操作说明
物体识别传感器
O2D51x
O2D53x
固件：1.22.9009 或更高
11557965 / 0008 / 2023
CN
O2D51x O2D53x 物体识别传感器
2
目录
1 初步说明................................................................... 4
1.1 使用的符号 ............................................................ 4
1.2 警告 ................................................................. 4
1.3 法律和版权信息......................................................... 4
1.4 开源信息.............................................................. 5
2 安全说明................................................................... 6
2.1 设备上的安全符号....................................................... 6
2.2 光生物安全 ............................................................ 6
2.2.1 O2D510、O2D512.................................................. 6
2.2.2 O2D514 .......................................................... 7
2.2.3 O2D53x .......................................................... 7
2.3 网络安全.............................................................. 7
3 指定用途................................................................... 8
3.1 应用范围.............................................................. 8
4 功能 ...................................................................... 9
4.1 设备功能概览........................................................... 9
4.2 Web 前端 ............................................................. 9
4.3 触发图像拍摄........................................................... 10
4.3.1 外部触发.......................................................... 10
4.3.2 内部去抖动 ........................................................ 11
4.4 开关输出.............................................................. 11
4.5 内部照明.............................................................. 11
4.5.1 O2D51x .......................................................... 12
4.5.2 O2D53x .......................................................... 12
5 安装 ...................................................................... 13
5.1 安装说明.............................................................. 13
5.2 通过夹具安装........................................................... 14
5.3 通过圆顶照明设备安装.................................................... 15
