PROVOZNÍ MANUÁL. Převodník pro montáž do hlavice odporových teploměrů SITRANS TH100 7NG3211-0*N00. srans

Transkript

1 PROVOZNÍ MANUÁL Převodník pro montáž do hlavice odporových teploměrů SITRANS TH100 7NG3211-0*N00 srans

2 SIEMENS SITRANS TH100 7NG *N00 Převodník pro montáž do hlavice odporových teploměrů Provozní manuál

3 Výstraha! znamená, že nerespektování nezbytných bezpečnostních upozornění může vést k usmrcení, vážnému úrazu a/nebo značným škodám na majetku. Varování znamená, že nerespektování nezbytných bezpečnostních upozornění může vést k méně závažnému úrazu a/nebo značným škodám na majetku. Poznámka je důležitá informace o vlastním produktu a zacházení s ním nebo označení části manuálu, které by měla být věnována zvláštní pozornost. Za účelem jasnosti manuál neobsahuje detailní informace o všech typech produktů a nemůže zahrnovat všechny myslitelné případy instalace, provozu nebo údržby. Požadujete-li další informace nebo se vyskytnou problémy, které nejsou v tomto manuálu dostatečně vysvětleny, můžete pro získání nezbytných informací kontaktovat vaší lokální pobočku Siemens. Rovněž chceme upozornit na skutečnost, že obsah tohoto manuálu není součástí předchozích nebo současných dohod, certifikátů nebo právních vztahů ani jejich doplňkem. Všechny povinnosti Siemens AG vyplývají z kupní smlouvy, která rovněž obsahuje úplné a výhradně platné záruční ujednání. Tyto smluvní záruční podmínky nejsou ani rozšířeny ani omezeny obsahem tohoto manuálu. Obsah vyjadřuje technický stav v době tisku. Tento stav podléhá technickým změnám v průběhu dalšího vývoje. Kvalifikovaný personál jsou osoby seznámené s instalací, sestavením, uvedením do provozu a provozováním produktu, které mají odpovídající kvalifikaci pro aktivity, jako jsou: školení nebo instruktáž nebo autorizace pro provozování a údržbu přístroje/ systémů podle bezpečnostních zásad pro elektrické obvody, vysoké tlaky a korozívní média školení nebo instruktáž podle zásad bezpečnosti při péči a použití vhodných bezpečnostních nástrojů školení první pomoci Ochranné známky! Všechny názvy se symbolem jsou registrované ochranné známky a jsou majetkem společnosti Siemens AG.

4 1 Popis přístoje 1.1 Oblast použití Převodník SITRANS TH100 je vhodný pro měření spolu s odporovými teploměry Pt 100 ve všech průmyslových aplikacích. Jeho kompaktní velikost umožňuje montáž do hlavice typu B (dle DIN 43729) nebo větší. Výstupní signál je proudový 4 až 20 ma a odpovídá měřené teplotě. Parametery převodníku lze nastavit pomocí programu SIPROM T a komunikačního modemu SITRANS TH100/TH200. Pokud již vlastníte modem pro SITRANS TK (obj. číslo 7NG3190-KB), můžete s ním parametrovat i převodník SITRANS TH100. Verze převodníku s ochranou intrinsically safe lze instalovat i do prostředí s nebezpečím výbuchu. Přístroje vyhovují normám Directive 94/9/EC (ATEX) a předpisům FM. 1.2 Vlastnosti přístroje Převodník ve dvouvodičovém provedení Instalace do hlavice typu B (dle DIN 43729) nebo větší a nebo na DIN lištu Programovatelné parametry: aktivace senzoru, měřicí rozsah, jednotky, TAG, analogový výstup, tlumení atd. Jiskrově bezpečné provedení pro prostředí s nebezpečím výbuchu 1.3 Informace na štítku přístroje Štítek přístroje obsahuje následující informace: (1) (2) (3) (7) (6) (5) (4) (1) Výrobce (5) Firmware verze (2) Název přístorje (6) Hardware verze (3) Objednací číslo (7) Místo výroby (4) Pay attention to the operating instructions Obrázek 1: Štítek přístroje

