Specifikace výrobku. 2-vodičový převodník indukční vodivosti Model ISC202G (S)

Transkript

1 Specifikace výrobku 2-vodičový převodník indukční vodivosti Model ISC202G (S) Komunikace Fieldbus je založena na vysoce spolehlivé obousměrné komunikaci mezi smart zařízeními a systémy HOST. Každý inteligentní přístroj zpracovává široký rozsah údajů, což je zásadní pro náležité řízení a údržbu. Známá řady senzorové diagnostiky EXA zajišťuje aktivní řídicí přístroje pro operátory a údržbu. Propagace technologie Fieldbus umožnila široký rozsah nových způsobilostí na všech úrovních řídicího systému, které dříve nebyly možné nebo nebyl zcela prozkoumány. Yokogawa zahrnula tři řídicí procesní technologie Fielbdus do své série 202: HART, Foundation Fieldbus H1 a Profibus PA. Všechny převodníky nabízíme v důležitém i velmi používaném provedení DD (Device Description) zajišťující informace o parametrech aj. údajích u každé jednotky stejně jako schopnost algoritmických vztahů jako je kalibrace. Převodník EXA ISC202G je přístroj programovatelný uživatelem pro měření vodivosti středně a vysoce vodivostních procesních kapalin, při použití principů indukčního měření. Používá se v kombinaci se senzorem pro měření indukční vodivosti od Yokogawy, modelem ISC40, pro monitorování koncentrace v aplikacích v chemickém průmyslu i v jiných aplikacích měření vodivosti v potravinářském i farmaceutickém průmyslu, potahování a pokovování či v průmyslu papíru a celulózy. Robustní chromovaný kryt ze slitiny hliníku s epoxidovým polyesterovým nátěrem z něj vytváří ideální 2-vodičový převodník pro přímou montáž do provozu v jakémkoli prostředí. 2-vodičová koncepce představuje nízké pořizovací náklady, bezpečné ovládání a snadnou údržbu přímo v provoze. Model ISC202G je vybaven kompenzací procesní teploty pro různé (silné) kyseliny a zásady dle volby uživatele. Funkce procesního linearizovaného výstupu a zobrazení % koncentrace přispívá k využití tohoto převodníku pro měření koncentrací na bázi indukční vodivosti. VLASTNOSTI Optimalizovaná kompenzace procesní teploty umožňuje použít tento přístroj v jakékoli aplikaci. Extrémně široký měřicí rozsah (> 6 dekád) při zachování vysokého rozlišení a přesnosti při použití jednoho typu senzoru: Minimální vodivost 1,00 µs/cm Maximální vodivost 2,00 S/cm Volně programovatelné nastavení výstupního rozsahu, vč. tabulky pro výstup v 21 krocích k linearizaci výstupní funkce, tj. % vzhledem k hmotnosti. Programovatelné % vzhledem k hmotnosti je zobrazeno na displeji. Ověřený jednoduchý 3-úrovňový systém ovládání na bázi tlačítek ANO/NE, přičemž každá úroveň je chráněna před neoprávněným vstupem 3-místným přístupovým kódem. Softwarový událostní deník. SYSTÉMOVÁ KONFIGURACE Senzory Kabely Armatury Převodníky Příslušenství 3. vydání, únor 2004

2 2 FIELDBUS Měřicí jednotky umístěné v procesu jsou stále dokonalejší, pracují komplexněji a uchovávají stále více procesních informací. Komunikační údaje na vyšší úrovni jsou důležité při zpracování dodatečných informací bez zpoždění. Komunikace jako Foundation Fieldbus a Profibus PA (při 31,25 kbps) tuto schopnost zajišťuje, což je postačující pro měření takových hodnot jako vodivost/odpor, koncentrace a teplota. S převodníkem ISC202 je možné aktualizovat a upřesňovat záznamy z výroby pomocí událostního deníku ISC202, a tím vás zásobovat nezbytnými informacemi. Neustále narůstá důležitost kalibrace a validace, obzvláště ve farmacii. Událostní deník uchovává i informace o posledním šetření problémů výroby. Tyto typy komunikace přinesly výhody ve všech aspektech procesní automatizace. Technologie je nyní zdokonalená a