6 电气连接................................................................... 16
6.1 配线 ................................................................. 17
6.1.1 PNP/NPN 选择..................................................... 17
6.2 配线示例.............................................................. 17
6.3 外部照明.............................................................. 18
7 安装 ...................................................................... 19
7.1 更新固件.............................................................. 19
8 操作和显示元件.............................................................. 20
8.1 信号指示.............................................................. 20
9 设定 ...................................................................... 22
10 参数设定................................................................... 23
10.1 使用多功能按钮聚焦光学器件 .............................................. 23
10.2 配置或锁定多功能按钮.................................................... 23
11 操作 ...................................................................... 24
11.1 过温保护.............................................................. 24
12 故障排除................................................................... 25
13 维护、修理及处理............................................................ 26
O2D51x O2D53x 物体识别传感器
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1 初步说明
说明、技术资料、认证和其他信息可通过扫描设备/包装上的二维码或访问网站 www.ifm.cn 获取。
1.1 使用的符号
要求
说明
反应，结果
[...] 按键 、 按钮或指示标记
交叉引用
重要说明
如不遵守，可能导致故障或干扰
信息
补充说明
1.2 警告
警告可能会发生人身伤害和财产损失。有助于实现安全的产品处理。警告的分级如下：
警告
严重人身伤害警告
w若不注意警告，可能造成致命和严重伤害。
注意
轻度到中度人身伤害警告
w若不注意警告，可能造成轻度到中度伤害。
注意
财产损失警告
w若不注意警告，可能造成财产损失。
1.3 法律和版权信息
© ifm electronic gmbh 保留所有权利。未经 ifm electronic gmbh 同意，不得复制或使用本说明书的
任何部分。
我方页面上使用的所有产品名称、图片、公司或其他品牌均为各自权利所有者的资产。
O2D51x O2D53x 物体识别传感器
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2 安全说明
• 所述产品为集成至系统的子组件。
– 系统架构师为系统的安全负责。
– 系统架构师根据运营商和系统用户提供的法规和规范要求来实施风险评估和存档。该存档必须包含
针对运营商和用户（如适用，还要包含系统架构师授权的维修人员）的所有必要信息和安全说明。
• 设定产品前请阅读本文档，并在产品整个使用周期内妥善保管本文档。
• 产品必须适合相应的应用和环境条件，且不受任何限制。
• 仅将产品用于指定用途（Ò 指定用途）。
• 如果未遵照操作说明或技术资料，则可能导致人身伤害和/或财产损失。
• 对于操作员擅自改装产品或错误使用导致的任何后果，制造商概不承担任何责任。
