Polohovací regulátor FOUNDATION Fieldbus Typ 3787 Použití Polohovací regulátor pro montáž na pneumatické polohovací ventily se jmenovitým zdvihem od 7,5 do 120 mm úhel otáčení až do 120. Zařízení Fieldbus s možností komunikace a sběrnicového napájení podle specifikace FOUNDATION Fieldbus s technikou přenosu EN 61158-2. Integrovaný regulátor procesu a funkčnost Link Master. Polohovací regulátor řízený mikroprocesorem srovnává cyklicky přenášené řízené veličiny se zdvihem nebo úhlem otevření polohovacího ventilu a moduluje opravu pneumatického nastavovaného tlaku. Hodí se pro montáž na zdvižné a kyvné pohony. Polohovací regulátor typ 3787 komunikuje podle specifikace FOUNDATION Fieldbus s přístroji Filedbus, paměťovými programovatelnými řízeními a systémy pro řízení procesů. Integrovaný funkční blok PID umožňuje regulaci potřebné procesní veličiny přímo v rozsahu Fieldbus. Toto decentralizované přemístění ulehčuje vyššímu automatizačnímu systému při regulačních funkcích ušetří se analogové vstupy i výstup a rovněž připojení k vedení. Díky takzvané funkci Link Master je možné montáž soběstačného regulačního okruhu Fieldbus. Další přednosti mikroprocesorově řízeného polohovacího regulátoru, který dokáže komunikovat: Obsluha a monitorování pomocí oboustranné výměny dat. Automatické uvedení do provozu s mnoha použitelnými konfiguracemi. Monitorovací a diagnostické funkce. Online změna regulačních parametrů. Automatické monitorování nulového bodu. Uložení všech parametrů v paměti EEPROM zabezpečené proti výpadku proudu. Vliv teploty a tlaku přiváděného vzduchu je zanedbatelný. Přídavné vybavení Funkci digitálního polohovacího regulátoru lze rozšířit na přání následujícími prvky: - Dva indukční mezní kontakty (štěrbinové iniciátory) přístupné přes svorkovnici. - Nucené odvětrání při odpadnutí externího signálu se polohovací pohon odvětrá přes spínací ventil (obrázek 3, poz. 4), a polohovací ventil zaujme bezpečnou polohu. Tato funkce působí přímo na pneumatickém bloku a proto je nezávislá na polohovacím rozměru mikrokontroleru. Podrobné značení pro objednávací účely naleznete na poslední straně. Obrázek 1: Polohovací regulátor FOUNDATION Fieldbus, typ 3787 Obrázek 2: Polohovací regulátor typ 3787 s otevřeným pouzdrem Přehled příslušenství T 8350 Prosinec 2000 Předběžný typový list
Popis funkce Zdvih polohovacího členu se snímá pomocí bezdotykového indukčního snímače (1) a přivádí na konvertor mikrokontroleru (2). Ten porovnává zdvih s řízenou veličinou a při odchylce regulované veličiny nastavuje dva pneumatické spínací ventily 2/2 (3, 4). V závislosti na odchylce spínací ventily napájejí (3) nebo odvětrávají (4) pneumatický nastavovací pohon přes odpovídající zesilovač. Komunikace a napájení polohovacího regulátoru se provádí přenosovou technikou EN 611 58-2, která odpovídá specifikaci FOUNDATION Fieldbus. Světelné diody integrované na vnitřní straně víka signalizují stav provozu polohovacího regulátoru. Polohovací regulátor má standardně jeden binární vstup, jehož pomocí mohou být signalizovány libovolné informace o procesu přes rozhraní FOUNDATION Fieldbus. Pomocí přepínače bránícímu přepsání, který je umístěn na vnitřní straně víka (6), lze zabránit přepsání uložené konfigurace. Konfigurace se softwarem TROVIS VIEW (obrázek 4) Konfiguraci lze provádět pomocí konfiguračního softwaru TROVIS VIEW. Proto je na polohovacím regulátoru přídavné