HART převodník typ 3780 Použití Jednočinný nebo dvojčinný polohovací regulátor pro montáž na pneumatické polohovací přístroje s elektrickou řízenou veličinou v rozsahu 4 až 20 ma, pro jmenovité zdvihy od 7,5 do 120 mm a úhel otáčení až do 120 ; přístroj s možností komunikace pomocí komunikačního protokolu HART - Fieldbus. Polohovací regulátor řízený mikroprocesorem zajišťuje stanovené přizpůsobování polohy ventilu podle nastavovacího signálu. Srovnává digitální nastavovací signál v rozsahu od 4 až do 20 ma se zdvihem nastavovacího ventilu a řídí velikost výstupu pneumatického nastavovaného tlaku. Hodí se pro montáž na zdvižné a kyvné pohony. Polohovací regulátor HART typ 3780 je vybaven rozhraním pro komunikační protokol HART Fieldbus. Ten umožňuje připojení k PC nebo ručnímu terminálu, který vyhovuje požadavkům HART, a umožňuje obousměrnou komunikaci. Obslužný program IBIS má standardní uspořádání menu a odpovídá požadavkům podle směrnice VDI/VDE 2187. Polohovací regulátor HART může být ale také ovládán jinými vhodnými programovými balíky. Digitální zpracování dat nabízí tyto výhody oproti běžným přístrojům: - automatické nastavení nulového bodu a rozpětí během inicializace. - samostatné rozpoznání chyb v pohonu a pneumatice. - směr pohybu volitelný pomocí softwarových funkcí a nezávislý na montážní poloze. - nastavitelné charakteristiky. - snadná změna regulačních parametrů také v době provozu. - monitorovací a diagnostické funkce, např. funkce samostatného testu pro výstup hlásiče poruchu, softwarové mezní kontakty; sečítání zdvihu ventilu (integrál dráhy). - neustálé sledování nulového bodu. - minimalizovaná vlastní spotřeba vzduchu. - uložení všech parametrů v paměti EEPROM zapečené proti výpadku proudu. Obrázek 1: Polohovací regulátor HART typ 3780 ochranný spínač proti záznamu Obrázek 2: Polohovací regulátor HART typ 3780 s otevřeným pouzdrem Přehled příslušenství T 8350 Vydáno v září 1999 Typový list
Popis funkce (obrázky 3 a 4) Zdvih nastavovacího členu se snímá pomocí dotykového indukčního snímače (1) a přivádí na konvertor mikrokontroleru (2). Ten porovnává zdvih s požadovanou veličinou a při odchylce regulované veličiny nastavuje dva pneumatické spínací ventily 2/2 (3, 4). Spínací ventily v závislosti na odchylce napájejí (3) nebo odvětrávají (4) pneumatický nastavovací pohon přes odpovídající zesilovač. Druhý mikrokontroler (5) přejímá komunikaci podle protokolu HART Fieldbus. Frekvenčně modulovaný signál (FSK) pro komunikaci překryje elektrický proudový signál jednotky. Pomocí softwarového paketu IBIS lze nastavit, vybrat a přenést do polohovacího regulátoru HART všechny potřebné parametry. Pak může přístroj pracovat nezávisle na počítači nebo manuálním terminálu. Polohovací regulátor HART má standardně jeden binární vstup, jehož pomocí mohou být signalizovány různé poruchy a hlášení. Pomocí přepínače zabraňujícímu přepsání umístěného na vnitřní straně víka lze zabránit neúmyslnému přepsání uložené konfigurace. 1 indukční snímač 4 spínací ventil 2 mikrokontroler 5 mikrokontroler 3 spínací ventil FSK signál pro komunikaci Obrázek 3: nákres funkce polohovacího regulátoru HART typ 3780 Přídavné vybavení Funkci digitálního polohovacího regulátoru HART lze rozšířit na přání následujícími prvky: - dva indukční mezní kontakty (štěrbinové iniciátory) nebo dva softwarové mezní kontakty (softwarové mezní kontakty se nastavují pomocí programu) - analogový hlásič polohy, který nezávisle přeměňuje vstupní signál ventilové polohy na analogový výstupní signál (směr působení lze nastavit softwarově) a - nucené odvětrání při odpadnutí externího signálu se polohovací pohon odvětrá přes spínací ventil (4). Polohovací zařízení zaujme pečnou polohu. Obrázek 4: zobrazení aktuální hodnoty pomocí programového balíku IBIS