přijatelná pro většinu uživatelů v procesu i na trhu. Protokoly Profibus a Foundation Fieldbus používají evropské standardy EN Fyzická vrstva je definována podle IEC a lze ji použít i pro jiskrově bezpečné aplikace. Jedna z charakteristik inteligentních jednotek je jejich schopnost odhalovat selhání, ať v elektronice přístroje nebo v připojeném senzoru. Při použití systému Fieldbus jsou tato selhání sdělována v paměťové jednotce pomocí hlášení (za předpokladu, že komunikace je stále možná). U HARTu je užitečné řídit se zvyklostí indikace podmínek selhání nastavení proudu analogového výstupu na hodnotu, která je poznatelně mimo běžného provozního rozsahu (vč. povoleného drobného posunu mimo rozsah). hodnota proudového výstupu je nastavena na příslušnou hodnotou s cílem, aby sytém řídicího počítače byl schopný nastavit alarmové limity mimo běžný provozní rozsah 4-20 ma a indikovat měření mimo tento rozsah a nastavit další alarmové limity pro indikaci podmínek selhání. Převodník ISC202 se řídí doporučením NAMUR NE43 ( ), které navrhuje následovně: Platné měření v rozsahu 3,8 ma až 20,5 ma. Indikace selhání pro 3,6 ma nebo 21,0 ma (vypálení) Specifikace DD Tato specifikace (tzv. Device Description) umožňuje u převodníku ISC202G(S) komunikaci kompatibilních zařízení (a příručního terminálu pro HART). Jsou k dispozici i další podporované soubory jako AMS, PRM a PDM. Pro více informací kontaktujte prosím místní zastoupení Yokogawa. KONSTANTA ČLÁNKU Protože převodník ISC202 v kombinaci se senzorem indukční vodivosti ICS40 měří vodivost vinutí kapaliny proudící prstencem, přičemž tato část měřicího článku je umístěna mimo prstenec. Pokud zůstává určitý prostor mezi prstencem a procesním potrubím, je nutná kalibrace vzorku procesní kapaliny na místě, aby byla zajištěna přesnost měření. Vztah mezi konstantou článku a vzdáleností od prstence je znázorněna v níže uvedeném obrázku. POZNÁMKA: Správnou konstantu článku je možné dosáhnout vynásobením nominální konstanty článku ze štítku senzoru instalačním faktorem odečteným z uvedeného obrázku. KOMPEZACE PROCESNÍ TEPLOTY Model ISC202G se vyznačuje optimalizací teplotní kompenzace pro prakticky jakýkoli proces. Od neutrálních solných roztoků po velmi koncentrované kyseliny či zásady. Od přesně řízených a/nebo velmi stabilních procesů až po procesy s extrémně proměnlivými hodnotami jak vodivosti, tak teploty. Kompenzace teploty u ISC202G je snadno přizpůsobitelná, aby splňovala přesné požadavky na teplotní kompenzaci, vynucené cíly procesního řízení. Kompenzace teploty na základě tabulek IEC pro roztoky NaCl lze zvolit pro standardní měření vodivosti v různých procesech. Pro měření vyžadující velkou přesnost, např. měření koncentrací, může být kompenzace teploty přizpůsobena danému procesu už během uvedení do provozu při použití vlastního procesního roztoku a naprogramováním (lineárního) procesního koeficientu: α (viz obr. 1). U procesů, kde teplotní koeficient vlivem teploty a koncentrace kolísá (např. hydroxid sodný a kyselina sírová) se používá kompenzační matice. Pro usnadnění nastavení převodníku jsou v jeho paměti uloženy matice pro několik procesních roztoků. Kteroukoli z nich lze zvolit na servisním menu převodníku. Tyto roztoky jsou zahrnuty: Kyselina sírová H 2 SO 4 0,5-5,0% C Kyselina sírová H 2 SO 4 2,5-25,0% C Kyselina chlorovodíková HCl 0,5-5,0% 0-60 C Kyselina chlorovodíková HCl 1,0-20,0% 0-60 C Kyselina dusičná HNO 3 0,5-5,0% 0-80 C Kyselina dusičná HNO 3 0,5-25,0% 0-80 C Hydroxid sodný NaOH 0,5-5,0% C Hydroxid sodný NaOH 0,5-15,0% C Pokud Vašemu procesu neodpovídá ani jedna z těchto volitelných křivek, uživatel může vytvořit křivky odpovídající danému procesu, a to vytvořením jednoduché maticové tabulky teploty vztahující se k hodnotám vodivosti. Přesnost měření je pak přizpůsobená specifickým procesním podmínkám. Matice kompenzační metody zaručuje optimální přesnost a zohledňuje závislost kompenzace teploty na vodivosti a procesní teplotě. Vodivost (ms/cm) KOREKČNÍ FAKTOR v cm 1 (x nominální konstanta článku) nevodivé vedení vodivé vedení D v mm Teplota Definice faktoru teplotní kompenzace (α)