5 1.4 Princip funkce Měřicí signál z odporového teploměru Pt100 (dvouvodičové, třívodičové, čtyřvodičové provedení) je zesílen na vstupním stupni. Napětí odpovídající vstupní proměnné je multiplexorem v analogově digitálním převodníku převedeno na digitální signál. V mikrokontroléru je digitální signál přepočítán dle charakteristiky senzoru a dalších parametrů (měřicí rozsah, tlumení atd.). Po uvedené úpravě je signál převeden v digitálně analogovém převodníku na výstupní proudový signál 4 to 20 ma. Vstupní a výstupní obvody jsou chráněny před elektromagnetickou interferencí pomocí EMC filtrů. I c U ref 6 Pt EMC_1 MUX A/D µc D/A U ref +1 U I EMC_ ma --2 U aux, I out Vstup: Pt100 EMC_1 I c MUX A/D Výstup: D/A U/I EMC_2 U aux I out Pt100 odporový teploměr vstupní stupeň s ochranami zdroj konstantního proudu Multiplexor analogově digitální převodník digitálně analogový převodník napěťový transformátor, proudový transformátor, zdroj napětí a zdroj referenčního napětí výstupní stupeň s ochranami pomocné napětí výstupní proud Microkontrolér: µc výpočetní funkce a ukládání všech parametrů Obrázek 2: SITRANS TH100 - funkční schéma

6 2 Instalace 2.1 Instalace do hlavice VAROVÁNÍ Před instalací převodníku musí být dodrženo následující: - Převodník SITRANS TH100 je nutné instalovat do vhodného pouzdra. - Stupeň krytí a materiál pouzdra se musí shodovat s příslušnými požadavky. - Musí být dodrženy parametry okolí, které jsou uvedeny v tomto manuálu. Převodník SITRANS TH100 může být upevněn na spodku připojovací hlavice nebo ve zvýšeném víčku hlavice. Převodník Obrázek 3: Upevnění převodníku ve zvýšeném víčku hlavice Převodník Obrázek 4: Upevnění převodníku na spodku hlavice! VAROVÁNÍ Při instalaci přístroje v prostředí s nebezpečím výbuchu (Zóna 1) musí mít pouzdro převodníku krytí nejméně IP 54 (dle normy IEC 60529).

7 2.2 Instalace na DIN lištu a G lištu Převodník lze instalovat na DIN lištu 35 mm (dle DIN EN50022) nebo G lištu 32 mm (dle DIN EN50035). V tomto případě je nutný DIN adaptér pro montáž na lištu, který jde objednat jako příslušenství k převodníku pod objednacím číslem 7NG KA. Při instalaci na lištu je nutné respektovat podmínky okolí, které jsou uvedeny v tomto manuálu. Obrázek 5: Upevnění převodníku na DIN lištu Obrázek 6: Upevnění převodníku na G lištu (0.55) (1.99) (1.30) (2.35) Obrázek 7: Rozměry adaptéru na DIN lištu (7NG KA)

8 3 Elektrické připojení! VAROVÁNÍ Elektrické připojení v prostředích s nebezpečím výbuchu Musí být dodrženy předpisy a normy pro prostředí s nebezpečím výbuchu, které jsou platné ve Vaší zemi. V Německu je to např.: - předpis pro Installation of electrical systems in hazardous areas, dle normy DIN EN (dříve VDE 0165, T1) - EC certifikát Pokud je nutný zdroj, doporučujeme kontrolu jeho parametrů, zda dané hodnoty odpovídají požadavkům pro provoz v prostředích s nebezpečím výbuchu. Připojení senzoru - viz. Obrázek 8 Napájecí zdroj Připojte vodiče od napájení na svorky 1(+) a 2(--), jak je naznačeno na Obrázku 8. Ujistěte se, zda je správně polarita (přístroj má ochranu proti přepólování). Připojovací kabely Max. průřez 2.5 mm 2 Veďte signální kabely odděleně od vodičů s napětím větším než 60V. Použijte kroucené kabely. Vyvarujte se blízkosti velkých elektrických systémů nebo použijte stíněné kabely.

