Guide d’intégration
FD-R50 — raccordement IO-Link
Débitmètre à pince (clamp-on), sans percer le tuyau. Contrairement au FD-H (qui se clipse en coupant le tuyau), le FD-R se pince entièrement à l’extérieur d’un tuyau existant — unité principale + unité secondaire reliées par un câble, à fixer avec un collier métallique. Raccordement IO-Link natif en M12 4 broches, sans adaptateur.
KEYENCE FD-R50
IO-Link
Siemens
Ultrasons à pince (temps de propagation, non intrusif)
Maître Siemens, via S7-PCT
Caractéristiques de l’appareil
| Grandeur mesurée | Débit volumétrique + température de tuyau |
|---|---|
| Principe de détection | Ultrasons, temps de propagation — capteurs pincés à l’extérieur du tuyau (aucun contact avec le fluide) |
| Diamètre de tuyau compatible (FD-R50) | 1 1/2" (40A) ou 2" (50A) — diamètre extérieur ø44 à ø64 mm |
| Autres tailles de la gamme | FD-R80 (2 1/2"–3"), FD-R125 (4"–5"), FD-R200 (6"–8") — même IODD, même trame, réglage de taille de tuyau différent |
| Matériaux de tuyau compatibles | Métal, résine |
| Fluides compatibles | Liquides divers (eau, huiles, produits chimiques) — doivent laisser passer l’onde ultrasonore |
| Température de fluide | −20 à +120 °C |
| Vitesse d’écoulement nominale | 5,0 m/s — plage typique FD-R50 : 0 à 400 L/min |
| Précision | ±2,0 % de la valeur lue (20-100 % pleine échelle) · ±0,4 % pleine échelle (6-20 %), à 25 °C |
| Alimentation | 20 à 30 V DC (connecteur M12) ou 100-240 V AC (bornier à vis, sans IO-Link) — 200 mA DC typique |
| Interface | IO-Link 1.1 — COM2 (38,4 kBaud) |
| Raccordement natif | M12 mâle, 4 broches — natif, aucun adaptateur (à la différence du FD-H) |
| DeviceID · VendorID | 2004 · 509 |
| Affichage | Écran LED 14 segments, 2 lignes, 5 chiffres + voyant de stabilité + voyants de sortie |
| Protection | IP65 / IP67 / IP69K |
| Température ambiante | −20 à +60 °C (alimentation DC) |
| Poids | Unité principale : environ 1 kg · support + unité secondaire : environ 1,5 kg (FD-R50) |
Câblage
M12 mâle, 4 broches — natif, aucun adaptateur — Câble compatible IO-Link, M12 4 broches
| Broche | Fil | Fonction |
|---|---|---|
| 1 | BN Marron | L+ — alimentation +20…30 V DC |
| 2 | WH Blanc | Ch2 — non utilisé, sortie, entrée ou sortie analogique selon réglage |
| 3 | BU Bleu | L− — 0 V |
| 4 | BK Noir | Ch1 / C/Q — communication IO-Link (Ch1 doit rester sur « Out », pas « Anlg ») |
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
Réglage aux boutons ▲/▼ et M (Mode/Enter) sur l’unité principale, avec un assistant de démarrage imposé au premier branchement (ou après une réinitialisation) — comparable au PN7093 pour la logique des boutons, mais avec beaucoup plus d’étapes imposées.
| Étape de l’assistant | Options |
|---|---|
| A — Date et heure | Année, date, heure — nécessaire pour l’horodatage de l’enregistrement continu (fonction « Full-time Recording ») |
| B — Fonction ch.1 | « Out » (sortie de commande — à choisir pour IO-Link) ou « Anlg » (sortie analogique, incompatible avec IO-Link) |
| C — Fonction ch.2 | « Off » (non utilisé, par défaut), « Out » (2ᵉ sortie), « input » (entrée externe) ou « Anlg » (sortie analogique) |
| D — NPN/PNP | Logique des sorties à transistor |
| E — Sens d’écoulement | Depuis la gauche ou depuis la droite, selon le sens réel du fluide dans le tuyau |
| F — Unité de débit | L/min (valeur d’usine), m3/h ou gal/min |
| H — Taille de tuyau | Modèle-dépendant : pour un FD-R50, « 1 1/2 » ou « 2 » selon le diamètre réel du tuyau |
| I — Extension des unités de mesure | OFF par défaut — à activer uniquement pour accéder à gal/min ou °F |
Après l’assistantUne fois l’assistant terminé, l’écran affiche le débit courant. Réglages détaillés (résolution d’affichage, moyennage, seuils de sortie…) accessibles ensuite via Settings → réglages détaillés, sans repasser par l’assistant.