3 3 Provedení převodníku Převodník využívá zdokonalené zpracování signálu, aby byl minimalizován účinek vnějších vlivů jako jsou polarizační účinky a odpor kabelu. Toto zpracování signálu zjistí, že jen změny vodivosti a teploty způsobí změnu výstupu. Měření koncentrace Koncentrace je určená podle 21-krokové tabulky koncentrace. Tabulka definuje veškeré hodnoty vodivosti při 25 C a odpovídá úrovním koncentrace. Hodnoty vodivosti při 25 C jsou určeny výběrem nejvhodnější metody kompenzace teploty. Dole je příklad měření koncentrace kyseliny sírové. Vodivost (ms/cm) Výstup v % Vodivost Výstup TROJÚROVŇOVÝ PROVOZ Převodník ISC202G řady EXA používá trojúrovňový provozní systém, čímž se plně využívají přednosti mikroprocesoru při tradiční jednoduché obsluze 2- vodičového převodníku. Aby se zabránilo nejasnostem a záměnám, jsou rozšířené funkce oddělené od konvenčního provozu. Lze je aktivovat pro každé individuální použití samostatně. 1. Běžné funkce potřebné k údržbě jsou přístupné skrz okénko s pružnou membránou stlačením příslušného tlačítka pod touto membránou. 2. Funkce, potřebné k uvedení přístroje do provozu a jeho nastavení, jsou ukryté, čímž je přístroj chráněný před neoprávněným zásahem. Po odstranění čelního krytu se objeví nastavovací pokyny a přístupové tlačítko (označené *). 3. Zvláštní funkce je možné nastavit prostřednictvím servisního menu. V tomto případě je servis možný po použití servisních kódů. Trojúrovňový provoz ÚDRŽBA Koncentrace (% z hmotnosti) Linearizace výstupu Příklad: 0-25% kyselina sírová Kód výstupu ma 4-20 Konc. Př. % H 2 SO 4 Vod. Př. ms/cm 0 4, ,8 1, ,6 2, ,4 3, , ,0 6, ,8 7, ,6 8, , ,2 11, ,0 12, ,8 13, , ,4 16, ,2 17, ,0 18, , ,6 21, ,4 22, ,2 23, , KALIBRACE je možná zbytečné říkat, že nesprávné kalibrace přímo ovlivňují hodnoty naměřené vodivosti. kalibrace převodníků vodivosti je vlastně nastavení stoupání nebo vztahu mezi měřenou impedancí a hodnotou specifické vodivosti (SC). Stoupání je vyjádřeno v cm -1 a odpovídá konstantě článku senzoru. Všechny senzory od Yokogawy jsou kalibrovány během výroby podle ASTM a tato konstanta článku může být přímo zadána do převodníku. Vedle toho nabízí převodník možnost rekalibrace podle standardů IEC a OIML rec. 56. ZPROVOZNĚNÍ SERVIS Úroveň ÚDRŽBA: Použití : Běžný provoz a kontrola Jak? : Jednoduchá obsluha pomocí dialogu přes uzavřený čelní kryt Příklad : Čtení druhotných údajů z displeje Úroveň UVEDENÍ DO PROVOZU: Použití : Běžné uvedení do provozu a nastavení Jak? : Odstraněním čelního krytu se odkryje přístupové tlačítko a druhé menu Příklad : Nastavení měřicího rozsahu Úroveň SERVIS: Použití : Pouze pro speciální funkce Jak? : Zadání speciálního kódu Příklad : Volba kompenzace procesní teploty Díky tomuto 3-úrovňovému přístupu a velmi snadné obsluze s tímto přístrojem může pracovat prakticky každý. Uvedení do provozu je snadné a nevyžaduje žádné kalibrační vybavení, které je u analogových přístrojů nezbytné. Speciální funkce, chráněné přístupovým kódem, jsou při běžném provozu skryté. Všechny tři úrovně mohou být separátně chráněné proti neoprávněnému přístupu systémem hesel s trojmístným kódem.