9 dvouvodičové připojení třívodičové připojení 1) U aux + -- čtyřvodičové připojení připojení zdroje napětí (U aux ) 1) Svorka 5 nemá u třívodičového připojení žádnou funkci a nesmí být připojena. Pokud si vyberete třívodičové připojení u čtyřvodičového odporového teploměru, elektricky izolujte nepoužitý čtvrtý vodič vedoucí ze senzoru. Obrázek 8: Svorkovnice pro připojení odporových teploměrů Pt100 a napájení 3.1 Elektrické připojení v prostředích s nebezpečím výbuchu Zóna 0 a 1 Převodník může být připojen pouze k zařízení, které je certifikováno jako jiskrově bezpečné v souladu s EC certifikátem. Parametry a limitní hodnoty jsou uvedeny v daných certifikátech. Zóna 2 s typem ochrany nl Limited energy Převodník smí být připojen pouze k následujícímu zařízení: zařízení je certifikováno jako jiskrově bezpečné dle kategorie 1 nebo 2. nl zařízení je certifikováno v kategorii 3 (limited energy). Maximální povolené vstupní napětí je U i = DC 30 V. Musí být dodrženy i příslušné hodnoty kapacitance a induktance. Zóna 2 s typem ochrany na - Non-sparking Při instalaci musí být dodrženy podmínky pro daný typ ochrany. Maximální povolené vstupní napětí je U = 35 V ss.

10 3.2 Schéma připojení (0.82) (1.73) vnitřní průměr otvoru 6.3 mm upevňovací šrouby M4x25 (1.3) svorky 1(+) a 2 (--) napájení U aux, výstupní proud I out svorky 3, 4, 5 a 6 Senzor (Pt100) (jednotlivá připojení viz. Obrázek 8) Obrázek 9: Schéma připojení

11 4 Uvedení do provozu Provozní parametry převodníku musí být nastaveny v souladu s požadavky měřené aplikace. Ujistěte se, že provozní parametry nejsou v rozporu s parametry, které jsou uvedeny na štítku přístroje. Pokud je převodník nainstalován v hlavici, je nutné po připojení senzoru a napájení uzavřít víčko hlavice. Po zapnutí napájení je převodník připraven k měření po cca. 10 s. 5 Funkce 5.1 Základní informace Pomocí parametrizačního softwaru SIPROM T lze provést u SITRANS TH100 následující operace: nastavení hodnot proudového výstupu v případě překročení měřicího rozsahu uložení dat pro identifikaci měřicího místa nastavení parametrů senzoru (dvouvodičové, třívodičové, čtyřvodičové připojení) nastavení měřicího rozsahu, tlumení, jednotek teploty, offsetu nastavení hodnoty proudového výstupu v případě chyby (např. nefunkční senzor) 5.2 Hodnota proudového výstupu v případě chyby Signální kabely senzoru a elektronika převodníku jsou permanentně monitorovány. V případě chyby se na proudovém výstupu objeví hodnota, která je nastavena pro případ chyby. Hodnota chybového proudu je volně nastavitelná v intervalu 3,6 až 23 ma. 5.3 Přerušení vodičů senzoru U všech vodičů senzoru je neustále sledována možnost jejich přerušení. V případě chyby (přerušení vodiče) se na analogovém výstupu objeví naprogramovaný chybový proud. Kontrola přerušení vodičů nelze vypnout. 5.4 Kontrola zkratu Senzor připojený k převodníku je neustále sledován na možnost zkratu. Zkratový proud senzoru se vyskytne, pokud je měřený odpor připojeného senzoru Pt100 menší než 10 Ω. Na analogovém výstupu je v případě zkratu naprogramovaná hodnota chybového proudu.