• 必须由机器操作员授权的合格人员执行产品的安装、电气连接、设置、操作及维护工作。
• 防止产品和电缆损坏。
2.1 设备上的安全符号
设备使用以下符号。为避免危险，请遵守说明：
• 电源必须符合 IEC 61010-1，第 9.4 章 - 限制 - 能源回路。 (Ò 电气连接/16)
• 必须考虑风险组 2 的设备的光生物学安全。 (Ò 光生物安全/6)
• 防护等级为 III 的设备。仅适用于 PELV 回路运行。 (Ò 电气连接/16)
2.2 光生物安全
依据 EN 62471 的设备分类是基于对最不利的设备配置（颜色、曝光时间、帧速率）而言，观察者与光源
的距离为 200mm。在应用特定的条件下，根据安装情况和设备设定，观察者面临的风险可能不同。
系统架构师/操作员必须进行危害分析，并采取适当措施保护人员安全。特别是，亦应遵守国家法规。可
能的保护措施包括屏障、观察者最小距离保障、访问控制、安全眼镜和用户培训。
一般建议不要直接看打开的光源。眩光或刺激也可能发生在风险组 0（豁免组）。理想情况下，设备的安
装足以防止眼睛暴露在光源下。
2.2.1 O2D510、O2D512
照明 LED 的颜色可在红色 (625nm)、绿色 (525nm)、蓝色 (453nm) 和白色之间切换。颜色选择同时
适用于所有 LED。
根据 EN62471:2008，设备符合风险组 1。
降低观察者的风险，以与豁免组的 (RG 0) 风险持平：
u选择蓝色和白色 LED 时，遵循下表所述的光源与眼睛之间的距离。
红色 LED LED 绿色 LED 蓝色 LED 白色
风险组 (RG) 0 0 0 0
物体识别传感器 O2D51x O2D53x
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红色 LED LED 绿色 LED 蓝色 LED 白色
危险距离 --- --- 0.35 m 0.30 m
表1: 依据 DIN EN 62471 附录 1 的风险组相关危险距离
2.2.2 O2D514
照明 LED 的颜色可在红色 (625nm)、绿色 (525nm)、蓝色 (453nm) 和白色之间切换。颜色选择同时
适用于所有 LED。
灯光高度聚焦。
根据 EN62471:2008，设备符合风险组 2。
RISK GROUP 2
CAUTION: Possibly hazardous optical
radiation emitted from this product.
Do not stare at operating lamp.
May be harmful to the eyes.
图1: 设备风险组 2 指示
注意
风险组 2 光源
w长时间盯着 LED 光源可能对眼睛造成伤害。
u避免长时间盯着光源看。
u进行危险分析，如有必要，采取适当措施保护人员。
降低观察者的风险，以与风险组 1 或豁免组的 (RG 0) 风险持平：
u选择蓝色和白色 LED 时，遵循下表所述的光源与眼睛之间的距离。
红色 LED LED 绿色 LED 蓝色 LED 白色
风险组 RG 0 0 1 0 1 0
危险距离 --- --- 0.35 m 0.55 m 0.30 m 0.4 m
表2: 依据 DIN EN 62471 附录 1 的风险组相关危险距离
2.2.3 O2D53x
照明 LED 发射波长为 850nm 的不可见红外光。根据 EN62471:2008，设备符合豁免组。
2.3 网络安全
注意
不受保护的网络环境。
设备不包括 IEC 62443 规定的 IT 安全措施。
w允许未经授权的数据读取或写入访问。
w可在未经授权的情况下操作设备。
u检查并限制设备的访问选项。
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3 指定用途
本设备用于物体的质量检查。它检查并监控轮廓、物体属性、形状偏差、颜色变化和表面。
此外，设备还适用于排序和计数任务。
3.1 应用范围
根据 EN IEC 61010-2-201，就设备安全性而言，额定可用于以下操作条件：
• 室内使用
• 海拔高度不超过 4000 m
• 最高达 90% 的相对空气湿度，无冷凝
• 3 级污染程度
电磁兼容性 (EMC)：
设备旨在用于工业环境。
该产品可能在居住区内造成无线电干扰。
u如有需要，请采取适当的 EMC 屏蔽措施。
IP 等级未经过 UL®Underwriters Laboratories® 评估。
对焦针对 20 万次变更的生命周期而设计。
多功能按钮有超过 10 万次按键的计算操作。
物体识别传感器 O2D51x O2D53x
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4 功能
本设备可监控物体的属性。它凭借用户之前在应用数据集中配置的参数，拍摄图像。
设备使用入射光或背光来检测待监控物体的灰度等级模式。设备基于确定的亮度值区分物体和背景。
设备将拍摄的图像与一个或几个模型进行比较。根据符合程度，输出可指示是否找到了模型或找到了哪个
模型。
设备通过基于以太网的过程接口输出结果。
此外，设备包含
• 1 个开关输入，
• 1 个开关输出。
4.1 设备功能概览
• 过程接口：以太网 TCP/IP 和 PROFINET
• 参数设定接口：以太网 TCP/IP
• 集成可配置轮廓验证和 blob 分析
• 监控以下物体属性：
– 图案和形状
– 内/外径
– 圆度和矩形度
– 孔洞数
– 表面的对比度、宽度和高度
– 物体的数量、位置和方向
• 自动设定焦点和曝光参数
• 物体存在性检测向导
• 通过有效应用程序或在外部通过过程接口控制开关输出
• 内部照明
• 控制外部照明设备
• 图像拍摄的内部和外部触发
• 通过设备中的功能块和逻辑连接处理数据
• 集成 ifm 大容量存储设备保存当前配置，以便轻松更换设备。可选错误图像存储。
4.2 Web 前端
设备有 Web 前端，通过前端可检索以下信息：
• 设备文档
• 设备设置
• 错误图像
• 许可证
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u在 Web 浏览器中输入设备的 IP 地址。示例： http://192.168.0.69
4.3 触发图像拍摄
可定义 1...5 个参数集用于图像拍摄
针对物体或轮廓检测的图像拍摄由内部或外部触发信号触发。根据所选的触发模式，相应地拍摄图像。
• 内部触发
– 图像以固定的帧速率连续拍摄。
– 设定通过 ifm Vision Assistant 软件完成。
• 外部触发
– 图像拍摄通过触发输入由外部触发源（连接传感器的开关信号）启用。
– 图像拍摄通过以太网由过程接口命令 (PLC) 启用。
如果使用内部或外部照明设备，则每次触发都会开启。
4.3.1 外部触发
对于图像拍摄的外部触发，可使用不同的触发模式（Ò 软件手册：documentation.ifm.com）：
• 下降沿
• 上升沿
• 上升沿和下降沿
• 门控触发
• 爆破触发
在有效触发流程期间，不可启用新的触发。过早发生的触发信号将予以丢弃，并被视为“触发溢
出”错误。就绪信号“触发准备就绪”可输出到开关输出。
Trigger
input
Ready
1
t
tAtA
0
1
0
图2: 就绪信号（“触发准备就绪”）
示例：漫反射传感器作为外部触发源在上升沿触发
设备（tA = 评估时间）。
物体识别传感器 O2D51x O2D53x
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4.3.2 内部去抖动
2
1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
t [ms]
图3: 内部去抖动
1
：
触发输入 2
：
图像拍摄
可在内部为触发输入去抖动（预设：内部去抖动禁
用）。内部去抖动可防止多个短脉冲触发。脉冲必
须至少长达 4 ms，方可被视为触发。
视电气装置而定，不一定需要去抖动功能。
可设定触发延迟。
4.4 开关输出
开关输出 OUT1 可配置。输出功能状态默认为关闭。
可以使用 ifm Vision Assistant 软件针对每个应用单独进行配置。下表显示标准配置。
插脚 信号 标准配置
4 就绪/ OUT1 未使用
5 未使用 未使用
表3: 开关输出标准配置
一旦发生下列设备状态之一，开关输出切换：
• “触发准备就绪”
设备发出信号指示可拍摄新图像。仅在此设备状态下，可处理触发操作。对于连续图像拍摄，传感器
状态“触发准备就绪”未输出。
• “已完成图像拍摄”
设备发出信号指示已完成图像拍摄。该设备状态可用于设备级联，以防止在图像拍摄过程中相互干
扰。
• “错误”
设备发出信号指示内部错误。可通过以太网请求提供有关错误的详细信息。
• “通过过程接口控制”（例如通过 PLC）
设备通过命令“O”控制（Ò 程序员指南）。
• “用户定义状态”
用户定义状态随着轮廓的处理和 blob 而改变（例如找到了物体/模型，物体/模型与参考匹配，物体/
模型超出阈值等）。
4.5 内部照明
启用的内部照明可改善物体识别。可单独启用 4 个照明 LED。
内部照明通过 ifm Vision Assistant 软件设定。
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4 x LED
图4: 照明 LED
u请遵循光生物安全方面的安全说明。 (Ò 光生物安全/6)
拍摄图像前500 µs开启内部和外部照明。过早开启不会影响拍摄图像的亮度。
w示例：积分时间为100 µs时，照明开启600 µs。
4.5.1 O2D51x
设备有 RGBW 照明，可在红色、绿色、蓝色和白色之间切换。一次只能启用一种颜色，这适用于所有内
部照明 LED。
设备光学器件无带通滤波器。
设备光学器件和四个 LED 中的两个均配备了偏振滤光镜。
u仅启用带偏振滤光镜的 LED 以避免直接反射。
视照明颜色而定，可能需要不同的焦点设定。
当将应用切换到不同的照明颜色时，该设备可触发焦点移动。
对焦针对 20 万次变更的生命周期而设计。
4.5.2 O2D53x
设备包含红外照明。
设备光学器件包含带通滤波器。没有内部照明，就很难检测物体和轮廓。如果可能的话，始终使用合适波
长的内部照明或外部照明。
设备没有偏振滤光镜。
物体识别传感器 O2D51x O2D53x
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5 安装
根据应用和待监测物体的表面而定，设备可安装在物体前部或上方。
u通过设备上的两个螺纹孔将设备固定到支架上。最大拧紧扭矩为 2.1 Nm。
u将设备对准物体光轴的中心。
有关可用附件信息，请访问 www.ifm.com。
5.1 安装说明
存放在高湿度环境下会导致开机后前玻璃起雾，影响设备正常工作。
u不要超过如下限制：
温度 最大推荐相对湿度
25 °C 75%
30°C 72%
35°C 70%
40°C 67%
u避免背光、散射光和变化的光照条件。阳光照射到镜头或待监控场景可能会造成干扰。
u安装设备时应确保机械解耦，以防止传感器振动。
u避免在机械受严重污染的部位安装。
并排安装的设备在同时暴露于有效照明时可能会相互干扰。
u确保持续的外部照明或依次触发各设备。
u确保没有覆盖设备底部的压力补偿元件。
1
图5: 压力补偿元件 (1)
注意
激光束可能破坏图像传感器
w如果高能激光（3 级及以上）撞击到镜头上，可能会破坏图像传感器。
u请勿将设备放置在高能激光（例如激光标签系统）附近。
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5.2 通过夹具安装
2
1
3
4
图6: 使用安装组件 E2D500 安装
1： M4 螺丝 2： M4 螺纹孔（深度 7mm）
3： 支架 4： 夹具
u用两颗 M4 螺丝将支架固定在设备的 M4 螺纹孔上。最大拧紧扭矩为 2.1 Nm。
u将夹具固定在支架上。
物体识别传感器 O2D51x O2D53x
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5.3 通过圆顶照明设备安装
2
3
4
1
5
图7: 使用安装组件 E2D501 安装
1： M4 螺丝 2： M4 螺纹孔（深度 7mm）
3： 支架 4： 夹具
5： 圆顶照明设备
u用两颗 M4 螺丝将支架固定在设备的 M4 螺纹孔上。最大拧紧扭矩为 2.1 Nm。
u利用四颗螺丝将支架紧固至圆顶照明设备。
u将夹具固定在支架上。
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6 电气连接
务必由具备资质的电工连接设备。
u连接设备前，请切断电源。
防护等级 III 设备（IEC 61010-2-201 章节6.5.2.101.4）。
电源必须
• 由 PELV 回路提供（IEC 61010-2-201 章节3.111），
• 运行期间不超过 35 V DC，
• 单一故障时不超过 60 V DC
• 不超过设备的允许工作电压（见技术资料）。
外部电路的分离必须符合 IEC 61010-2-201，图 102 的要求。
警告
不合适的电源供应器
w触电可能造成严重的人身伤害甚至死亡。
u请在规定的电压范围内使用 PELV 电源。
注意
回路没有合适的能源限制
w发生故障时有火灾危险。
u根据 IEC 61010-1 第 9.4 节使用有能源限制的回路。
回路能源可通过过流保护装置限制在 24 V 的工作电压之内。过电流保护装置必须能在最长 120 秒内关闭
8.3 A 的电流。遵循具体的跳电特性。可能使用的过流保护装置：
• 保险丝或
• 非可调和非自复位机电装置。
通过至少基本的绝缘将回路与其他无能源限制的回路分开。
警告
危险的瞬变
w触电可能造成严重的人身伤害甚至死亡。
u仅在建筑物内使用与设备相连的网络和其他连接。
u网络远程站仅连接到自己的接地网。
注意
u对于电缆长度 > 30 m 的情况，请按照 IEC 61000-4-5 要求，使用额外的保护装置来防止
浪涌电压。
物体识别传感器 O2D51x O2D53x
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注意
该设备可能会因未充分拧紧的 M12 连接器而损坏。
w仅以螺丝牢固固定 M12 连接器时，方可保证资料表中指定的 IP 等级。
u以螺丝将 M12 连接器牢固地固定此设备。
u用保护盖 (E73004) 覆盖未使用的插座。拧紧扭矩为：0.6...0.8 Nm。
u针对连接至设备的电缆使用应变释放装置。
如果设备将永久用于潮湿区域，则 M12 工业以太网电缆（例如 E11898）的螺母可能会腐蚀。
u使用带有高级不锈钢螺母的连接电缆。
有关 cULus 的有效范围：
连接至现场接线端子的线缆的最低额定温度：70 °C。
6.1 配线
2
1
