Pepperl+Fuchs NCN100-F23-E2-V1 Quadratischer induktiver Näherungssensor

Produkt: F23-Serie, quadratisch Induktiver Näherungssensor | Artikel-Nr.: 033499

✅ Modellcode-Definition

N: Induktiver Sensor

CN: Nicht bündige Montage

100: Nennschaltabstand 100 mm

F23: Große quadratische Gehäuseserie

E2: 3-Draht DC PNP normalerweise offen (NEIN)

V1: M12 4-poliger Stecker

📋 Grundlegende elektrische Spezifikationen

Metallreduktionsfaktoren (Entscheidend für die Auswahl)

304 Edelstahl: 1.0 (keine Reduzierung)

Messing: 0.47

Aluminium: 0.37

Kupfer: 0.35

Bei Aluminium-/Kupferobjekten verringert sich der effektive Erfassungsabstand erheblich. Bei der Auswahl ist die Faktorberechnung zwingend erforderlich.

🧱 Mechanisch & Umweltdaten

Gehäuse: ABS-Kunststoff, Aluminiumbasis

Form: Quadratisches großes Gehäuse, durch Montagelöcher fixiert

Verbindung: 4-poliger M12×1-Stecker

1: BN Brown DC+

2: WH Weiß

3: BU Blau DC-

4: BK Schwarz Signalausgang

Betriebstemperatur: -25 ~ +70 ℃

Lagertemperatur: -40 ~ +85 ℃

Zertifizierungen: cULus, CE

⚙️ Typische Anwendungen

Metalldetektion mit großer Reichweite für:

Positionsbegrenzung von Brückenkränen

Erkennung großer Materialmengen

Wagenpositionierung in der Lagerlogistik

Erkennung von Metallzielen für schwere Maschinen

Notiz: Schaltfrequenz nur 10Hz, Nicht geeignet für sich schnell bewegende Ziele.

🛠️ Installationsrichtlinien

1. Nicht bündige Montage. Die aktive Fläche darf NICHT in Metall eingebettet sein; Um die Sensorfläche muss ausreichend Metallfreiraum vorhanden sein.
2. Empfohlen wird eine Zielplatte aus Edelstahl. Für Aluminium-/Kupfer-Ziele, Verwenden Sie eine größere Zielgröße oder verringern Sie den Installationsabstand.
3. Initialisierungsverzögerung beim Einschalten bis zu 90 ms. Das SPS-Programm muss dies berücksichtigen, um Fehlauslösungen beim Start zu vermeiden.
4. Verwenden Sie einen passenden M12-Stecker. Um Störungen durch Frequenzumrichter zu reduzieren, wird ein abgeschirmtes Kabel empfohlen.

🔁 Ersatz & Ersatzteile

Gleiche Serie: NCN100-F23-E0-V1 (NPN NO-Version)

Inländische Ersatzrichtlinie: Quadratischer induktiver Weitbereichssensor, PNP-NR, 100mm nicht bündig, M12-Stecker. Notiz: Bei häuslichen Fernsensoren variieren die Reduktionsfaktoren stark, Prüfung vor Ort erforderlich.

📌 Zoll-HS-Code

85365019 (Andere Schaltgeräte)

⚠️ Checkliste zur Fehlerbehebung

1. Grüne LED aus: Keine Stromversorgung oder umgekehrte Polarität
2. Grüne LED an, Die gelbe LED löst nie aus: Ziel zu weit / Aluminium/Kupfer-Target mit starker Reduktion / unzureichende Zielfläche
3. Gelbe LED flackert: Kurzschluss, Überlastung oder Beschädigung der Kabelisolierung
4. Falsche Auslösung: Große Metallmasse in der Nähe oder elektromagnetische Störungen (VFDs)

Typische Anwendungsfälle von Pepperl+Fuchs NCN100-F23-E2-V1

Prämisse der Kernauswahl: 100mm extrem großer Schaltabstand, nicht bündig, PNP-NR, Schaltfrequenz nur 10Hz. Geeignet für die Positionsbegrenzung bei niedriger Geschwindigkeit / Anwesenheitserkennung, nicht für schnelles Zählen. IP67-zertifiziert, -25~70℃, geeignet für staubige, feuchte Hochleistungsumgebungen.

Fall 1: Endbegrenzung für Brückenkran / Laufkranwagen (Am häufigsten)

Industrie: Metallurgie, Stahllager, Schwerlast-Werkstattkräne

Lösung:

Der Sensor wird seitlich an der Kranschiene montiert. Am Ende des Wagens ist eine Zieltafel aus Edelstahl angebracht. Wenn sich der Wagen dem Schienenende innerhalb des zuverlässigen Betriebsabstands von 81 mm nähert, Der Sensor sendet ein PNP-Signal an die SPS, um eine Verzögerung und einen Notstopp-Schutz auszulösen, Verhinderung eines Überfahrens der Schiene.