12 Kontrola zkratu nelze vypnout. Limit pro zkratový proud je nastaven na 10 Ω a rovněž nelze změnit, ani vypnout. 5.5 Kompenzace vedení Kompenzace vedení je nutná, pokud je vstup z Pt100 dvouvodičový. Úprava je prováděna numerickým nastavením měřeného celkového odporu vedení. 5.6 Typy charakteristik senzoru (stoupající nebo klesající) Charakteristiku senzoru na analog. výstupu (4-20 ma) lze zvolit jako klesající nebo stoupající. Volba typu charakteristiky senzoru je definována následovně: stoupající charakteristika: Hodnota rozsahu je vyšší než počáteční hodnota klesající charakteristika: Hodnota rozsahu je nižší než počáteční hodnota

13 6 Parametrizace přes modem a PC POZNÁMKA Parametry převodníku SITRANS TH100 lze nastavit pouze v režimu off-line pomocí modemu SITRANS TH100/TH200 a softwaru SIPROM T. Před tímto nastavováním parametrů musíte odpojit proudovou smyčku 4-20 ma. Pro nastavení převodníků je nutný modem SITRANS TH100/TH200 pro připojení převodníku k počítači a software SIPROM T. Napájení převodníku je zabezpečeno: - přes USB port z počítače (v případě USB modemu) - externím napájecím zdrojem (v případě RS232 modemu)

14 Konektor pro zdroj 6 V COM2 COM1 COM 3 COM2 USB kabel (součást dodávky) COM 4 USB PC COM 3 COM 4 USB PC POWER Comm. Error Modem pro SITRANS TH100/TH200 přes USB 7NG KU POWER Comm. Error Modem pro SITRANS TH100/TH200 přes RS232 7NG KM + (plus) (červený) -- (mínus) (černý) + (plus) (červený) -- (mínus) (černý) Obrázek 10: Parametrizace převodníku SITRANS TH100 přes USB modem Obrázek 11: Parametrizace převodníku SITRANS TH100 přes RS232 modem. POZNÁMKA Pokud vlastníte modem pro převodníky SITRANS TK (objednací číslo 7NG KB), lze s ním parametrovat i převodník nové řady SITRANS TH100.

15 7 Technická data VSTUP Odporový teploměr měřená veličina teplota typ vstupu Pt100 dle IEC charakteristika lineární k teplotě typ připojení dvouvodičové, třívodičové, čtyřvodičové připojení rozlišení 14 bit přesnost měření měřicí rozsah < 250 C (450 F) < 0,25 C (0.45 F) měřicí rozsah > 250 C (450 F) < 0,1% z měřicího rozsahu opakovatelnost < 0,1 C (0.18 F ) měřený proud průměrně 0,4 ma měřicí cyklus < 0,7 s měřicí rozsah C ( F ) měřicí rozpětí C ( F) jednotky C nebo F Offset programovatelný: C ( F) odpor vedení max. 20 Ω (celkový odpor všech vodičů) potlačení šumu 50 a 60 Hz VÝSTUP výstupní signál napájení max. zátěž překročení rozsahu chybový signál (v případě chyby senzoru) doba tlumení ochrana rozlišení přesnost při 23 C ma, dvouvodičový 8, V ss (30 V v Ex prostředí) (U aux V) / A 3,6 ma ma plynule nastavitelný (přednastavené meze: 3,84 ma... 20,50 ma) 3,6 ma to 23 ma, plynule nastavitelný (přednastavená hodnota: 3,6 ma nebo 22.8 ma) s proti přepólování 12 bit < 0,1% z měřicího rozsahu vliv teploty max. 0.1% / 10 C (0.1% / 18 F ) vliv napájení vliv zátěže dlouhodobý drift < 0,01% z měřicího rozsahu / V <0,025% z maximálního měřicího rozsahu / 100 Ω <0,025% z maximálního měřicího rozsahu v prvním měsíci <0,035% z maximálního měřicího rozsahu po jednom roce <0,05% z maximálního měřicího rozsahu po pěti letech PODMÍNKY OKOLÍ okolní teplota C ( F ) teplota při skladování C ( F ) relativní vlhkost 98% elektromagnetická kompatibilita dle normy EN a NAMUR NE21 chyba v důsledku vlivu EMC (při instalaci v kovové hlavici senzoru) ESD dle EN < 0,10% z měřicího rozsahu