digitální rozhraní, které se spojí s rozhraním RS 232 na počítači. Pomocí softwaru TROVIS VIEW lze polohovací regulátor přizpůsobit požadavkům procesu a provádět kontrolu procesu online při provozu. Přes rozhraní FOUNDATION Fieldbus se provádí napojení nastavovacího ventilu na proces. Pomocí softwaru TROVIS VIEW lze také konfigurovat regulační konstrukční prvek PID integrovaný v polohovacím regulátoru. Konfigurace síťového spojení pro regulační konstrukční prvek PID se provádí pomocí konfiguračního nástroje NI-FBUS nebo odpovídajícího hlavního systému. binární vstup nucené odvětrání přívod vzduchu konfigurační rozhraní Legenda 1 indukční snímač pohybu 2 mikrokontroler 3 spínací ventil pro přívod vzduchu 4 spínací ventil pro odvod vzduchu 6 mikrospínač pro ochranu proti přepsání a simulační režim 7 binární vstup 8 nucené odvětrání 9 konstrukční prvek rozhraní EN61158-2 Obrázek 3 pracovní schéma polohovacího regulátoru typ 3787 odvod vzduchu Obrázek 4 ukázka obrazovky programového balíku TROVIS VIEW od firmy SAMSON
Tabulka 1 Technická data pro typ 3787 zdvih montáž na pohon typ 3277 montáž dle DIN IEC 534 (NAMUR) sběrnicové připojení nastavitelný 7,5 až 30 mm 7,5 až 120 mm nebo u kyvných pohonů 30 až 120 rozhraní Fieldbus dle EN 61158-2, napájené ze sběrnice třída fyzické vrstvy: 113 (žádné ex. provedení) 111 (ex. provedení) zařízení Fieldbus navrženo dle FM 3610 entity / FISCO 9 až 32 V DC 1) hranice poškození 35 V napájení přes sběrnici 15 ma 0 ma přívod vzduchu s tlakem 1,4 až do 6 barů (20 až do 90 psi) provozní napětí, přípustné provozní proud přípustný proud v případě poruchy pomocná energie nastavovací tlak (výstup) 0 barů až do výše přiváděného tlaku charakteristika nastavitelná zdvih ventilu: lineární přímo procentuelní - inverzní přímo procentuelní nastavovací klapka SAMSON: lineární - přímo procentuelní rotační kužel VETEC: lineární - přímo procentuelní odchylka < 1% mrtvá zóna (vztahuje se na jmenovitý nastavitelná od 0,1 až do 10,0 % - hodnota studeného startu: 0,5 % zdvih/úhel) rozklad (interní systém naměřených < 0,05 % měřícího rozsahu diferenciálního transformátoru hodnot) doba běhu pro dobu zapnutí ventily až 240 sek. náběh požadované hodnoty pro odvod a přívod vzduchu je nastavitelný odděleně směr pohybu zvratný nastavení se provádí softwarově spotřeba vzduchu závisí na přívodu vzduchu < 90 l n/h dodávka vzduchu přívod při p = 6 barů: 9,3 m 3 n /hod - při p = 1,4 baru: 3,5 m 3 n /hod. odvětrání při p = 6 barů: 15,5 m 3 n /hod - při p = 1,4 baru: 5,8 m 3 n /hod. přípustná teplota okolí - 20 až 60 C 1) - rozšířený teplotní rozsah na zvláštní požadavek vlivy teploty 0,15 % / 10 K na měřenou hodnotu pomocné žádné energie vibrace žádné až do 250 Hz a 4 g ochrana proti výbuchu navrženo dle EEx ia IIC T6 druh krytí IP 54 IP 65 jako zvláštní provedení elektromagnetická kompatibilita požadavky dle EN 50081 a EN 50082 byly splněny binární vstup interní napájení 5 V DC 1) Ri cca 100 kω pro ohlašovací funkci hmotnost cca 1,3 kg Komunikace přenos dat dle specifikace FOUNDATION Fieldbus třída komunikačního profilu: 31 PS, 32 Přídavné vybavení indukční mezní kontakty pro připojení na spínací zesilovač NAMUR dle DIN 19 234 dva štěrbinové iniciátory typ SJ 2 SN nucené odvětrání vstup: 6 až 24 V DC 1) hranice poškození 45 V Ri cca 6 kω - spínací bod cca 3 V, hodnota Kv 0,17 1) Data samostatně zabezpečeného provedení typ 3787-1 dle tabulky 3 Tabulka 2 Materiály pouzdro hliníkový tlakový odlitek, chromátovaný a potažený plastem vnější části ocel odolná vůči korozi WN 1,4571 a WN 1,4301
Údaje ohledně ochraně proti explozi pro typ 3787-1 Skupina a kategorie zařízení: Ex II 2 G EEx ia IIC T6 Tabulka 3 technická data pro typ 3787-1... Typ 3787-1... Ochrana proti zapálení pro připojení na systém Fieldbus dle model FISCO Rozhraní FOUNDATION Fieldbus připojení svorky dle EN 61158-2 provozní hodnota odpovídá EN 61158-2 druh krytí samostatně zabezpečeného proudového obvodu EEx ia IIC/IIB T6 nebo EEX ib IIC/IIB T6 Druh ochrany proti zapálení se řídí druhem ochrany samostatně zabezpečeného proudového obvodu. EEx ia IIC/IIB nebo EEx ib IIC/IIB Druh ochrany proti zapálení rozhraní FOUNDATION Fieldbus se řídí příslušným druhem ochrany samostatně zabezpečeného proudového obvodu. nejvyšší hodnoty činná vnitřní kapacita činná vnitřní indukce Binární vstup připojení svorky +85/-86 druh krytí samostatně zabezpečeného proudového obvodu nejvyšší hodnoty vnější kapacita vnější indukce Přípustné teploty okolí EEx ia IIC/IIB T6 nebo EEx ib IIC/IIB T6 EEx ia IIC/IIB T5 nebo EEx ib IIC/IIB T5 Vydaná Ex schválení ochrany pro typ 3787-1 nejvyšší hodnoty pro připojení na schválený samostatně zabezpečený proudový obvod: EEx ia IIC/EEx ib IIC U i 20V - I i 285 ma EEx ia IIB/EEx ib IIB U i 24V - I i 285 ma činná vnitřní kapacita činná vnitřní indukce C i 5 nf L i 0 µh Mezní kontakty, indukční připojení svorky +41/-42 a +51/-52 maximálně dva mezní kontakty druh krytí samostatně zabezpečeného proudového obvodu EEx ia IIC/IIB nebo EEx ib IIC/IIB Druh ochrany proti zapálení se řídí příslušným druhem ochrany samostatně zabezpečeného proudového obvodu. nejvyšší hodnoty pro připojení na schválený samostatně zabezpečený proudový obvod: U i 16V - I i 52 ma - Pi 169 mw činná vnitřní kapacita činná vnitřní indukce C i 60 nf L i 100 µh Nucené odvětrání připojení svorky +81/-82 druh krytí samostatně zabezpečeného proudového obvodu EEx ia IIC/IIB nebo EEx ib IIC/IIB Druh ochrany proti zapálení se řídí příslušným druhem ochrany samostatně zabezpečeného proudového obvodu. pro připojení na schválený samostatně zabezpečený proudový obvod: U i 28V - I i 115 ma C i 5 nf L i 0 µh EEx ia IIC/IIB nebo EEx ib IIC/IIB Druh ochrany proti zapálení se řídí příslušným druhem ochrany samostatně zabezpečeného proudového obvodu. pouze pro připojení beznapěťového pasivního kontaktního proudového obvodu: U 0 5,88 V - I o 1 ma skup. výbušnosti IIC: C 0 43 µf - skup. výbušnosti IIB: C 0 1000 µf skup. výbušnosti IIC: L 0 1 H - skup. výbušnosti IIB: L 0 1 H - 20 C T a + 60 C - -40 C T a + 60 C s kovovým kabelovým přívodem - 20 C T a + 70 C - -40 C T a + 70 C s kovovým kabelovým přívodem Schválený typ číslo schválení Datum Poznámky EG osvědčení o zkoušce (zažádáno) EEx ia IIC T6 typového vzoru
Integrovaný regulátor procesu PID (obrázek 5) Pro montáž decentralizované regulace lze použít funkční konstrukční prvek PID jako řídící regulátor pro polohovací regulátor. - volně volitelná struktura regulace (regulátor P, PI, PID) - manuální, automatický nebo kaskádový provoz - škálovatelnost a omezení signálů - škálovatelnost a filtrace procesních hodnot - vyřazení poruchové veličiny - rozpoznání alarmu a předání řízení Konfigurace sítě a polohovacího regulátoru pomocí konfiguračního nástroje NI-FBUS Konfiguraci polohovacího regulátoru lze provádět také prostřednictvím konfiguračního nástroje NI-FBUS od firmy National Instruments. Pro připojení na rozhraní FOUNDATION Fieldbus je zapotřebí jedna karta rozhraní v počítači. Pomocí konfiguračního nástroje NI-FBUS lze projektovat kompletní síť FOUNDATION Fieldbus. Umožňuje také použití regulátoru PID v polohovacím regulátoru, s nímž lze realizovat soběstačnou regulaci v obvodu. Obsluhující stanice konfigurace pomocí Regulátor PID Polohovací regulátor Obrázek 5 Integrovaný regulátor procesu PID
Elektrické a sběrnicové připojení (obrázek 6 až 8) Rozhraní FOUNDATION Fieldbus polohovacího regulátoru typ 3787 musí být připojeno na sběrnicový díl, který vyhovuje normě EN 61158-2. Napájení i datová komunikace jsou proto prováděny přes stíněné dvoudrátové vedení. sběrnicové vedení oddělovací spínací zesilovač pro přibližovací čidlo odpovídá DIN 19234 mezní binární nucené kontakty vstup odvětrání Montáž digitálního polohovacího regulátoru Digitální polohovací regulátor typ 3787 lze pomocí spojovacího bloku namontovat přímo na pohon typ 3277. U polohovacích pohonů s bezpečnostní polohou pístnice pohonu vyjíždějící silou pružiny a typ 3277-5 (120 cm 2 ) se nastavovací tlak přivádí k pohonu skrz interní otvor ve jhu pohonu. U polohovacích pohonů s bezpečnostním nastavením pístnice pohonu zajíždějící silou pružiny a plochami pohonu od 240 cm 2 se nastavovací tlak na pohonu přivádí pomocí předem připraveného vnějšího trubkového spoje. S adaptační deskou lze zařízení namontovat také v souladu s DIN IEC 534 (doporučení NAMUR). Strana montáže na nastavovacím ventilu je volně volitelná. Pro montáž na kyvný pohon typ 3278 nebo jiné kyvné pohony dle VDI/VDE 3845 je zapotřebí mezikus. Otočný pohyb nastavovacího pohonu se pomocí křivkového kotouče převede na pohyb zdvihu. Křivkový kotouč je určen pro úhel od 0 do 90 nebo od 0 až do 120. Charakteristika se nastavuje softwarově. Pro dvojčinné nastavovací pohony bez pružiny je nutný vratný zesilovač pro druhý protiběžný nastavovací tlak. Obrázek 6 elektrické připojení řídící systém napájení Obrázek 7 zapojení Fieldbus polohovacího regulátoru typ 3787 řídící systém Ex. sběrnicová bariéra bezpečné prostředí ex. prostředí Obrázek 8 zapojení polohovacího regulátoru typ 3787 v prostředí ohroženém explozí
Označení pro objednávání Polohovací regulátor typ 3787 Ochrana Ex bez s (EEx ia IIC) Přídavné vybavení mezní kontakty bez 2 indukční nucené odvětrání bez s Pneumatické připojení NPT 1/4-18 ISO 228/1-G1/4 Elektrická připojení šroubení M 20 x 1,5 modré M 20 x 1,5 černé počet 1 2 rozměry v mm přímá montáž na polohovací pohon typ 3277 montáž dle DIN IEC 534 a NAMUR Objednávací text Nastavovací regulátor FOUNDATION Fieldbus typ 3787-... (s.o.) Manometr pro zobrazování nastavovacího tlaku bez/s pro přístroje z mezními kontakty: Řídící praporek v koncové poloze ventilu vyjíždějící nebo zajíždějící Montáž na nastavovací pohon typ 3277 s velikostí pohonu 120/240/350/700 cm 2 Bezpečnostní nastavení: Pístnice pohonu silou pružiny vyjíždí nebo zajíždí Montáž dle DIN IEC 534 (NAMUR) Zdvih... mm příp. průměr pístnice... mm příp. škrcení tlaku u pohonů s malým objemem zdvihu Montáž na kyvný pohon typ 3278 s velikostí pohonu 160/320 cm 2 Montáž na jednočinné nebo dvojčinné kyvné pohony dle VDI*VDE 3845 příp. škrcení tlaku u pohonů s malým objemem zdvihu montáž na kyvný pohon vratný zesilovač (volitelně) Technické změny vyhrazeny.