Vorteile: Der große Schaltabstand ermöglicht einen flexiblen Einbauraum. Der M12-Stecker ermöglicht einen schnellen Austausch bei starken Vibrationen; IP67 widersteht Staub und Kühlwasserspritzern.

Notizen:

1. Die niedrige Fahrgeschwindigkeit des Trolleys entspricht einer Schaltfrequenz von 10 Hz.
2. Stainless steel target plate preferred. For aluminum targets, calculate distance using reduction factor.
3. Keep large steel structures away from the sensing face to prevent false triggering.

Fall 2: Horizontal Rough Positioning for AS/RS Stacker Cranes in Automated Warehouses

Industrie: Intelligente Lagerhaltung, Kühllager

Lösung:

NCN100-F23-E2-V1 sensors are installed in segments along the stacker travel rail. When the stacker’s metal baffle passes the sensor, it provides a rough position presence signal, working together with encoders for position calibration.

Funktion: Confirm the stacker arrives at the storage location and trigger deceleration. Avoid failure of photoelectric sensors caused by dust and moisture.

Einschränkung: Only rough positioning, not high-precision positioning; provides digital presence signal only, no distance measurement.

Fall 3: Station Presence Detection for Heavy-Duty AGVs

Industrie: Factory heavy-load AGVs, Transportfahrzeuge für Bergbaumaterial

Lösung:

Sensoren sind an Bodenstationen montiert, und Zielblöcke aus Metall sind an den AGV-Seitenwänden angebracht. Wenn das AGV die Station betritt und das Ziel in den Erfassungsbereich gelangt, Der Sensor gibt ein Anwesenheitssignal an die SPS aus, um die Räder zu blockieren und mit dem Be-/Entladen zu beginnen.

Vorteile: Ein großer Erfassungsabstand ermöglicht eine größere Andocktoleranz und senkt die Anforderungen an die Navigationsgenauigkeit. Beständig gegen Werkstattstaub und Ölverschmutzung, stabiler als fotoelektrische Sensoren.

Beschränkung: Nicht für Hochgeschwindigkeits-AGVs. 10Die Hz-Schaltfrequenz kann dazu führen, dass sich schnell bewegende Ziele nicht erkannt werden.

Fall 4: Anwesenheitserkennung für schwere Transferwagen aus Stahl & Zementwerke

Industrie: Metallurgie, Zement, Sinteranlagen

Lösung:

Bei Sinterwagen und Stahlbarren-Übergabewagen sind die Sensoren seitlich an der Schiene montiert. Der Sensor erkennt, wann das Metallleitblech des Wagens beim Entladen ankommt / Ladestation.

Betriebsbedingungen: High radiant heat, heavy dust and strong vibration. Sensor operating temperature -25~70℃ meets requirements. Large metal targets ensure stable detection.

Inbetriebnahme-Tipp: Mass steel structures exist on site, metal clearance must be reserved to avoid constant false triggering by background metal.

Fall 5: Position Monitoring for Large Hydraulic/Pneumatic Heavy-Duty Gates & Flaps

Industrie: Abwasserbehandlung, mining silo gates

Lösung:

One NCN100-F23-E2-V1 is fitted at fully-open and fully-closed positions of silo discharge gates respectively, to detect arrival of the metal actuator baffle. Position feedback is sent to PLC to confirm gate status and interlock upstream/downstream belt conveyors.

Merkmale: Slow gate movement perfectly matches low switching frequency. Remote sensor installation keeps it away from sediment and material impact.

Fall 6: Trolley Limit Protection for Gantry Cranes in Container & Stahlhöfe

Industrie: Häfen, Stahllogistikhöfe

Lösung: Sensor zur Endlagensicherung von Portalkran-Laufkatzen. Erkennt die Annäherung des Trolleys an den metallischen Endanschlag, um eine Vorverzögerung als sekundäre Sicherheitsgrenze auszulösen.

Bemerkung: Es handelt sich lediglich um einen Positionsschalter, KEIN Sensor mit SIL-Sicherheitsbewertung. Kann nicht als alleiniger Sicherheitsschutz verwendet werden; Als Backup wird ein mechanischer Endschalter empfohlen.

📌 Allgemeine Anwendungshinweise (Gilt für alle Fälle)

1. Angestrebte Materialreduzierung: Zielfaktor für Edelstahl = 1,0; Aluminium =0,37. Bei Aluminiumzielen nimmt die effektive Entfernung stark ab, muss bei der Auswahl berechnet werden.
2. Einschränkung der Bewegungsgeschwindigkeit: Maximale Schaltfrequenz 10 Hz. Nur zur Limit- und Anwesenheitsbestätigung; Für Hochgeschwindigkeitszählungen ist die Verwendung strengstens verboten.
3. Installation: Nicht bündige Montage. Die aktive Fläche kann nicht in Metall eingebettet werden. Ausreichender Metallabstand um den Sensor herum.
4. Einschaltverzögerung: Bis zu 90 ms Initialisierungszeit. Die SPS-Logik benötigt eine Einschaltverzögerung, um Fehlsignale beim Start zu verhindern.
5. Zielplattengröße: Der Zielbereich darf nicht zu klein sein. Das Ziel muss die Sensorfläche vollständig abdecken, andernfalls kommt es zu einer instabilen Erkennung.