16 vysokofrekvenční záření dle EN vysokofrekvenční buzení dle EN < 1,0% z měřicího rozsahu < 0,3% z měřicího rozsahu Vyšší chyba měření může být při instalaci převodníku na DIN lištu zapříčiněna vzájemnými interferencemi s dalšími elektrickými zařízeními. KONSTRUKCE hmotnost 50 g rozměry viz. Obrázek 12 materiál plast průřez kabelů max. 2,5 mm 2 (AWG 13) stupeň krytí dle IEC pouzdro IP 40 svorky IP 00 CERTIFIKÁTY provoz ve státech Evropské unie EC certifikát ochrana typu jiskrová bezpečnost dle ATEX ochrana dle non-sparking and power-limited resources provoz v USA a Kanadě FM osvědčení PID , platné pro USA a Kanadu (cfmus) druhy ochrany PTB 05 ATEX 2049X II 1 G EEx ia IIC T6/T4 II 2 (1) G EEx ia/ib IIC T6/T4 II 3G EEx nal IIC T6/T4 IS Cl I, II, III, Div 1, GP ABCDEFG T4/T5/T6 IS Cl I, ZN 0.1 AEx ia IIC T4/T5/T6 NI Cl I, II, III, Div 2, GP ABCDFG T4/T5/T6 Cl I, ZN 2, GP IIC T4/T5/T6

17 8 Údaje pro objednávání označení převodník SITRANS TH100 pro instalaci do hlavice senzoru typu B (DIN 43729), dvouvodičové provedení 4 až 20 ma, programovatelný, do prostředí BNV s protection typ -intrinsically safe jiskrová bezpečnost -- EEx ia (ATEX) -- FM (cfmus) objednací číslo 7NG NN00 7NG AN00 7NG BN00 Modem pro SITRANS TH100 a TH200 včetně parametrizačního softwaru SIPROM T s USB rozhraním s RS232 rozhraním CD SITRANS T převodníky teploty obsahující dokumentaci v němčině, angličtině, španělštině, francouzštině, italštině, portugalštině a parametrizační software SIPROM T adaptér pro montáž na DIN lištu (balení obsahuje 5 ks) 7NG KU 7NG KM A5E NG KA Dodatečná specifikace doplňte obj. číslo o -Z a přidejte doplňkové obj. číslo nastavení parametrů (požadované parametry popsat v textu) testovací protokol (5 měřicích bodů) doplňkové obj. číslo Y01 C11 Tovární nastavení - Pt100 v třívodičovém připojení - měřicí rozsah C ( F) - chybový proud v případě chyby 22.8 ma - offset senzoru 0 C (0 ff) - tlumení 0.0 s

18 9 Rozměry (0.82) (1.73) vnitřní průměr otvoru 6,3 mm upevňovací šrouby M4x25 (1.3) svorky 1(+) a 2 (--) napájení U aux, výstupní proud I out svorky 3, 4, 5 a 6 Senzor (Pt100) (jednotlivá připojení viz. Obrázek 8) Obrázek 12: SITRANS TH100, rozměry v [mm]

19 10 Údržba Převodník je bezúdržbový. 11 Certifikáty Certifikáty jsou k dispozici na CD SITRANS T převodníky teploty, které lze objednat zvlášť (obj. číslo A5E ) nebo je lze stáhnout z internetu ( případně kontaktujte lokální zastoupení společnosti Siemens.

