Guide d’intégration

FR-S01 — raccordement Analogique

Capteur de niveau radar courte portée, affichage intégré. Trois modes de raccordement pour un seul capteur, et un assistant de réglage obligatoire au premier démarrage.

KEYENCE FR-S01 Analogique Siemens Radar 60 GHz

Caractéristiques de l’appareil

Grandeur mesurée	Niveau de liquide ou de poudre — sans contact
Technologie	Radar, bande 58 … 63 GHz
Plage de mesure	Jusqu’à 1,5 m — plage d’affichage jusqu’à 2 m
Permittivité relative cible	2 minimum
Résolution	1 mm
Précision	< 0,1 m : ±20 mm · 0,1 à 0,3 m : ±5 mm · 0,3 à 1,5 m : ±1 mm
Temps de réponse	0,4 s · 1,5 s · 4 s (défaut) · 10 s
Pression réservoir	−0,1 à +1 MPa
Matériaux	Lentille PTFE · garniture FKM · joint SUS304 · boîtier PBT PAR
Raccord process	G3/4 (20 A) — couple de serrage 30 N·m
Alimentation	24 V DC +25 % / −20 % — 80 mA max
Sorties de commande	5 max — collecteur ouvert NPN/PNP, 30 V DC, 50 mA par sortie
Sortie analogique	0-20 mA ou 4-20 mA — charge max 260 Ω
IO-Link	v1.1 / COM2 — sur la sortie IO2
Connectique	1 × M12 mâle, 8 broches
Température ambiante	−20 à +55 °C (pas de gel)
Protection	IP67 (CEI 60529)

Câblage

M12 mâle, 8 broches — 30 m maximum

Broche	Fil	Fonction
2	BN Marron	Alimentation 24 V DC
1	WH Blanc	Sortie analogique 0-20 / 4-20 mA
7	BU Bleu	0 V

Réglages sur l’appareil

Contrairement au LDH292, ce capteur n’est pas exploitable à la sortie du carton : un assistant de configuration s’impose au premier démarrage, et certains choix sont irréversibles.

Étape de l’assistant	Options
Langue	Anglais · Japonais · Chinois · Allemand — pas de français
PNP / NPN	⚠️ Ne se modifie plus ensuite sans réinitialisation complète
Sorties de commande	0 à 5 — détermine combien de fils sont exploitables
Entrée externe	ON / OFF — limite à 4 sorties si activée
Cible de détection	À base d’eau (εr ≥ 3) · à base d’huile (εr < 3) · poudre
Unité de distance	mm · m · inch · feet
Distance du fond	Distance capteur → fond du réservoir = le 0 %
Distance au sommet	Distance capteur → surface haute = le 100 %
Seuils 1 à 5	Points de basculement des sorties de commande
Logique de sortie	N.O. / N.F. par sortie
Ordre des indicateurs	Couleurs de l’anneau lumineux selon le niveau

Après l’assistantUne fois l’assistant terminé, KEYENCE recommande d’exécuter la « fonction d’adaptation » : le capteur diagnostique les échos parasites, propose de masquer les fausses crêtes et optimise seul ses réglages de suivi.

Intégration dans TIA Portal

Procédure « Boucle de courant sur carte d’entrées analogiques » — commune à tous les appareils raccordés de cette façon.

01 Choisir la carte d’entrées analogiques	Un module AI acceptant le courant — par exemple AI 8xU/I HS sur S7-1500, ou les entrées analogiques intégrées d’une CPU compacte 1512C.
02 Câbler la boucle de courant	Deux fils vers l’entrée courant du module. Respecter la résistance de charge maximale annoncée par le capteur, sinon la boucle décroche en haut d’échelle.
03 Déclarer le module dans la configuration matérielle	Insérer le module dans le rack, puis choisir le type de mesure « Courant (transducteur à 4 fils) » et la plage 4…20 mA dans ses propriétés.
04 Relever l’adresse d’entrée	TIA attribue un mot d’entrée par voie. C’est cette adresse qui sera lue dans le programme.
05 Mettre à l’échelle	Sur S7-1500, la plage 4…20 mA correspond à une valeur brute de 0 à 27648. NORM_X ramène à 0,0…1,0 puis SCALE_X convertit vers la grandeur physique.
06 Traiter les dépassements	Sous 4 mA et au-delà de 20 mA, le module remonte des valeurs de dépassement. Les filtrer avant affichage, sinon la supervision affiche n’importe quoi.

La boucle de courant

Plage	4 … 20 mA (commutable en 0 … 20 mA par réglage)
Résistance de charge	260 Ω maximum
Résolution	1 mm
Précision au zéro	±0,1 mA au point zéro (4 mA)
Précision pleine échelle	±0,2 mA en pleine échelle (20 mA)
Temps de réponse	0,2 s après détermination de la sortie de commande (réponse à 90 %)

Correspondance niveau → courant

Exemple pour un réservoir de 1000 mm, capteur installé 100 mm au-dessus du bord haut.

