichen. Überprüfen Sie die Pinbelegung anhand der Sensordokumentation oder des vorhandenen Schaltplans.
Aderanzahl, Stecker und Ausgangsart prüfen
Ein zweipoliger Sensor arbeitet in Reihe mit seiner Last und kann einen Reststrom im ausgeschalteten Zustand sowie einen Spannungsabfall aufweisen. Ein dreipoliger Sensor verfügt über getrennte Leiter für Versorgung und Ausgang. Vierpolige Ausführungen bieten häufig sowohl NO- als auch NC-Ausgänge oder ein zweites Signal. Diese Konfigurationen verhalten sich unterschiedlich und sollten nicht ohne Weiteres gegeneinander ausgetauscht werden.
Gleichen Sie außerdem die Anschlussart ab. Dazu gehören ein fest angeschlossenes Kabel, die Kabellänge, ein M8- oder M12-Schnelltrennstecker, ein Winkelstecker und die Polzahl. Ein Stecker kann mechanisch passen, aber eine andere Pinbelegung verwenden. Wenn ein Ersatz einen anderen Stecker besitzt, kann ein Adapterkabel nur dann funktionieren, wenn Spannung, Ausgang und Pinbelegung zuvor überprüft wurden.
Mechanische Passform und Tastweite bestätigen
Nachdem die elektrische Schnittstelle korrekt ist, prüfen Sie die Installation des Sensors. Notieren Sie Form und Abmessungen des Gehäuses: Durchmesser des Gewinderohrs, Größe des rechteckigen Gehäuses, Durchmesser der Sensorfläche, Gesamtlänge, Gewindelänge, Befestigungsbohrungen, Freiraum an der Halterung und Richtung des Kabelabgangs. Ein längerer Sensor kann Schutzvorrichtungen, bewegliche Werkzeuge oder benachbarte Geräte beeinträchtigen, selbst wenn er dasselbe M18- oder M30-Gewinde besitzt.
Die Tastweite verdient ebenso viel Aufmerksamkeit. Ersetzen Sie einen 4-mm-Sensor nicht einfach durch eine 8-mm-Version, nur weil eine größere Reichweite besser klingt. Eine zu große Tastweite kann nahegelegene Maschinenteile oder ein vorbeilaufendes Werkstück zum falschen Zeitpunkt erkennen. Eine zu geringe Tastweite kann bei Vibrationen, Rundlauffehlern des Zielobjekts oder Montagetoleranzen zu intermittierenden Signalen führen.
Stellen Sie fest, ob der Sensor bündig montiert, auch geschirmt genannt, oder nicht bündig, auch ungeschirmt genannt, installiert ist. Ein bündig montierter induktiver Sensor kann nahezu eben mit dem umgebenden Metall installiert werden. Ein nicht bündiger Sensor benötigt einen metallfreien Freiraum um seine Sensorfläche und bietet normalerweise eine größere Tastweite. Wird ein nicht bündiges Modell in eine bündige Metallhalterung eingebaut, kann sich seine Tastweite verkürzen oder es kann zu Fehlauslösungen kommen.
Prüfen Sie Größe und Material des Zielobjekts sowie die Anfahrrichtung. Angegebene Tastweiten basieren auf einem definierten Standardziel. Für eine schmale Lasche, einen kleinen Schraubenkopf, ein perforiertes Teil oder ein nicht ferromagnetisches Ziel kann eine geringere Montageentfernung erforderlich sein, als die Katalogangabe vermuten lässt. Prüfen Sie bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen außerdem die Schaltfrequenz oder Reaktionszeit. Ein kompatibler Sensor muss jedes Ereignis bei der tatsächlichen Zyklusgeschwindigkeit der Maschine zuverlässig erkennen.
Berücksichtigen Sie die Betriebsumgebung
Ein Ersatzsensor muss den Bedingungen standhalten, unter denen der ursprüngliche Sensor funktioniert hat. Prüfen Sie die Schutzart des Gehäuses und die Belastungen am Einbauort. Kühlmittel, Schneidöl, Reinigungschemikalien, Staub, Hydraulikflüssigkeit, Vibrationen, Umgebungshitze und wiederholtes Biegen des Kabels beeinflussen die Lebensdauer.