20 Hazardous location Non-hazardous location Cl I, DIV 1, GP A,B,C,D Cl II, DIV 1, GP E,F,G (+) Cl III, DIV 1 see note 1 Cl I, ZN 0,1 GP IIC (-) see note 2 Ta = -40 C C Ta = -40 C C Ta = -40 C C Temperature Transmitter TH100 For Intrinsic Safety application use approved associated apparatus or barrier Connection head _ Entity parameters: see note 3 Voc or Vt 30 VDC 3 6 Isc or It 100 ma 4 5 Po or Pt 0.75 W Ca > Sum (Ci) + Ccable La > Sum (Li) + Lcable Entity parameters: PE Terminals 1(+), 2(-): Ui, Vmax = 30 VDC Ii, Imax = 100 ma Pi, Pmax = 0.75 W Li = 106 µh Ci = 13 nf Terminals 3, 4, 5, 6: Uo, Voc, Vt = 9.6 VDC Io, Isc, It = 7.6 ma Po, Pt = 12.5 mw Lo, La = 290 mh Co, Ca = 3.5 µf Notes: 1. The nonintrinsically safe terminals (power rail) must not be connected to any device which uses or generates more than 250 Vrms or d.c. unless if has been determinated that the voltage has been adequately isolated. 2. The installation must meet the requirements of the National Electrical Code / Canadian Electrical Code 3. The SITRANS TH100 must be installed in a housing, e.g. Type B connection head This document contains safety-relevant information based on technical standards (i.e. Norms, internal standards) or certifications that the apparatus is subject to and may only be altered with the approval of the norm expert (NFM) Fab-Gr.: Tol.: Scale: SAP No.: Engineering Obligation for Delivery Change No.: Date: Revision: FK: Edited by: Pižeta Date of change: Approved by: Sudeta Modify by: Change for: A & D PD Siemens d.d. Product: Title: Document No.: Temperature Transmitter SITRANS TH100 Type 7NG3211-0B*** Control Drawing for DIV 1, Zone 0,1 C10145-A3-X2-33 Sheet 1 of 2 Doc. Type:

21 Hazardous location Non-hazardous location Cl I, Zone 2, GP IIC Cl I, DIV 2, GP A, B, C, D (+) Cl II, DIV 2, GP F, G see note 4 Cl III, DIV 2 (-) see note 3 Ta = -40 C C Ta = -40 C C Ta = -40 C C Connection head 1 + see note Temperature Transmitter Parameters for Zone 2 TH100 Limited Energy Applications and NI Field Wiring Apparatus Concept: _ 2 Uo,Voc, Vt 30 VDC Io, Isc, It see note 2 Ca > Sum (Ci) + Ccable 4 5 La > Sum (Li) + Lcable Entity parameters: PE Zone 2 Non-Sparking Applications and DIV 2 Applications: Terminals 1(+), 2(-): V max = 30 VDC Ui, Vmax = 30 VDC Observe note 3! Ii, Imax see note 2 Li = 106 H Ci = 13 nf Terminals 3, 4, 5, 6: Uo, Voc, Vt = 9.6 VDC Io, Isc, It see note 2 Zone 2 and Division 2 Installations (for Current Controlled Circuits): Lo, La = 290 mh Note 1: The nonincendive field wiring concept allows interconnection of nonincendive field Co, Ca = 3.5 µf wiring apparatus with associated nonincendive field wiring apparatus not specifically examined in combination. Functional Ratings: Note 2: For current controlled circuits, the input current (Imax) of the receiving device need not match the output current (It or Isc) of the barrier or associated nonincendive field wiring Inormal = ma apparatus source. Note 3: The installation must meet the requirements of the National Electrical Code / Canadian Electrical Code Note 4: The supply terminals must not be connected to any device which uses or generates more than 250 Vrms or d.c. unless adequately isolattion is used. Note 5: The SITRANS TH100 must be installed in a housing, e.g. Type B connection head This document contains safety-relevant information based on technical standards (i.e. Norms, internal standards) or certifications that the apparatus is subject to and may only be altered with the approval of the norm expert (NFM) Fab-Gr.: Tol.: Scale: SAP No.: Engineering Obligation for Delivery Change No.: Date: Revision: FK: Edited by: Pižeta Date of change: Approved by: Sudeta Modify by: Change for: A & D PD Siemens d.d. Product: Title: Document No.: Temperature Transmitter SITRANS TH100 Type 7NG3211-0B*** Control Drawing for DIV 2, Zone 2 C10145-A3-X2-33 Sheet 2 of 2 Doc. Type: