Guide d’intégration

FD-H20 — raccordement IO-Link

Débitmètre à clipser avec afficheur, modèle standard. Premier débitmètre du site — se clipse sur un tuyau existant sans le percer, et intègre sa propre sonde de température de tuyau en plus du débit.

KEYENCE FD-H20 IO-Link Siemens Ultrasons à clipser (différence de temps de propagation + Doppler à impulsions) Maître PROFINET générique (ex. ifm AL1102)
FD-H20

Caractéristiques de l’appareil

Grandeur mesuréeDébit volumétrique + température du tuyau (sonde intégrée)
Principe de détectionDifférence de temps de propagation + Doppler à impulsions (mode hybride)
Débit nominal30 L/min
Débit d’affichage de zéro0,5 L/min (réglable)
Diamètre de tuyau compatible1/2" (15A) à 3/4" (20A) — diamètre extérieur 18 à 28 mm
Matériaux de tuyau compatiblesMétal, plastique dur
Fluides compatiblesLiquides (eau, huile, produits chimiques…)
Température de fluide0 à 85 °C (modèle standard — la variante FD-H20K va jusqu’à 180 °C)
Précision±3,0 % de la valeur lue (10-100 % de l’échelle) après réglage du point zéro, à 25 °C
Alimentation20 à 30 V DC — 240 mA typique, 640 mA avec charges incluses
InterfaceIO-Link 1.1 — COM2 (38,4 kBaud)
Raccordement natifM12 mâle, 8 broches (port d’alimentation de l’unité d’affichage)
DeviceID · VendorID2016 · 509
AffichageÉcran couleur LCD QVGA 2,0" + voyant d’état + bargraph de stabilité du signal
ProtectionIP65 / IP67 (perdue pendant une connexion USB)
Température ambianteTête de détection : −20 à +60 °C · Unité d’affichage : −20 à +50 °C
PoidsEnviron 480 g (modèle standard)

Câblage

M12 mâle, 4 broches (via l’adaptateur de conversion 8→4 broches FD-HCC2/FD-HCC10/FD-HCC0 — le port natif de l’appareil est un M12 8 broches) — Câble d’alimentation dédié FD-H (FD-HCB2/FD-HCB10) + adaptateur de conversion M12 8→4 broches (FD-HCC2, FD-HCC10 ou connecteur FD-HCC0)

1 2 4 3
BrocheFilFonction
1 BN Marron L+ — alimentation +20…30 V DC
2 WH Blanc Ch2 — sortie de commande, sortie analogique ou entrée externe selon réglage
3 BU Bleu L− — GND
4 BK Noir Ch1 / C/Q — communication IO-Link (Ch1 doit rester hors mode « Analog »)
Une liaison IO-Link n’utilise que 4 conducteurs L’alimentation, le 0 V, la ligne de communication C/Q, et un quatrième non utilisé en classe A. Peu importe que le connecteur en compte 8 : les autres fils restent inutilisés et doivent être isolés individuellement.

Réglages sur l’appareil

Contrairement aux capteurs à boutons du site, le FD-H se règle entièrement depuis son écran couleur tactile-like à flèches (Menu/Select/flèches). Un assistant de démarrage initial est imposé au premier branchement — il ne peut pas être sauté.

Étape de l’assistantOptions
A à CLangue, orientation de l’écran, date/heure
D — Connected SensorsConfirme les capteurs détectés sur le Multiport (aucun pour une installation FD-H seule) — se règle automatiquement si rien n’est connecté
E — Réglages initiaux [Capteur]Sens d’écoulement (« From the LED side » / « Toward the LED side », à choisir selon l’illustration sur le boîtier), taille de tuyau (1/2" ou 3/4" pour le FD-H20), matériau (métal/résine)
F — Réglages initiaux [Unités]Unité de débit : L/min (valeur d’usine), m3/h ou G/min
H — Réglages initiaux [E/S]Affecte chaque canal Ch1-Ch4 à Output / Analog / Input — Ch1 doit rester sur une fonction compatible IO-Link (pas « Analog ») pour que la communication IO-Link soit possible
MENU → Settings → 3. System settings → Réglages de communicationIO-Link process data : choix de la disposition des données process — 0_Flow rate (par défaut, celle documentée ici), 1_Multi, 2_Heat
Après l’assistantUne fois l’assistant terminé, l’écran de la valeur actuelle s’affiche. Les réglages peuvent être repris à tout moment par MENU → Settings, ou intégralement réinitialisés par MENU → Settings → 5. Initialize.

Intégration dans TIA Portal

Procédure « IO-Link via un maître PROFINET » — commune à tous les appareils raccordés de cette façon.