Situation	Niveau	Sortie
Réservoir vide — 0 %	0 mm	4 mA
Niveau intermédiaire	400 mm	10,4 mA
Réservoir plein — 100 %	1000 mm	20 mA

Hors plage et perte de détectionAu-delà de la limite haute, la sortie peut monter jusqu’à 20,5 mA. Sous la limite basse, elle descend jusqu’à 3,8 mA en mode 4-20 mA. En cas de perte de détection, le comportement est paramétrable : 3,5 mA, 21,5 mA, maintien de la valeur précédente, ou valeur fixe.

Pas d’IODD, pas de GSDML, pas de maître En analogique, toute la chaîne IO-Link disparaît. Le capteur devient une simple source de courant : c’est plus simple à mettre en œuvre, mais on perd le diagnostic, le paramétrage à distance et la valeur d’état.

Programmation

// FR-S01 — boucle 4-20 mA. Adresse %IW à adapter au module AI.

Réseau 1 — Dépassement bas ?
      ┌──────────────┐
      │      <       │
──────┤     Int      ├──────────( depBas )
      │IN1      brut │
      │IN2         0 │
      └──────────────┘

Réseau 2 — Dépassement haut ?
      ┌──────────────┐
      │      >       │
──────┤     Int      ├──────────( depHaut )
      │IN1      brut │
      │IN2     27648 │
      └──────────────┘

Réseau 3 — Mesure valide (aucun dépassement)
   depBas   depHaut
────┤/├───────┤/├─────────────( valide )

Réseau 4 — Mise à l'échelle 0…27648 → 0…1000 mm
              ┌──────────────┐   ┌──────────────┐
   valide     │    NORM_X    │   │   SCALE_X    │
──────┤ ├─────┤ Int  →  Real ├───┤ Real →  Real ├──( niveau )
              │MIN        0  │   │MIN       0.0 │
              │VALUE   brut  │   │VALUE    norm │
              │MAX    27648  │   │MAX    1000.0 │
              └──────────────┘   └──────────────┘

// NORM_X ramène la valeur brute entre 0,0 et 1,0.
// SCALE_X l'étale ensuite sur la plage physique du réservoir.

// FR-S01 — boucle 4-20 mA sur carte d'entrées analogiques S7-1500
// Plage 4…20 mA  →  valeur brute 0…27648
// Réservoir de référence : 0…1000 mm

FUNCTION_BLOCK "FB_FR-S01_Analog"
VAR_INPUT
    brut     : INT;    // mot d'entrée du module AI
    niveauMin : REAL := 0.0;      // mm à 4 mA
    niveauMax : REAL := 1000.0;   // mm à 20 mA
END_VAR
VAR_OUTPUT
    niveau  : REAL;    // mm
    valide  : BOOL;
    depHaut : BOOL;
    depBas  : BOOL;
END_VAR
VAR_TEMP norm : REAL; END_VAR

BEGIN
    // ---- Dépassements : hors 0…27648, la mesure n'est plus valide ----
    #depBas  := (#brut < 0);
    #depHaut := (#brut > 27648);
    #valide  := NOT #depBas AND NOT #depHaut;

    IF #valide THEN
        #norm   := NORM_X(MIN := 0,   VALUE := #brut, MAX := 27648);
        #niveau := SCALE_X(MIN := #niveauMin, VALUE := #norm, MAX := #niveauMax);
    ELSE
        #niveau := 0.0;
    END_IF;
END_FUNCTION_BLOCK

// Rappel : la perte de détection se paramètre SUR LE CAPTEUR
// (3,5 mA / 21,5 mA / maintien / valeur fixe). Choisir 3,5 mA rend
// le défaut détectable côté automate — 0 mA ne l'est pas si on est en 0-20 mA.

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

IO-Link n’est PAS sur la broche 4	Connecteur M12 8 broches propriétaire : la communication IO-Link passe par la broche 6 (fil rose, sortie de commande 2). La règle habituelle « C/Q = broche 4 » ne s’applique pas.
Longueur de câble : 30 m, mais 20 m en IO-Link	La limite change selon le mode de raccordement. Dépassement = détection instable, sans message d’erreur explicite.
PNP/NPN irréversible sans réinitialisation	Choisi dans l’assistant de premier démarrage. Le menu permet ensuite de le consulter, pas de le changer. Une erreur ici se paie par une réinitialisation complète du paramétrage.
Zone morte côté proche	Distances minimales recommandées entre la surface de référence et le niveau haut : 100 mm pour un liquide aqueux, 120 mm pour un liquide huileux, 170 mm pour une poudre. En dessous, la détection décroche.
La bande 60 GHz interfère	Deux capteurs FR installés côte à côte génèrent une erreur « Interférence ». Idem à proximité de WiFi, fours micro-ondes, chauffage industriel HF ou matériel médical haute fréquence.
Mousse et turbulence faussent la mesure	Une mousse épaisse atténue le signal. Ne pas installer à l’orifice d’entrée ni là où le liquide fait des vagues ou adhère à la lentille.
Cible de détection mal choisie = mesure fausse	Le réglage eau / huile / poudre modifie automatiquement les zones de masquage. Un mauvais choix empêche la détection correcte de la surface.
Pas d’usage antidéflagrant	Le FR-S01 n’est pas un produit ATEX. Pour une zone à risque, il faut la version FR-LEX20 avec barrière.

Sources

Fiche technique KEYENCE France 13.08.2026 · Manuel d’instructions MFR09FR · Manuel d’utilisation série FR M04FR (10/2025)