IP-Schutzarten geben Aufschluss über den Schutz gegen feste Fremdkörper und Wasser, beantworten jedoch nicht jede Frage. Ein Sensor mit Schutz gegen eindringendes Wasser kann dennoch für aggressive Chemikalien oder eine dauerhafte Reinigung mit Hochdruck ungeeignet sein. Wenn der Sensor in der Nähe einer Schweißzone, von VFD-gespeisten Motorleitungen oder von Leitern mit hohen Strömen installiert ist, sollten Sie auch die Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Einflüssen und die Kabelführung berücksichtigen.
Für explosionsgefährdete Bereiche, die Lebensmittelverarbeitung, Außenanlagen oder Anwendungen mit sehr hohen Temperaturen müssen die erforderlichen Zulassungen und Materialspezifikationen eingehalten werden. Ein Ersatz für allgemeine Anwendungen kann bei einem Test auf der Werkbank funktionieren, aber die Konformitätsanforderungen nicht erfüllen oder im Betrieb schnell verschleißen.
Erstellen Sie vor der Bestellung eine Ersatzspezifikation
Wenn die ursprüngliche SKU nicht verfügbar oder veraltet ist, erstellen Sie einen kurzen Ersatzdatensatz. Das ist schneller und sicherer, als nach einer unvollständigen Beschreibung wie „M12-Näherungsschalter“ zu suchen. Nehmen Sie die folgenden Angaben auf:
- Ursprünglicher Hersteller und vollständige Teilenummer, sofern verfügbar
- Sensortechnologie und Material des Zielobjekts
- Versorgungsspannung, AC oder DC, und Aderanzahl
- PNP- oder NPN-Ausgang sowie NO- oder NC-Schaltlogik
- Gehäuseabmessungen, Montageart, Stecker und Pinbelegung
- Tastweite, bündige oder nicht bündige Montage und Angaben zum Zielobjekt
- Umgebungsschutz, Temperaturbereich und erforderliche Zulassungen
Überprüfen Sie den Ersatz an der Maschine
Schalten Sie vor der endgültigen Installation die Energieversorgung gemäß den Sicherheitsverfahren am Standort frei. Vergleichen Sie den Schaltplan und das Typenschild des Ersatzsensors mit dem dokumentierten Maschinenkreis. Prüfen Sie die Steckerorientierung, ziehen Sie Gewindesensoren mit dem korrekten Drehmoment an und positionieren Sie die Sensorfläche im vorgesehenen Abstand zum Zielobjekt.
Testen Sie nach dem Einschalten sowohl den Zustand „Ziel erkannt“ als auch „Ziel nicht erkannt“. Beobachten Sie die Sensoranzeige und den PLC-Eingang oder den Diagnosebildschirm der Maschine. Lassen Sie die Maschine ihre normale Bewegung durchlaufen und beobachten Sie anschließend mehrere Zyklen bei Produktionsgeschwindigkeit. Wenn das Signal flackert, untersuchen Sie zunächst die Ausrichtung des Zielobjekts, Vibrationen, elektrische Störungen, die Versorgungsspannung und den Freiraum um die Sensorfläche, bevor Sie von einem defekten neuen Sensor ausgehen.
Wenn ein veralteter Näherungssensor eine Reparatur verzögert, ist ein exakt passendes Modell häufig die Lösung mit dem geringsten Risiko. Wenn ein gleichwertiger Ersatz erforderlich ist, kann Used Industrial Parts Instandhaltungs- und Einkaufsteams dabei unterstützen, neue, gebrauchte und abgekündigte Industriekomponenten mit den erforderlichen Spezifikationen zu beschaffen, damit die Ersatzentscheidung auf die Aufrechterhaltung der Betriebszeit ausgerichtet bleibt.
Ein guter Ersatz ist nicht derjenige, der sich zuerst einschaltet. Es ist derjenige, der nach der Wiederinbetriebnahme der Maschine in jedem Zyklus zum richtigen Zeitpunkt das richtige Signal liefert.