01 Télécharger le GSDML du maître Le constructeur du maître fournit le fichier GSD qui décrit l’appareil, ses paramètres et ses données process.
02 Installer le GSDML dans TIA Portal Gérer les fichiers de description des appareils, puis pointer le dossier. Le projet doit être fermé, sinon TIA refuse.
03 Insérer le maître dans le projet Le maître apparaît dans le catalogue après installation. Le glisser dans la vue réseau et l’affecter au système PROFINET de la CPU.
04 Déclarer les ports Glisser le module correspondant au nombre de ports sur le slot 1 du maître. La configuration devient accessible via le slot 1.1.
05 Récupérer et installer l’IODD du capteur L’IODD décrit le capteur : paramètres, données process, plages. Source officielle : IODDfinder. Prendre la version correspondant au firmware.
06 Configurer le port Mode IO-Link, révision attendue, temps de cycle, validation du device par DeviceID. Un port mal configuré ne remonte rien.
07 Relever la plage d’adresses TIA attribue automatiquement une plage d’entrées au port. C’est la base de tout l’adressage dans le programme.

Structure des données process

Fichier IODDKEYENCE-FD-H20-20240108-IODD1.1.xml
Version · date1.1 — 2024-01-08
VendorID · DeviceID509 · 2016
Variantes couvertesFD-H20 uniquement — chaque référence de la gamme (FD-H10, FD-H20, FD-H32, variantes K et F) a son propre fichier IODD
Famille IODDKEYENCE FD-H / FI-1000 — unités d’affichage multiprocessus — structure de données process commune à toute la gamme
Data Storage✅ Pris en charge — le maître sauvegarde le paramétrage. Un capteur remplacé est reconfiguré automatiquement.
Cette trame correspond à la disposition « 0_Flow rate » (celle d’usine)Ces appareils partagent la même plate-forme d’affichage/communication IO-Link et peuvent être reconfigurés sur deux autres dispositions de données process (« 1_Multi », « 2_Heat », paramètre IO-Link « IO-Link process data ») avec des offsets totalement différents. Tout ce qui suit décrit uniquement la disposition par défaut.
192 bits — 24 octets — les zones hachurées ne sont pas utilisées
Débit instantané
MSB
Débit instantané
·
Débit instantané
·
Débit instantané
LSB
Débit cumulé
MSB
Débit cumulé
·
Débit cumulé
·
Débit cumulé
LSB
Température 1
MSB
Température 1
LSB
Température 2
MSB
Température 2
LSB
Stabilité du signal débit
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Débit instantané — octets 0-3Débit cumulé — octets 4-7Température 1 — octets 8-9Température 2 — octets 10-11Stabilité du signal débit — octet 21 Inutilisé
DonnéeOffset bitLongueurTypePlage bruteConversion
Débit instantané160 32 bitsINT 32 -9999999 … 9999999 ÷ 1000 → L/min
Débit cumulé128 32 bitsUINT 32 0 … 999999999 ÷ 10000 → L
Température 1112 16 bitsINT 16 -9999 … 9999 ÷ 10 → °C
Température 296 16 bitsINT 16 -9999 … 9999 ÷ 10 → °C
Stabilité du signal débit16 4 bitsUINT 4 0 … 4 niveau 0 (aucun signal) à 4 (signal élevé)
Exemple de lectureValeur brute 30000 sur les octets 0-3 → 30,000 L/min (30000 × 0,001). Valeur brute 253 sur les octets 8-9 → 25,3 °C (253 × 0,1) — sonde de tuyau intégrée, assignée à Température 1.

Bits de diagnostic

Tout ce que le capteur affiche à l’écran remonte en cyclique. Aucune lecture acyclique n’est nécessaire pour construire une supervision complète.

OctetBitSignification
230Sortie Ch1 — état actif/inactif selon l’affectation et la logique N.O./N.C.
231Sortie Ch2 — état actif/inactif
232Sortie Ch3 — état actif/inactif
233Sortie Ch4 — état actif/inactif
234Erreur commune — au moins une erreur active sur l’appareil
235Erreur débitmètre
236Erreur capteur de concentration (FI-C, si connecté sur le Multiport)
237Erreur capteur de température 1
228Erreur capteur de température 2 (si connecté sur le Multiport)
229Erreur capteur de niveau (FR, si connecté sur le Multiport)

Programmation

// FD-H20 — adresses à adapter à la plage attribuée au port.
// ⚠ Diviseurs valables pour la disposition « 0_Flow rate » et
//   les résolutions d'usine (voir pièges de mise en service).

Réseau 1 — Débit instantané (octets 0-3)
              ┌──────────────┐    ┌──────────┐
              │     CONV     │    │   DIV    │
──────────────┤ DInt →  Real ├────┤   Real   ├──( debitInst )
   flowInstBrut│IN flowInstBrut│  │IN2  1000.0│
              └──────────────┘    └──────────┘

Réseau 2 — Débit cumulé (octets 4-7)
              ┌──────────────┐    ┌──────────┐
              │     CONV     │    │   DIV    │
──────────────┤ DInt →  Real ├────┤   Real   ├──( debitCumule )
  flowTotalBrut│IN flowTotalBrut│ │IN2 10000.0│
              └──────────────┘    └──────────┘

Réseau 3 — Température de tuyau (octets 8-9)
              ┌──────────────┐    ┌──────────┐
              │     CONV     │    │   DIV    │
──────────────┤  Int →  Real ├────┤   Real   ├──( tempTuyau )
    temp1Brut │IN   temp1Brut│    │IN2   10.0│
              └──────────────┘    └──────────┘

Réseau 4 — Stabilité (octet 21, nibble de poids faible)
      ┌──────────────┐
      │     AND      │
──────┤     Byte     ├──────────( stabilite )
      │IN stabiliteBrut│
      │IN2      16#0F│
      └──────────────┘

Réseau 5 — Sorties et erreurs (octet 23, lecture directe)
   etatOctet23.%X0
────┤ ├──────────────────────────────( sortieCh1 )

   etatOctet23.%X4
────┤ ├──────────────────────────────( erreurCommune )

   etatOctet23.%X5
────┤ ├──────────────────────────────( erreurDebit )

   etatOctet23.%X7
────┤ ├──────────────────────────────( erreurTemp1 )
// FD-H20 en IO-Link — disposition « 0_Flow rate » (celle d'usine)
// Trame partagée par toute la plate-forme d'affichage KEYENCE FD-H/FI-1000.
// ⚠ Cette disposition est un PARAMÈTRE (index IO-Link 4009), pas une
//   constante : si quelqu'un la change pour « 1_Multi » ou « 2_Heat »,
//   ces offsets ne correspondent plus à rien.
// ⚠ Les diviseurs 1000.0 et 10000.0 sont les résolutions d'usine
//   (index 4010/4011) pour l'unité L/min — à revérifier si l'unité de
//   débit de l'appareil a été changée (m3/h, G/min).

FUNCTION_BLOCK "FB_FD_H20"
VAR_INPUT
    flowInstBrut  : DINT;  // octets 0-3
    flowTotalBrut : DINT;  // octets 4-7 (positif uniquement, tient dans un DINT)
    temp1Brut     : INT;   // octets 8-9 — Température 1 (voir le guide pour le capteur physique concerné)
    stabiliteBrut : BYTE;  // octet 21 — nibble de poids faible
    etatOctet22   : BYTE;  // octet 22 — erreurs Temp2 / Level
    etatOctet23   : BYTE;  // octet 23 — sorties Ch1-4 + erreurs communes
END_VAR
VAR_OUTPUT
    debitInst     : REAL;  // L/min
    debitCumule   : REAL;  // L
    tempTuyau     : REAL;  // °C
    stabilite     : USINT; // 0 = aucun signal … 4 = signal élevé
    sortieCh1     : BOOL;
    sortieCh2     : BOOL;
    erreurCommune : BOOL;
    erreurDebit   : BOOL;
    erreurTemp1   : BOOL;
END_VAR

BEGIN
    // ---- Mise à l'échelle ----
    #debitInst   := DINT_TO_REAL(#flowInstBrut)  / 1000.0;
    #debitCumule := DINT_TO_REAL(#flowTotalBrut) / 10000.0;
    #tempTuyau   := INT_TO_REAL(#temp1Brut) / 10.0;

    // ---- Octet 21 : stabilité sur le nibble de poids faible ----
    #stabilite := BYTE_TO_USINT(#stabiliteBrut) AND 16#0F;

    // ---- Octet 23 : sorties et erreurs, lecture directe des bits ----
    #sortieCh1     := #etatOctet23.%X0;
    #sortieCh2     := #etatOctet23.%X1;
    #erreurCommune := #etatOctet23.%X4;
    #erreurDebit   := #etatOctet23.%X5;
    #erreurTemp1   := #etatOctet23.%X7;
END_FUNCTION_BLOCK
CONT ou SCL ?La mise à l’échelle est plus lisible en SCL. L’usage courant est d’écrire ce bloc en SCL et de l’appeler depuis le programme CONT. La version CONT existe pour les sites où le SCL n’est pas autorisé.
Code non validé sur installationGénéré depuis la documentation. À confirmer sur matériel avant mise en production.

Les pièges

Le connecteur natif est en 8 broches, pas en 4 — un adaptateur est nécessaire pour IO-LinkLe port d’alimentation de l’unité d’affichage est un M12 8 broches (6 utilisées : alimentation, GND, Ch1 à Ch4). Pour raccorder un maître IO-Link, KEYENCE prévoit un câble ou connecteur de conversion 8→4 broches (FD-HCC2, FD-HCC10 ou FD-HCC0) — c’est ce connecteur 4 broches, pas le port natif, qui porte le brochage IO-Link documenté ci-dessous. Chercher un M12 4 broches directement sur l’appareil ne mène nulle part : il n’existe pas physiquement.
L’adaptateur de conversion sacrifie Ch3 et Ch4Le passage en 4 broches ne conserve que Marron (alimentation), Bleu (GND), Noir/Ch1 (IO-Link) et Blanc/Ch2 — Gris (Ch3) et Rose (Ch4) restent électriquement présents dans le câble d’alimentation dédié mais ne sont plus accessibles une fois l’adaptateur en place. Pour combiner IO-Link sur Ch1 avec une sortie ou une entrée câblée sur Ch3/Ch4 en parallèle, il faut câbler le connecteur 8 broches natif directement (sans l’adaptateur), pas la solution la plus simple mais la seule qui garde les quatre canaux.
La disposition des données process est un paramètre, pas une constante de l’appareilContrairement aux autres capteurs du site où l’IODD décrit une trame fixe, le FD-H expose un paramètre IO-Link dédié (« IO-Link process data », menu Réglages de communication) qui bascule entre trois dispositions complètement différentes : 0_Flow rate (par défaut — débit + température tuyau, celle documentée ici), 1_Multi (privilégie les capteurs Multiport connectés) et 2_Heat (quantité de transfert de chaleur). Un programme automate écrit pour la disposition par défaut lira n’importe quoi si quelqu’un change ce paramètre en configuration — à verrouiller ou au minimum à vérifier avant mise en service.
L’échelle des valeurs de débit est elle-même paramétrable, pas fixée dans l’IODDÀ la différence du LDH292 (gradient toujours ÷10) ou du PN7093, l’IODD du FD-H ne fixe pas de facteur d’échelle unique pour le débit : deux paramètres en lecture seule (résolution débit, résolution débit cumulé) indiquent le facteur réellement appliqué — ×0,001 ou ×0,01 pour le débit instantané, ×0,0001 ou ×0,001 pour le débit cumulé. Les valeurs d’usine (×0,001 et ×0,0001, documentées ici) correspondent à l’unité L/min réglée par défaut ; changer l’unité de débit sur l’appareil (m3/h, G/min) change ce que représente la valeur brute sans changer ces paramètres de résolution.
Aucune valeur brute sentinelle pour signaler « pas de capteur »L’IODD du LDH292 réserve des valeurs hautes (32760-32764) pour signaler dépassement ou capteur absent. Rien de tel ici : quand aucun capteur Multiport n’est connecté, le champ Température 2 ne contient aucun code particulier — il faut lire le bit d’erreur dédié (Temp2Error, Temp1Error, LevelError…) plutôt que de déduire une absence de capteur d’une valeur à 0, qui est une lecture parfaitement valide par ailleurs.
Le sens d’écoulement se règle logiciellement et n’est pas visible de l’extérieurLe capteur se clipse dans un seul sens mécanique, mais l’assistant de démarrage impose en plus de déclarer si le fluide s’écoule « depuis le côté LED » ou « vers le côté LED » (choix à faire via un pictogramme, pas un texte explicite). Un mauvais réglage ici ne provoque pas d’erreur affichée — il fausse silencieusement le signe et la stabilité de la mesure. À vérifier en écoulement réel avant de figer un seuil de détection.
« Température 1 » n’est pas toujours la sonde de tuyau intégréeSur un FD-H seul, Température 1 correspond à la sonde de température de tuyau intégrée au capteur. Mais l’ordre de priorité documenté par KEYENCE est : (1) capteur FI-T sur le Multiport, (2) sonde intégrée du FD-H, (3) capteur FI-C. Si un FI-T est connecté au Multiport en plus du FD-H, c’est la température du FI-T qui occupe Température 1, et la sonde intégrée du FD-H bascule sur Température 2. Le champ ne dit jamais lui-même quel capteur physique il représente — il faut connaître la configuration réelle de l’installation.

Sources

Manuel d’instructions FD-H Series (référence KEYENCE AS_149495, 17982FR, éd. 2124_1a) · IODD KEYENCE FD-H20 rév. 1.1 (20240108, DeviceID 2016, VendorID 509)

Autre maître IO-Link possible pour FD-H20

Le brochage du capteur ne change pas — seule la procédure TIA Portal diffère selon le maître utilisé.

Même famille

Même structure de données ou même bloc de commande — utile pour comparer les références de la gamme.

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