Intégration dans TIA Portal
Procédure « Capteur IO-Link, via un maître Siemens configuré par S7 Port Configuration Tool » — commune à tous les appareils raccordés de cette façon.
| 01 Insérer le maître Siemens dans le projet | Module de communication CM 4xIO-Link ou CM 8xIO-Link, dans le rack d’une station ET 200SP (ou intégré à une CPU compacte selon le modèle). Depuis le catalogue matériel : modules de communication → maître IO-Link. |
|---|---|
| 02 Installer S7-PCT | Le S7 Port Configuration Tool est un logiciel séparé, téléchargeable chez Siemens. Redémarrer TIA Portal après l’installation, sinon l’outil n’apparaît pas. |
| 03 Récupérer et installer l’IODD du capteur | L’IODD décrit le capteur : paramètres, données process, plages. Source officielle : IODDfinder, ou le site du fabricant. Prendre la version correspondant au firmware. |
| 04 Ouvrir S7-PCT depuis TIA | Clic droit sur le module maître dans la vue appareil, puis « Démarrer l’outil d’appareil ». S7-PCT s’ouvre avec son propre catalogue. |
| 05 Affecter le capteur à un port | Dans le catalogue S7-PCT : rechercher le fabricant puis la référence exacte du capteur (l’IODD doit être installée pour qu’il apparaisse). Glisser sur le port voulu. |
| 06 Charger dans les appareils | Clic droit sur le maître → « Charger avec les appareils ». La configuration part vers le maître ET vers le capteur. Étape distincte du chargement du programme CPU. |
| 07 Relever la plage d’adresses d’entrée | S7-PCT indique les entrées numériques attribuées au port. C’est l’adresse de base des données process du capteur dans le programme. |
S7-PCT ne configure que les maîtres IO-Link SiemensCette procédure suppose un maître Siemens (CM 4xIO-Link, CM 8xIO-Link…). Avec un maître d’un autre fabricant — ifm, Balluff, Turck… — S7-PCT ne le reconnaît pas, même déclaré via son propre GSDML : voir la voie « maître générique, sans S7-PCT » pour ce cas.
Structure des données process
| Fichier IODD | KEYENCE-FD-R-20220301-IODD1.1.xml |
|---|---|
| Version · date | 1.1 — 2022-03-01 |
| VendorID · DeviceID | 509 · 2004 |
| Variantes couvertes | Un seul IODD pour toute la gamme — FD-R50, FD-R80, FD-R125, FD-R200 (choix du modèle par réglage de taille de tuyau sur l’appareil) |
| Data Storage | ✅ Pris en charge — le maître sauvegarde le paramétrage. Un capteur remplacé est reconfiguré automatiquement. |
32 bits — 4 octets
Débit instantané
MSB
MSB
Débit instantané
LSB
LSB
Température
MSB
MSB
Température
LSB
LSB
0
1
2
3
Débit instantané — octets 0-1Température — octets 2-3
| Donnée | Offset bit | Longueur | Type | Plage brute | Conversion |
|---|---|---|---|---|---|
| Débit instantané | 16 | 16 bits | UINT 16 | 0 … 50000 | ÷ 1 → L/min |
| Température | 7 | 9 bits | INT 9 (non aligné — voir pièges) | -40 … 140 | ÷ 1 → °C |
Exemple de lectureValeur brute 250 sur les octets 0-1 → 250 L/min (gradient ×1 par défaut). Valeur brute 3216 sur les octets 2-3 → 25 °C (3216 décalé de 7 bits → 25, positif, pas de correction de signe) — les bits bas du même mot portent les sorties et la stabilité.
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.
| Octet | Bit | Signification |
|---|---|---|
| 3 | 0 | Sortie 1 (Ch.1) — état actif/inactif |
| 3 | 1 | Sortie 2 (Ch.2) — état actif/inactif, seulement si Ch.2 = sortie de commande |
| 3 | 2-4 | Niveau de stabilité de la détection ultrasonique — 0 (détection impossible) à 4 (signal élevé) |
| 3 | 7 | Bit de poids faible de la température (voir pièges — ne pas confondre avec un flag) |
Programmation
// FD-R50 — adresses à adapter à la plage attribuée au port. Réseau 1 — Débit instantané (octets 0-1, lecture directe) ┌──────────────┐ │ CONV │ ──────────────┤ Word → Real ├──────────────( débit ) motFlow │IN motFlow │ └──────────────┘ Réseau 2 — Température : isoler les 9 bits (décalage de 7 bits) ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ SHR │ │ CONV │ ──────────────┤ Word ├────┤ Word → Int ├──( brut9 ) motTemp │IN motTemp │ │ IN │ │N 7 │ └──────────────┘ └──────────────┘ Réseau 3 — Extension de signe (négatif = complément à 2 sur 9 bits) ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ > │ │ SUB │ ──────┤ Int ├────┤ Int ├──( brut9 ) │IN1 brut9 │ │IN1 brut9 │ │IN2 255 │ │IN2 512 │ └──────────────┘ └──────────────┘ (SUB exécuté seulement si la comparaison ci-dessus est vraie) Réseau 4 — Mise à l'échelle finale ┌──────────────┐ │ CONV │ ──────────────┤ Int → Real ├──────────────( température ) brut9 │IN brut9 │ └──────────────┘ Réseau 5 — Sorties et stabilité (octet 3, partagé avec la température) motTemp.%X0 ────┤ ├──────────────────────────────( sortie1 ) motTemp.%X1 ────┤ ├──────────────────────────────( sortie2 ) ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ SHR │ │ AND │ ──────────────┤ Word ├────┤ Word ├──( stabilite ) motTemp │IN motTemp │ │IN2 16#0007│ │N 2 │ └──────────────┘ └──────────────┘
// FD-R50 en IO-Link — 4 octets de données process (disposition « 0 », // celle d'usine) : débit sur les octets 0-1, température + sorties + // stabilité empaquetées sur les octets 2-3 (température non alignée // sur les octets — voir le guide). FUNCTION_BLOCK "FB_FD_R50" VAR_INPUT motFlow : WORD; // octets 0-1 motTemp : WORD; // octets 2-3 END_VAR VAR_OUTPUT debit : REAL; // L/min, gradient ×1 par défaut temperature : REAL; // °C stabilite : INT; // 0 (aucun signal) à 4 (signal élevé) sortie1 : BOOL; sortie2 : BOOL; END_VAR VAR_TEMP brut9 : INT; END_VAR BEGIN // ---- Octets 0-1 : débit instantané, lecture directe ---- #debit := WORD_TO_REAL(#motFlow); // ---- Octets 2-3 : température, 9 bits non alignés (bits 7 à 15) ---- #brut9 := WORD_TO_INT(SHR(IN := #motTemp, N := 7)); IF #brut9 > 255 THEN #brut9 := #brut9 - 512; // négatif : complément à 2 sur 9 bits (KEYENCE : « soustrait de 512 ») END_IF; #temperature := INT_TO_REAL(#brut9); // ---- Octet 3 (LSB) : sorties + stabilité, partagent le même octet que le bit 0 de la température ---- #sortie1 := #motTemp.%X0; #sortie2 := #motTemp.%X1; #stabilite := WORD_TO_INT(SHR(IN := #motTemp, N := 2) AND 16#0007); 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
| Deux façons de câbler ce capteur — une seule permet l’IO-Link | Le FD-R accepte soit une alimentation 24 V DC via son connecteur M12 4 broches natif, soit une alimentation secteur 100-240 V AC via un bornier à vis (avec conduit). Seule la variante DC/M12 documentée ici permet l’IO-Link — la variante secteur ne porte aucune ligne de communication. Un FD-R câblé en 100-240 V AC ne peut pas remonter en IO-Link, quel que soit le paramétrage logiciel. |
|---|---|
| Ch.1 doit rester sur « Out » pour l’IO-Link, sous peine de dégâts | Le manuel IO-Link du FD-R est explicite : « When connecting with IO-Link, do so with control output assigned. Failing to do so may lead to damage to the master or to the FD-R Series unit. » La broche 4 (fil noir) porte à la fois la sortie de commande Ch.1 câblée et la ligne C/Q en IO-Link — si Ch.1 est réglé sur « Anlg » (sortie analogique) au lieu de « Out », le comportement électrique de la broche change et peut endommager le maître ou l’appareil. |
| La température (9 bits) n’est pas alignée sur les octets — elle partage l’octet 3 avec les sorties et la stabilité | Dans la disposition d’usine, le débit occupe proprement les octets 0-1, mais la température (9 bits signés, plage −40 à 140 °C) commence au bit 7 de la trame et déborde sur l’octet 2 complet plus 1 bit de l’octet 3 — l’octet 3 (LSB) contient donc à la fois ce bit de température, l’état de sortie 1, l’état de sortie 2 et le niveau de stabilité (3 bits). Lire les octets 2-3 comme un simple INT 16 donne une valeur fausse d’un facteur ~128 ; il faut décaler de 7 bits avant toute mise à l’échelle (voir le code fourni). |
| Le codage négatif de la température n’est pas un INT 16 classique | KEYENCE documente l’encodage négatif comme « soustrait de 512 » plutôt que comme un complément à 2 standard sur 16 bits — c’est en réalité un complément à 2 sur 9 bits (2⁹ = 512), cohérent avec la largeur réelle du champ dans l’IODD. Une conversion WORD_TO_INT directe sur les 9 bits extraits ne restitue pas correctement le signe : il faut soustraire 512 explicitement quand la valeur brute dépasse 255 (voir le code fourni). |
| La résolution du débit est elle-même un paramètre, comme sur le FD-H | Comme pour le FD-H, l’IODD ne fixe pas de facteur d’échelle unique pour le débit : le paramètre en lecture seule « Flow resolution » (index 233) indique le facteur réellement appliqué — 0,01, 0,1 ou 1, selon la résolution d’affichage choisie (index 232). La valeur d’usine (résolution 1, documentée ici) correspond à l’unité L/min réglée par défaut ; changer l’unité de débit (m3/h, gal/min) ou la résolution d’affichage change ce que représente la valeur brute. |
| Cinq dispositions de données process sélectionnables, pas trois comme sur le FD-H | Le paramètre IO-Link « Process data structure » (index 146) bascule entre 5 dispositions : 0 = débit + température + stabilité + sorties (celle documentée ici, par défaut), 1 = débit + température plus précise (0,1 °C) + sorties, 2 = débit seul (32 bits, propre, sans empaquetage de bits), 3 = débit cumulé (dixièmes) + sorties, 4 = débit cumulé seul. La disposition 2 évite entièrement le problème d’alignement de bits de la disposition 0 — à envisager si seul le débit instantané est utile à l’application. |
| Un capteur « clamp-on » à deux unités, pas un capteur en ligne | Contrairement au FD-H (qui s’insère directement dans le tuyau, coupe comprise), le FD-R se compose d’une unité principale et d’une unité secondaire reliées par un câble, à pincer sur l’extérieur d’un tuyau existant avec un collier métallique — aucune coupure de tuyauterie n’est nécessaire, mais l’installation mécanique (alignement des capteurs, choix du diamètre exact) conditionne directement la précision de mesure, bien plus que sur un capteur en ligne. |
| Existe aussi en satellite du FI-1000 — une trame totalement différente | Le FD-R peut aussi se raccorder au port débit (arrière) d’une unité d’affichage FI-1000 plutôt qu’en IO-Link autonome — dans ce cas, c’est l’IODD et la trame du FI-1000 (plate-forme « keyence-multiprocess », DeviceID 2025) qui s’appliquent, pas celles documentées ici. Cette fiche documente uniquement l’usage autonome du FD-R, avec son propre DeviceID 2004 et sa propre trame 32 bits. |
Sources
Manuel d’instructions FD-R Series (référence KEYENCE 96M18188, éd. 2094_2) · Manuel d’instructions IO-Link FD-R Series (référence KEYENCE 691GB, éd. 1097_1) · IODD KEYENCE FD-R rév. 1.1 (20220301, DeviceID 2004, VendorID 509)