4 VŠEOBECNÁ SPECIFIKACE A. Specifikace vstupu : Kompatibilní se senzorem indukční vodivosti ISC40 od Yokogawy s integrovaným teplotním senzorem: NTC30k nebo Pt1000 B. Měřicí rozsah - Vodivost : 0 až 1999 ms/cm [při referenční teplotě 25 C (77 F)]. Minimální vodivost při procesní teplotě: 1 µs/cm Maximální vodivost při procesní teplotě: 2 S/cm - Teplota : -20 až 140 C (0 až 280 F) - Délka kabelu : max. 60 m (200 stop) 10 m (35 stop) pevný senzorový kabel + 50 m (165 stop) prodlužovací kabel WF10. Vliv kabelu lze nastavit pomocí AIR CAL připojením kabelu k suchému článku. C. Rozsah zobrazení - Hlavní displej ms/cm (1. komp.) - Displej s hlášením ms/cm (2. komp.) Teplota -20 až 140 C (0-280 F). Koncentrace 0 až 100 %. Metoda tepl. komp.: NaCl, T.C., matice ma-výstup (3,9-22 ma) Konstanta článku [cm -1 ] Referenční teplota ( C/ F) Softwarové odpojení D. Přenosový signál - Obecně Jeden miliampérový výstup 4-20 ma DC, izolovaný od vstupu, s max. zátěží 425 Ω (@ 24 V DC) viz obr. Napájecí napětí/zátěž. Výstup lze nakonfigurovat na vodivost lineárně nebo podle programovací tabulky uživatele. - Stav Signalizace selhání na výstupu lze zvolit jako 22 ma ± 0,05 ma (stále nebo jednoduchý impuls 30 s, když chyba nastane) anebo 3,9 ma ± 0,05 ma (stále). - Podržení Výstup lze nastavit s podržením poslední nebo stálé hodnoty během údržby. E. Přenosový rozsah - Vodivost Minimální rozpětí 1 µs/cm a 10% nejvyšší hodnoty (20 ma) Max. rozpětí 1999 ms/cm F. Kompenzace teploty - Typy senzorů: 30kΩNTC nebo Pt Automatická: mezi 20 až 140 C(0-280 F) - Algoritmus: NaCl dle tabulek IEC Možné 2 nastavení tepl. komp. mezi 0 až,05%/ C matice: volitelné/ konfigurovatelné uživatelem. 8 volitelných koncentr. roztoků, 1 volně programovatelný. Referenční teplota nastavitelná mezi 20 až 140 C (0-280 F) G. Diagnostika senzorů Abnormální teplota, abnormální hodnoty vodivosti (E5/E6 volně programovatelné), tj. suchý článek, kabelové problémy. H. Kalibrace Manuální, vstup pro kalibraci předvolené údaje (konstanta článku). I. Záznamový deník Softwarový záznam důležitých událostí a diagnostické údaje. PROVEDENÍ J. Displej Uživatelský displej z tekutých krystalů - Hlavní: 3 ½ digit; 12,5 mm vysoký, vč. změny nuly - Hlášení: 6 alfanumerických znaků, 7 mm vysokých - Zvláštní pole: Značky pro indikaci stavu: FAIL (chyba) nebo HOLD (podržení) - Jednotky: µs/cm nebo ms/cm - Rychlá tlačítka: YES, NO, >, ˆ, ENT, ukazatel menu - Tlačítka: 6 tlačítek ovládaných skrz pružné okénko se zpětnou odezvou. Jedno skryté tlačítko za čelním krytem. K. Kryt Skříňka a kryt z hliníkové slitiny, obě potažené chemicky odolnou vrstvou (barva skříňky: ledově bílá+ barvy krytu: mechově zelená). Kryt s pružným polykarbonátovým okénkem. Ochrana před deštěm a prachem dle IP65 (NEMA 4X). 