① 以太网（参数设定接口、过程接口）
M12 插座，编码为 D，4 针
1：TD+
2：RD+
3：TD-
4：RD-
S：屏蔽层
② Profinet（电源和过程输出）
M12 连接器，编码为 L，5 针
1 4
5
2 3
1：24 V DC
2：未使用，触发输入
3：GND
4：未使用，就绪/ OUT1
5：未使用
如果插脚 2 或插脚 4 的标准配置更改，则可能不再满足 L 编码连接器上的插脚分配的 Profinet 规
格。
u检查电缆接触情况，必要时进行调整。
6.1.1 PNP/NPN 选择
插脚 2 和 4 可在 PNP 和 NPN 逻辑之间切换。
不能针对个别插脚设定，设定适用于所有插脚。
6.2 配线示例
可通过以下方式进行设备外部触发：
• 以太网
• 外部开关信号（通过触发输入）
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在配线示例中，图像拍摄利用接近传感器通过触发输入触发。
2
3
4
1
3 1 2
1 2
34
DC 24 V
+-
1 4
5
2 3
图8: 触发电路的配线示例
1： O2D53x 设备
2： 参数设定用笔记本
3： 接近开关
4： 电压源
6.3 外部照明
可连接外部照明，以便识别物体。
将外部照明连接至设备的开关输出 OUT1。传感器独立触发照明或将触发信号传递给外部照明设备。
由于带有红外光的传感器有一个带通滤波器，仅可使用波长范围在 780nm...880nm 之间的外部照明。
示例：照明设备 O2D9xx。
拍摄图像前500 µs开启内部和外部照明。过早开启不会影响拍摄图像的亮度。
w示例：积分时间为100 µs时，照明开启600 µs。
物体识别传感器 O2D51x O2D53x
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7 安装
为了能够充分利用设备的功能，需要 ifmVisionAssistant 软件进行参数设定。
u通过设备的下载区域下载 ifmVisionAssistant 软件：documentation.ifm.com
软件手册讲述了 ifmVisionAssistant 软件的操作。Ò 软件手册：documentation.ifm.com
7.1 更新固件
u通过设备的下载区域下载 ifmVisionAssistant 软件：documentation.ifm.com
如果需要经过认证的现场总线系统：
u仅使用认证固件进行更新。
u先导出设备的配置，再更新固件。
w固件更新会使设备中保存的配置丢失。
u将设备连接至 ifmVisionAssistant 软件。
u更新设备固件。
u导入设备的配置。
O2D51x O2D53x 物体识别传感器
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8 操作和显示元件
3
4
5
6
2
7
1
图9: LED 和按钮
1： 多功能 LED（绿色）
2： 多功能 LED（黄色）
3： 以太网 LED（绿色）
4： 电源 LED（绿色）
5： OUT1-LED （黄色）
6： TRG LED（黄色）
7： 多功能按钮
8.1 信号指示
多功能 LED（绿色） 多功能 LED（黄色） 描述
开启 --- 校准模式已启用
开启 以 1 Hz 的频率闪烁 设置模式已启用
以 2 Hz 的频率闪烁 --- 配置已保存
亮起 2 秒 --- 配置成功保存
以 8 Hz 的频率闪烁 以 8 Hz 的频率闪烁 通过多功能按钮进行 ifm 存储设备配置传输的有效模式
(Ò 更换设备/26)
--- 以 8 Hz 的频率闪烁 错误：锁定键已启用
--- 以 8 Hz 的频率闪烁 错误：配置失败
表4: 多功能 LED（绿色、黄色）
以太网 LED 功率 LED OUT1-LED TRG LED 描述
关闭 开启 关闭 关闭 设备准备就绪，可开始工作。
--- 以 0.5 Hz 的频率闪
烁
--- --- 未设定任何参数，或参数设定未加
载至设备。
On
Off
--- 以 0.5 Hz 的频率闪
烁 2 次
--- --- 设备处于参数设定模式。
On
Off
--- 开启 开启 --- OUT1 开启。
--- 开启 以 8 Hz 的频率闪烁 --- OUT1 短路。
--- 开启 --- 开启 触发开启。
--- 开启 --- 以 8 Hz 的频率闪烁 触发短路。
开启 开启 --- --- 设备工作准备就绪，以太网已连
接。
闪烁 开启 --- --- 以太网正在传送数据。
--- 关闭 以 8 Hz 的频率闪烁 以 8 Hz 的频率闪烁 设备发出信号指示内部错误。
--- 关闭 以 2 Hz 的频率闪烁 以 2 Hz 的频率闪烁 设备发出信号指示可修正错误。错
误信息可通过以太网读取。
--- 运行灯 ⇒设备正在启动。
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