🔎 Schnellauswahltabelle für Anwendungen

Funktionsprinzip induktiver Näherungssensoren

Grundprinzip: Wechselndes Magnetfeld + Wirbelstromeffekt in Metallleitern

Induktive Näherungssensoren erkennen ausschließlich Metallobjekte. Nichtmetalle (Plastik, Holz, Glas, Gummi) nicht spürbar.

Interne Komponenten

1. LC-Oszillatorschaltung (Spule + Kondensator): Erzeugt ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld, das nach dem Einschalten von der aktiven Fläche nach außen strahlt.
2. Demodulation & Komparatorschaltung: Überwacht Schwankungen der Schwingungsamplitude
3. Ausgangstreiberschaltung: Transistorausgang (NPN / PNP)
4. Stromversorgung, Anzeige-LEDs

Vollständiger Betriebsablauf

1. Nach dem Einschalten des Sensors, Der LC-Kreis beginnt zu schwingen. Die Spule sendet ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld aus.
2. Kein Metallziel vorhanden: Geringer Energieverlust im Magnetfeld, Schwingung bleibt erhalten. Der Kreis beurteilt kein Ziel, Die Ausgabe bleibt im Originalzustand.
3. Das Metallziel gelangt in den magnetischen Erfassungsbereich: Ein magnetisches Wechselfeld durchdringt die Metalloberfläche und induziert durch elektromagnetische Induktion einen Wirbelstrom im Inneren des Metalls.
4. Der Wirbelstrom erzeugt ein umgekehrtes Magnetfeld, das dem ursprünglichen Spulenfeld entgegenwirkt → Energie des Oszillatorschaltkreises wird verbraucht und die Schwingungsamplitude nimmt ab.
5. Die Erkennungsschaltung erkennt einen Amplitudenabfall unter den Schwellenwert, bestätigt das Vorhandensein von Metall und schaltet den Transistorausgang um (NO-Kontakt schließt / Öffnerkontakt öffnet), währenddessen leuchtet die Schalt-LED.
6. Metall bewegt sich aus der Erfassungszone: Der Wirbelstrom verschwindet, Das Magnetfeld erholt sich und die Schwingung setzt fort, Der Sensorausgang wird zurückgesetzt.

Zusammenfassung in einem Satz: Spule erzeugt magnetisches Wechselfeld; Metall erzeugt Wirbelströme, um magnetische Energie zu verbrauchen; Der Schaltkreis erkennt Energieänderungen und gibt ein Schaltsignal aus.

Hauptmerkmale (Referenzierung NCN100-F23-E2-V1)

1. Erfassungsabstand & Materialreduzierung

Die Wirbelstromstärke hängt von der Leitfähigkeit und Permeabilität des Metalls ab:

Ferromagnetische Metalle (Stahl, Edelstahl): Starker Wirbelstrom, großer Erfassungsabstand (Reduktionsfaktor≈1)

Aluminium, Kupfer: Nicht ferromagnetisch, schwächerer Wirbelstrom, effektiver Schaltabstand stark reduziert (Al:0.37, Cu:0.35, Übereinstimmung mit vorherigen Parametern)

2. Spülen / Nicht bündige Montage

Spülen: Kann in einen Metallsockel eingebettet werden; Magnetfeld konzentriert sich auf die Vorderseite; kürzerer Erfassungsbereich

Nicht bündig (NCN100 ist dieser Typ): Kann nicht in Metall eingebettet werden; Magnetfeld divergiert weiter, größerer Erfassungsabstand, Das seitliche Metall kann jedoch zu Fehlauslösungen führen

3. Schaltfrequenz

Für den Aufbau des Magnetfelds und den Abfall des Wirbelstroms ist Zeit erforderlich, daher maximale Antwortfrequenz. NCN100 nur 10Hz, nicht für schnell bewegte Werkstücke.

4. Hysterese

Der Auslöseabstand bei der Annäherung ist größer als der Rücksetzabstand beim Abflug. Zweck: Verhindern Sie Signalflattern, das durch mechanische Vibrationen verursacht wird.

Einfacher Vergleich mit fotoelektrischen Sensoren

Induktiv: Nur-Metall-Erkennung. Immun gegen Staub, Feuchtigkeit und Öl. Modelle mit großer Reichweite sind teurer und unterliegen einer Materialreduzierung.

Photoelektrisch: Erkennt Metall und Nichtmetall. Störanfällig bei Verschmutzung der Linse durch Staub oder Wassernebel.

Ergänzen

⚠️ Induktive Näherungssensoren sind KEINE abstandsmessenden Sensoren. Sie liefern lediglich ein binäres Signal, das anzeigt, ob Metall in den Schwellenabstand gelangt, keine numerische Entfernungsausgabe.