Tabulka 1 Technická data zdvih montáž na pohon typ 3277 montáž dle DIN IEC 534 (NAMUR) Řízená veličina w nejmenší proud zátěžové napětí pomocná energie nastavitelný 7,5 až 30 mm 7,5 až 120 mm nebo u kyvných pohonů 30 až 120 rozsah signálu 4 až 20 ma, rozpětí 4 až 16 ma, 3,6 ma 10,8 V (odpovídá 540 Ω při 20 ma) přívod vzduchu s tlakem 1,4 až do 6 barů (20 až do 90 psi) nastavovací tlak (výstup) 0 barů až do výše přiváděného tlaku charakteristika nastavitelná: lineární / přímo procentuelní / inverzní přímo procentuelní / volně programovatelná odchylka od charakteristiky 1% mrtvá zóna nastavitelná od 0,1 až do 10,0 % - předstih: 0,5 % rozklad < 0,05 % doba běhu odvod a přívod vzduchu je nastavitelný odděleně až do 240 sek. 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 - rozšířený teplotní rozsah na zvláštní požadavek vliv teploty 0,15 % / 10 K vliv pomocné energie žádné vliv vibrací žádné až do 250 Hz a 4 g ochrana proti výbuchu EEx ia IIC T6 (viz tabulku 3) druh krytí IP 54 (IP 65 jako zvláštní provedení) elektromagnetická kompatibilita požadavky dle EN 50081 / 50082 splněny hmotnost cca 1,3 kg výstup hlášení poruchy na připojení spínacího zesilovače NAMUR dle DIN 19 234 komunikace hardwarové požadavky programový balík IBIS: XT nebo AT kompatibilní PC od MS DOS 3.2 s modemem FKS (volná operační paměť 580 kbyte) nebo ruční terminál např. typ. 275 od firmy Fisher Rosemount datový přenos softwarové požadavky softwarové funkce komunikační protokol HART Fieldbus impedance v frekvenčním rozsahu HART: příjem 350 až 450 Ω, vysílání cca 115 Ω na PC: programový balík IBIS pro ruční terminál: popis zařízení pro typ 3780 automatické zprovoznění; nastavení charakteristiky; směr působení; rozsah regulované veličiny a nastavovací čas; omezení rozsahu zdvihu; korektura překrývání; automatické ověření nulového bodu; hlášení poruch; integrál trasy; diagnostická hlášení; informace o zařízení; ukládání dat odolné vůči výpadku sítě; testovací funkce; protokolování pomocí programu IBIS Přídavné vybavení indukční mezní kontakty pro připojení na spínací zesilovač NAMUR dle DIN 19 234. dva indukční štěrbinové iniciátory typ SJ 2 SN softwarové mezní kontakty pro připojení na spínací zesilovač NAMUR dle DIN 19 234. dvě konfigurovatelné mezní hodnoty analogový polohový hlásič výstup charakteristika hystereze špičkové zvlnění proud. signálu pracovní rozsah pomocná energie přípustná zátěž rozptyl HF vliv vliv pomocné energie teplotní vliv nucené odvětrání vstup hodnota K v Tabulka 2 Materiály dvoudrátový měřící převodník 4 až 20 ma; zvratný směr působení lineární (odchylka 1 %, včetně vlivu mechanického nařízení při montáži NAMUR) 3 % 0,6 % PRO 28 Hz/IEC 381 T1-10 až + 114 % 12 až 35 V DC R B = (U S 12 V) / 20 ma 0,05 % < 2 % při 50 až 80 MHz žádné jako nastavovací regulátor 6 až 24 VDC, R j cca 6 kω, spínací bod cca 3 V 0,17 pouzdro hliníkový tlakový odlitek, chromátovaný a potažený plastem vnější části ocel odolná vůči korozi WN 1.4571 a WN 1.4301
Tabulka 3 pro typ 3780-1 chráněný proti explozi platí navíc následující data proudový okruh nastavovací hlásič nucené odvětrání indukční mezní kontakty typ 3780-12 softwarové mezní kontakty typ 3780-13 U O 28 V 15,5 V 20 V I K 115 ma 52 ma 60 ma P 1 W 500 mw 169 mw 250 mw výstup hlášení poruchy Ci 5,3 nf zanedbateln 40 nf 5,3 nf ě malý Li zanedbatelně malý 60 nf zanedbatelně malý rozsah teploty okolí typ 3780-1: - 20 až do + 60 C rozšířený teplotní rozsah na vyžádání Shrnutí vydaných Ex schválení ochrany pro typ 3780-1 Schválený typ číslo schválení Datum Poznámky Potvrzení o shodě PTB č. Ex-94.C.4069 9.11.1994 EEx ia IIC T6 1. doplněk 14.10.1996 změny kon strukce Osvědčení o zkoušce je obsaženo v návodu pro montáž a obsluhu, nebo je možné si je vyžádat. Připojení nastavovacího regulátoru HART (obrázky 5 až 7) Nastavovací regulátor HART typ 3780 může být provozován jako jednotlivý přístroj (provoz bod-bod), spojený s jinými přístroji nebo na sběrnici FSK. Zapojení se provádí podle obrázku 5 až 7. Oddělovací zesilovače v provedení zapečeném proti explozi (4) jsou zapotřebí pouze při použití typu 3780 v prostředí, kde je nepečí exploze. Pro připojení ke sběrnici FSK jsou vždy zapotřebí oddělovací zesilovače TET 128 nebo TET 128-Ex. pečný prostor ex. prostor Obrázek 5 provoz bod-bod typu 3780 pečný prostor ex. prostor Obrázek 6 provoz bod-bod typu 3780-1 v prostředí ohroženém explozí 1 modem FKS 4 dělící zesilovač v 2 ruční terminál (v pro- provedení chráněném vedení chráněném proti explozi proti explozi) 5 polohovací zařízení 3 regulátor / řídící stanice Obrázek 7 sběrnicové připojení FSK typu 3780-1 v prostředí ohroženém explozí
rozměry v mm Montáž polohovacího regulátoru HART Polohovací regulátor HART typ 3780 lze pomocí spojovacího bloku namontovat přímo na pohon typ 3277. U nastavovacích pohonů s pečnostní polohou pístnice pohonu vyjíždějící silou pružiny a typu 3277-5 (120 cm 2 ) se nastavovací tlak přivádí k pohonu skrz interní otvor ve jhu pohonu. U polohovacích pohonů s pečnostním 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 pružiny je nutný vratný zesilovač pro druhý protiběžný nastavovací tlak. přímá montáž na polohovací pohon typ 3277 montáž dle DIN IEC 534 a NAMUR Elektrické zapojení montáž na kyvný pohon polohovací signál mezní kontakty výstup hlášení poruchy nucené odvětrání hlásič polohy vratný zesilovač (volitelně)
Označení pro objednávání Typové značení typ 3780 Ochrana Ex s (EEx ia IIC) Přídavné vybavení mezní kontakty 2 indukční 2 softwarové nucené odvětrání s nastavovací hlásič s 4 až 20 ma Pneumatická připojení NPT 1/4-18 ISO 228/1 G 1/4 Elektrická připojení Pg 13,5 modré Pg 13,5 černé Objednávací text Polohovací regulátor HART typ 3780-... (viz označení) eventuelně programovací balík IBIS, FKS modem, oddělovací zesilovač TET 128/TET 128-Ex s/ manometrem pro zobrazování nastavovacího tlaku pro přístroje z mezními kontakty: řídící praporek vyjíždějící kontakt uzavřen / řídící praporek zajíždějící kontakt otevřen Montáž na polohovací pohon typ 3277: velikosti pohonu 120/240/350/700 cm 2 pečnostní nastavení: pístnice pohonu silou pružiny vyjíždí / pístnice pohonu silou pružiny zajíždí Montáž dle DIN IEC 534 (NAMUR) Zdvih... mm, příp. průměr pístnice... mm, příp. škrcení tlaku u pohonů s malým objemem zdvihu Montáž na kyvné pohony: typ 3278, velikost pohonu 160/320 cm 2 montáž na jednočinné / dvojčinné kyvné pohony dle VDI/VDE 3845, příp. škrcení tlaku u pohonů s malým objemem zdvihu