2 polyamidové průchodky 1/2". Kabelové svorky pro až 2,5 mm 2. L. Montáž Potrubí, stěna, panel. M. Údaje pro odeslání Balení 290x225x170 mm (š.v.h) Hmotnost ± 2,5 kg FUNKČNÍ SPECIFIKACE N. Přesnost (za referenčních podmínek): - Vodivost: 0,5% ± 1,0 µs/cm - Teplota: 0,3 C (0,6 F) - Tepl. komp.: 1% pro NaCl, 3% pro matici - Obvody ma-výstupu: 0,02 ma Vliv: - Teplota okolí: ± 0,1% ± 0,05 µs/cm/ C - Kroková odezva: 8 s pro 90% (pro 2-dekádový krok) O. Podmínky pro umístění a provoz - Okolní tepl.: -10 až +55 C (+10 až +130 F) Provozní teplota LCD je určena -10 až +70 C (14 až 160 F) Výkyvy do 30 až +70 C (-20 až +160 F) nepoškodí přístroj. - Skladování: -30 až +70 C (-20 až +160 F) - Rel. vlhkost: 10 až 90% Rh při 40 C teplotě okolí, bez kondenzace - Ochrana dat: EEPROM pro konfiguraci a událostní deník. Hodiny na baterii. - Časovač: Kontrola mikroprocesoru. - Spořič: Návrat k měření, pokud po 10 minutách nedojde ke stisku žádného tlačítka. - Ochrana: 3 místný (programovatelný) vstupní kód - Výpadek proudu: Žádný vliv, reset k měření.

5 5 2-3 KOMUNIKACE HART Vstup Napájení ISC202G ISC202S Poznámka : Dvouvodičový systém, 4-20 ma : Nominální 24 V DC : až 40 V : až 31,5 V : Převodník se spínacím napájením, čerpající svou energii ze sekce signálu 0-4 ma. Proto je aplikován limit 17 V při 4 ma. Charakteristika jednotky je taková, že při 7 ma na výstupu může poklesnout napětí svorky na 14,5 V bez problému. (viz obr. 1) Přenosový signál : Izolovaný výstup 4 až 20 ma DC Maximální zátěž 425 Ω (viz obr. 2) Vypálení při selhání signálu dle NAMUR Doporučení NE43 ( ) Provozní režim Komunikace Bus-připojení Konfigurace Software Hardware : 3,6 až 21 ma : HART, 1200 Baud, FSK namodulovaný na signál 4 až 20 ma : Jiskrově bezpečný EN dle ATEX, nezápalný EN : Místní pomocí 6 tlačítek : Firemní : Modem MACTek VIATOR model Příruční terminál : Rosemount HHT 275 Jiné řídicí : Yokogawa PRM, Rosemount AMS systémy Siemens PDM Výstupní rozpětí - Vodivost : min. 0,01 µs/cm, max ms/cm (max. 90% potlačení nuly) - Odpor : min. 0,001 kω.cm, max 999 MΩ.cm (max. 90% potlačení nuly) Přístroj programovatelný uživatelem pro lineární a nelineární rozsahy vodivosti. Specifikace kabelu - Min. průměr kabelu: 0,51 mm, 24 AWG - Max. délka kabelu : 1500 m (podrobná informace na: DD specifikace Svorkové napětí (V) 17 V 14,5 V : Tato specifikace u ISC202 (Device Description) umožňuje komunikaci pomoci příručního komunikátoru a kompatibilních zařízení. 4 ma 7 ma 20 ma Výstupní proud (ma) Obr. 1 Schéma HART napájecího napětí / zátěže Zatěžovací odpor (Ω) Napájecí napětí (V) Obr. 2 HART minimální svorkové napětí u ISC202 Komunikace PROFIBUS-PA: Vstupní signál : Digitální Napájecí napětí : 9 až 32 V DC Provozní proud : 24,5 ma Provozní hodnoty : Podle IEC Bus-připojení : rozhraní Fieldbus IEC podle modelu FISCO Napájení : Dosažené napájecí napětí záleží na aplikaci prostřednictvím SEGMENT COUPLER Přeno dat : Dle profilu PROFIBUS-PA třídy B dle EN a DIN část 4 Soubor GSD : Vlastní soubor lze stáhnout z Konfigurace : Pomocí 6 tlačítek Software : Firemní podle Siemens DPC31 Hardware : PC nebo PCMCIA rozhraní Siemens Jiné řídicí systémy: Siemens PDM Elektr. připojení : Svorky dle IEC Typy kabelů FF : Dvoužilový kroucený a stíněný kabel dle doporučení IEC Průměr kabelu : 6 až 12 mm (0,24 až 0,47") Komunikace FOUNDATION Fieldbus H1: Vstupní signál : Digitální Napájecí napětí : 9 až 32 V DC Provozní proud : 24,5 ma (základní proud) Provozní hodnoty : Podle IEC Bus-připojení : rozhraní Fieldbus IEC podle modelu FISCO Napájení : Dosažené napájecí napětí záleží na aplikaci prostřednictvím SEGMENT COUPLER Přeno dat : FF specifikace rev. 1.4, základní zařízení Funkční bloky : 3xAl, snímač, zdroj Soubory : Vlastní soubor lze stáhnout z naší domovské stránky Konfigurace : Pomocí 6 tlačítek Software : National Instruments, NI-FBUS konfigurátor Hardware : FBUS-rozhraní z International Instruments (AT-BUS a PCMCIA FBUS) Jiné řídicí systémy: Yokogawa PRM, DMT Rozsah komunikace MODELOVÉ A DODATKOVÉ KÓDY Modelový kód Dodatkový kód Provedení na přání Popis ISC202G Převodník indukční vodivosti, všeobecný typ Typ -A -F -P Miliampérová (+HART) verze FOUNDATION Fieldbus verze Profibus PA verze Na přání /H /U /SCT /Q -E Vždy E Ochranný štítek proti slunci Materiál pro montáž do potrubí nebo na stěnu Štítek z nerez oceli s číslem okruhu Kalibrační certifikát

6 6 Modelový kód Dodatkový kód Provedení na přání Popis ISC202S Převodník indukční vodivosti, jiskrově bezpečný typ Typ -A -F -P -N -B -D Miliampérová (+HART) verze FOUNDATION Fieldbus verze Profibus PA verze Nezápalná miliampérová (+HART) verze Nezápalná FOUNDATION Fieldbus verze Nezápalná Profibus PA verze Na přání /H /U /SCT /Q ROZMĚRY -E Vždy E Ochranný štítek proti slunci Materiál pro montáž do potrubí nebo na stěnu Štítek z nerez oceli s číslem okruhu Kalibrační certifikát ROZMĚRY VÝŘEZU PANELOVÉ ROZMÍSTĚNÍ ROZMĚRY VÝŘEZU 1/2" NAPÁJENÍ 1/2" VSTUP ŠROUBY M6 (2x) Výřez připojovacího panelu, rozteč a montáž Rozměry Montáž na stěnu Montáž do potrubí (vertikální) Montáž do potrubí (horizontální) 2 -trubka Provedení na přání /U: Univerzální montážní sada pro upevnění do potrubí nebo na stěnu

7 7 YOKOGAWA EUROPE B.V. P.O.Box 163, 3800 AD AMERSFOORT, THE NETHERLANDS, Tel.: , Fax: RAKOUSKO Yokogawa Ges.m.b.H. Central and East Europe Franzosengraben 1 A-1030 WIEN Tel.: Fax: office@at.yokogawa.com ČESKÁ REPUBLIKA Reprezentační kancelář 1. máje OSTRAVA Tel.: Fax: Mobil: yokogawa@daas.cz Kancelář Břestek Buchlovice Tel./fax: Mobil: tomas.zetek@at.yokogawa.com Maring s.r.o. Autorizovaná inženýrská firma Brněnská STARÉ MĚSTO Tel.: Fax: maring@yokogawa.cz SLOVENSKÁ REPUBLIKA Reprezentační kancelář Štefánikova BRATISLAVA Tel.: Fax: schulcz@yokogawa.sk Internet: