IFM Electronic TAD971 Operating Instructions Manual

Bedienungsanleitung
Operating instructions
Notice utilisateurs
Langzeitstabiler,
selbstüberwachender
Temperaturtransmitter
Long-term stable,
temperature transmitter
Transmetteur de température
stable à long terme et
auto-contrôlé
TADx71
R
Sachnr. 704044/00 01/06
DEUTSCHENGLISHFRANÇAIS
2

Sicherheitshinweise

Lesen Sie vor der Inbetriebnahme des Gerätes die Produktbeschreibung. Vergewissern Sie sich, dass sich das Produkt uneingeschränkt für die betreffende Applikationen eignet.
Die Missachtung von Anwendungshinweisen oder technischen Angaben kann zu Sach- und/oder Personenschäden führen.
Inhalt
Bestimmungsgemäße Verwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 3
Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 4
Elektrischer Anschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 5
Sensor programmieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 5
Inbetriebnahme / Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 7
Technik-Information / Funktionsweise / Parameter
Einstellbare Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 9
Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 16
Maßzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seite 50
DEUTSCH
3
Der Temperaturtransmitter
erfasst die Systemtemperatur und setzt sie in ein analoges
Ausgangssignal (4 ... 20mA) um. Der Messbereich ist skalierbar (minimale Messspanne: 50K). Werkseinstellung: ASP = 0°C (32°F); AEP = +150°C (302°F).
Zusätzlich bietet er weitgehende Überwachungs- und Diagnosefunktionen. Durch Messung mit zwei unterschiedlichen, thermisch gekoppelten Sensorelementen (NTC, PT) erkennt der Sensor Driften und Fehler bei der Temperaturmessung automatisch mit großer Sicherheit. Derartige Fehlerzustände werden durch einen binären Diagnoseausgang signalisiert. Empfindlichkeit und Reaktion auf verschiedene Fehlermodi sind programmierbar.
Bei Ausfall eines der beiden Sensorelemente kann die Temperaturmessung mit dem zweiten Element fortgesetzt werden (Backup-Funktion).
Durch Verwendung sehr hochwertiger Sensorelemente wird eine sehr langzeitstabile Messung erreicht. Um hohe Genauigkeit und Langzeitstabilität des Sensors im Betrieb über lange Zeit sicherzustellen,
- muss der Fühlerstab bis zur Dichtfläche in das Messmedium
eintauchen (s. Maßzeichnung, Seite 50, L1)
- dürfen folgende Grenzwerte nicht über- / unterschritten werden:

Bestimmungsgemäße Verwendung

Messbereich -25 ... +150°C -13 ... 302°F
-32 ... +170°C -25,6 ... 338°F
-25 ... +70°C -13 ... 158°F
-40 ... +85°C -40 ... 185°F
50bar 725PSI
< 3000
Betriebstemperatur Prozessanschluss Betriebstemperatur Elektronik Lagertemperatur Betriebsdruck des Mediums Anzahl der Temperaturzyklen (135K / 7s)
Temperaturbelastbarkeit
1. Montage an Prozessanschluss G½; für Standardapplikationen.
2. Montage in Einschweißadapter E30055 (Kugeladapter) oder E30056 (Kragenadapter); für Hygieneapplikationen. Informationen zur Handhabung des Adapters entnehmen Sie bitte der Anleitung, die dem Adapter beiliegt.
4

Montage

130 135 140 145 150 155 160 165 170 175
[°C]
30
60
90
120
150
180
[min]
0
¥
Maximale Betriebsdauer in Abhängigkeit von der Medientemperatur
1 2
Das Gerät darf nur von einer Elektrofachkraft installiert werden. Befolgen Sie die nationalen und internationalen Vorschriften zur Errichtung elektrotechnischer Anlagen. Spannungsversorgung nach EN50178, SELV, PELV. In Bezug auf UL: Für den Einsatz in einem Niederspannungs­stromkreis mit Überstromschutz gemäß UL873 Tab.28.1 oder
Imax = 100/Ub (Ub = Spannung des Stromkreises). Schalten Sie die Anlage spannungsfrei und schließen Sie das Gerät folgendermaßen an:
Verbinden Sie den Sensor über das EPS-RS232-Interface (Bestell-Nr. E30066) mit einem PC.
Der Sensor wird vom Interface mit Betriebsspannung versorgt,
und überträgt über das Interface kontinuierlich seine Daten:
5
DEUTSCH

Elektrischer Anschluss

L-
L
+
OUT1/2
RS232
Power-Supply
Output / SPS
EPS-Sensor
EPS-RS232-
Interface
Power
Out/SPS
EPS-
Sensor
PC
EPS-RS232-Interface
PC

Sensor programmieren

3
1
4
2
L
L
+
3
4
2
1
BU
BK
WH
BN
Steckeransicht
(am Gerät)
Adernfarben bei ifm-Kabeldosen: 1 = BN (braun), 2 = WH (weiß), 3 = BU (blau), 4 = BK (schwarz).
Aktuelle Parameter-Einstellungen, Messwerte, Analogsignal und die Signale des Diagnoseausgangs (Einschränkung: Signale mit einer Frequenz > 1Hz können am Ausgang des Interface nicht ausgege­ben werden).
Wenn Sie das Interface in der laufenden Anlage verwenden: Schalten Sie die Anlage spannungsfrei bevor Sie das Gerät anschließen. Lösen Sie Steckverbindungen nicht, wenn sie unter Spannung stehen.
Sie können Parameter einstellen
vor Einbau und Inbetriebnahme des Sensors; verwenden Sie zur Spannungsversorgung ein geeignetes Netzgerät (z. B. 24V Power Supply, Bestell-Nr. E30080);
wenn der Sensor in die Anlage eingebaut ist.
Ändern Sie Parameter während des Betriebs, wird die Funktions­weise der Anlage beeinflusst. Stellen Sie sicher, dass es nicht zu Fehlfunktionen in der Anlage kommt.
Zum Programmieren des Sensors nutzen Sie bitte das FDT-Service­Programm ifm-container (Bestell-Nr. E30110). EPS-RS232-Interface, das Service-Programm ifm-container, Netzteil und Verbindungskabel sind als Set erhältlich (Bestell-Nr. ZZ0050).
6
RS232
2 3
Rx Tx
GND2
5
1 2
3 4
L+
L-
BN WH
BU BK
1 2 3 4
EPS-RS232-Interface
Sensor
Adernfarben bei ifm-Kabeldosen: 1 = BN (braun), 2 = WH (weiß), 3 = BU (blau), 4 = BK (schwarz).
Prüfen Sie nach Montage, elektrischem Anschluss und Programmierung, ob das Gerät sicher funktioniert. Treten Fehler / Anomalien auf: Schließen Sie das EPS-Service-System an und öffnen Sie den Parameter Fnr. Folgende Fehler werden ange­zeigt:
7
DEUTSCH

Inbetriebnahme / Betrieb

Fnr Fehlerart Abhilfe
0
Kein Fehler, keine Anomalie aufgetreten.
-/-
10 Fehler bei Power-on Selbsttest.
Versorgungsspannung aus- /ein­schalten bzw. Gerät austauschen.
20 Interne Störung in Sensorelektronik. Gerät austauschen.
21
Teilstörung in Sensorelektronik, Messung mit einem Kanal noch möglich.
Gerät austauschen. (Sensor-Backup ist möglich).
1)
30
Kurzschluss in Schaltausgang Out1 (Diagnoseausgang).
Verdrahtung und Last an Out1 überprüfen; Temperaturmessung ohne Diagnose weiterhin möglich.
40 Störung am Analogausgang.
Gerät austauschen; Temperaturmesswert ist über EPS verfügbar.
41
Bürde für Analogausgang zu hochohmig.
Verdrahtung und Last an Out2 überprüfen; Temperaturmesswert ist über EPS verfügbar.
42
Analogausgang am unteren Anschlagwert (3,8mA), keine lineare Übertragung des Messwerts mehr möglich. Messtemperatur hat ASP­Wert unterschritten.
ASP-Wert (AEP-Wert bei OU2 = Ineg) tiefer setzen (wenn möglich) oder Medientemperatur erhöhen.
43
Analogausgang am oberen Anschlagwert (20,5mA), keine lineare Übertragung des Messwerts mehr möglich. Messtemperatur hat AEP-Wert überschritten.
AEP-Wert (ASP-Wert bei OU2 = Ineg) höher setzen (wenn möglich) oder Medientemperatur verringern.
51
Unterbrechung Messelement 1 (NTC).
Gerät austauschen. (Sensor-Backup ist möglich).
1)
1)
Einstellung des Parameters drEd: "On" oder "Ondr".
8
52 Kurzschluss Messelement 1 (NTC).
Gerät austauschen. (Sensor-Backup ist möglich).
1)
Fnr Fehlerart Abhilfe
53
Temperatur der Messspitze oberhalb des Betriebstemperaturbereichs (-32°C...170°C).
Medientemperatur verringern.
54
Temperatur der Messspitze unterhalb des Betriebstemperaturbereichs (-32°C...170°C).
Medientemperatur erhöhen.
59 Beide Sensorelemente fehlerhaft. Gerät austauschen.
61
Unterbrechung Messelement 2 (Pt 1000).
Gerät austauschen. (Sensor-Backup ist möglich).
1)
62
Kurzschluss Messelement 2 (Pt 1000).
Gerät austauschen. (Sensor-Backup ist möglich).
1)
71
Detektierte Sensordrift überschreitet Warn-Pegel.
Erste Driftanzeichen erkannt, Geräteaustausch vorbereiten. Überprüfen Sie, ob Parameter drW korrekt programmiert ist.
72
Detektierte Sensordrift überschreitet Alarm-Pegel.
Drift überschreitet Alarmschwelle, Gerät austauschen, Temperaturmessung mit verminder­ter Genauigkeit möglich. Überprüfen Sie, ob Parameter drA korrekt programmiert ist.
91
Versorgungsspannung außerhalb des Betriebsspannungsbereichs.
Überprüfen Sie die Versorgungs­spannung, stellen Sie die ange­gebene Spannung bereit.
92
Betriebstemperatur Elektronik außerhalb des spezifizierten Bereichs.
Überprüfen Sie die Temperatur des Sensoroberteils, sorgen Sie dafür, dass der spezifizierte Bereich einge­halten wird.
1)
Einstellung des Parameters drEd: "On" oder "Ondr".

Einstellbare Parameter

9
DEUTSCH
Analogstartpunkt
Messwert, bei dem 4mA (20mA bei OU2 = Ineg) ausgegeben werden.
Analogendpunkt
Messwert, bei dem 20mA (4mA bei OU2 = Ineg) ausgegeben werden. Mindestabstand zwischen ASP und AEP: 50°C / 90°F.
Min-Max-Speicher für Systemtemperatur
• HI: Anzeige der höchsten gemessenen Temperatur.
• LO: Anzeige der niedrigsten gemessenen Temperatur. Löschen des Speichers: Klicken Sie den zugehörigen Reset­Button. Es ist sinnvoll, die Speicher zu löschen, sobald das Gerät erstmals unter normalen Betriebsbedingungen arbeitet.
ASP
Konfiguration des Analogausgangs
- I = Stromausgang 4 ... 20mA.
- Ineg = Stromausgang 20 ... 4mA.
OU2
AEP
HI
LO
Driftwarnschwelle
Wert, bei dem OUT1 eine Warnmeldung entsprechend der Konfigurierung ausgibt.
drW
Driftalarmschwelle
Wert, bei dem OUT1 eine Alarmmeldung entsprechend der Konfigurierung ausgibt.
• Einstellbereich (drW / drA): 0,2 ... 5°C / 0,4 ... 9°F,
• in Schritten von 0,05°C / 0,1°F.
drA

Technik-Information / Funktionsweise / Parameter

in Schritten vonASP
Einstellbereiche
: AEP
°C 0,05-25 ... +100 +40 ... +150
-13 ... +212 +104 ... +302°F 0,1
10
Konfiguration des Diagnoseausgangs
dOU1
Verhalten des Analogausgangs im Fehlerfall
Es sind zwei Einstellungen wählbar:
• FOU2 = ON: Das Analogsignal geht auf den oberen Fehlerwert (21,1mA).
• FOU2 = OFF: Das Analogsignal geht auf den unteren Fehlerwert (3,5mA).
FOU2
drEd
Normally Closed (DESINA-Verhalten, Leitungsbruch detektierbar) Nominaler Betrieb: Diagnoseausgang aktiv
1)
Fehlerwarnung: Diagnoseausgang aktiv
1)
Fehleralarm: Diagnoseausgang inaktiv
nc
1)
pnp oder npn, je nach Einstellung des Parameters P-n
2)
entsprechend der Einstellung des Parameters FOU2
Normally Closed erweitert (Leitungsbruch detektierbar) Nominaler Betrieb: Diagnoseausgang aktiv
1)
Fehlerwarnung: Diagnoseausgang gibt 2-Hz-Signal
1)
Fehleralarm: Diagnoseausgang inaktiv
nc+
Normally Open erweitert Nominaler Betrieb: Diagnoseausgang inaktiv Fehlerwarnung: Diagnoseausgang gibt 2-Hz-Signal
1)
Fehleralarm: Diagnoseausgang aktiv
1)
no+
Heartbeat (bei der Leitung des Diagnoseausgangs können Leitungsbruch und -kurzschluss detektiert werden) Nominaler Betrieb: Diagnoseausgang gibt 4-Hz-Signal
1)
Fehlerwarnung: Diagnoseausgang gibt 2-Hz-Signal
1)
Fehleralarm: Diagnoseausgang inaktiv
Hb
Verhalten der Redundanzumschaltung (Backup)
Fehler in der Elektronik: Analogsignal auf Fehlerwert.
2)
Beide Sensorelemente defekt: Analogsignal auf Fehlerwert.
2)
Ein Sensorelement defekt: Analogsignal auf Fehlerwert.
2)
Beide Driftschwellen (Alarm / Warnung) überschritten: Analogsignal entspricht Messtemperatur.
OFF
Fehler in der Elektronik: Analogsignal auf Fehlerwert.
2)
Beide Sensorelemente defekt: Analogsignal auf Fehlerwert.
2)
Ein Sensorelement defekt: Analogsignal entspricht der Temperatur des 2. Messelements (Backup).
Beide Driftschwellen (Alarm / Warnung) überschritten: Analogsignal entspricht Messtemperatur.
On
11
DEUTSCH
drEd
2)
entsprechend der Einstellung des Parameters FOU2
Verhalten der Redundanzumschaltung (Backup)
Fehler in der Elektronik: Analogsignal auf Fehlerwert.
2)
Beide Sensorelemente defekt: Analogsignal auf Fehlerwert.
2)
Ein Sensorelement defekt: Analogsignal entspricht Temperatur des 2. Messelements (Backup).
Driftschwelle Warnung überschritten: Analogsignal entspricht Messtemperatur.
Driftschwelle Alarm überschritten:
Analogsignal auf
Fehlerwert.
2)
Ondr
Verzögerung der Drifterkennung
Mit dieser Funktion lassen sich kurze Überschreitungen der Driftschwellen ausfiltern (z.B. bei großen Temperaturgradienten). ddr-Wert = Zeitspanne, für die ein Driftwert oberhalb der Warn-/ Alarmschwelle (drW, drA) anstehen muss, damit der Diagnose­ausgang anspricht.
• Einstellbereich: 0 ... 300 Minuten,
• in Schritten von 0,5 Minuten.
Wird während des Ablaufs der Verzögerungszeit die Betriebs­spannung unterbrochen, speichert das Gerät die verbleibende Restzeit. Besteht nach Wiedereinschalten der Betriebsspannung die Drift weiter, wird die Verzögerung wieder aktiv, bis die Restzeit abgelaufen ist.
ddr
Schaltlogik des Diagnoseausgangs
Es sind 2 Einstellungen wählbar: PnP = positiv schaltend / nPn = negativ schaltend.
P-n
Anzeigeeinheit
Messwert und Einstellwerte (ASP, AEP, drW, drA, COF) können in folgenden Einheiten angezeigt werden: °C (Grad Celsius); °F (Grad Fahrenheit). Stellen Sie die Anzeigeeinheit ein, bevor Sie die Einstellwerte ein­geben. Dadurch vermeiden Sie Rundungsfehler bei der internen Umrechnung auf andere Einheiten und erhalten exakt die gewünschten Werte. Auslieferungszustand: Uni = °C
Uni
Fehlernummer
Anzeige einer Fehlernummer für detaillierte Fehlerdiagnose (Tabelle Seite 7 / 8).
Fnr
Werkseinstellung wieder herstellen
Klicken Sie den zugehörigen Reset-Button.
rES
Analogausgang (Skalierung des Messbereichs)
Mit dem Parameter OU2 legen Sie fest, ob der eingestellte Messbereich auf 4 ... 20mA (OU2 = I) oder 20 ... 4 mA (OU2 = Ineg) abgebildet wird.
Mit dem Parameter Analogstartpunkt (ASP) legen Sie fest, bei wel­chem Messwert das Ausgangssignal 4mA (20mA bei Ineg) beträgt.
Mit dem Parameter Analogendpunkt (AEP) legen Sie fest, bei wel­chem Messwert das Ausgangssignal 20mA (4mA bei Ineg) beträgt.
Mindestabstand zwischen ASP und AEP: 50°C / 90°F.
Im eingestellten Messbereich liegt das Ausgangssignal zwischen 4 und 20mA ( für OU2 = I / für OU2 = Ineg).
Verhalten bei Über- / Unterschreiten der Messbereichsgrenzen
Messtemperatur oberhalb des eingestellten Messbereichs: Das Ausgangssignal steigt auf max. 20,5mA / sinkt auf min. 3,8mA. Bei einem weiteren Ansteigen der Messtemperatur gibt der Diagnoseausgang des Sensors eine Warnung aus, die Fehlernummer Fnr = 43 wird gesetzt.
Messtemperatur unterhalb des eingestellten Messbereichs: das Ausgangssignal sinkt auf min. 3,8mA / steigt auf max. 20,5mA. Bei einem weiteren Absinken der Messtemperatur gibt der Diagnoseausgang des Sensors eine Warnung aus, die Fehlernummer Fnr = 42 wird gesetzt.
2
1
12
I [mA]
T [°C]
4
20
+150
0-25
I [mA]
T [°C]
4
20
AEP
ASP-25 0
+150
2
1
2
1
Werkseinstellung
Messbereich skaliert
• Liegt die Messtemperatur außerhalb des Betriebstemperatur­bereichs für den Prozessanschluss (-32°C..+170°C), gibt der Diagnoseausgang eine Alarmmeldung aus; der Analogausgang geht auf den Fehlerwert, der mit dem Parameter FOU2 definiert ist. Die Fehlernummer Fnr = 53 oder Fnr = 54 wird gesetzt. Ein längerer Betrieb des Sensors außerhalb des Betriebs­temperaturbereichs kann zu bleibenden Messfehlern und Driften führen!
Drift- / Fehlerüberwachung
Zur Driftüberwachung vergleicht der Sensor die Temperaturen zweier unterschiedlicher Sensorelemente, die thermisch gekoppelt in der Sensorspitze sitzen. Im Normalfall sollten diese Temperaturen gleich sein.
Aufgrund der üblichen Fertigungstoleranzen kann auch bei neuen Sensor­elementen eine Temperaturdifferenz von max. 0,1 K auftreten. Dies beein­trächtigt nicht die Funktion der Driftüberwachung.
Tritt eine Drift in einem oder in beiden Sensorelementen auf, erkennt der Sensor sie durch eine Differenz zwischen den beiden gemessenen Temperaturen. Der Sensor vergleicht die Differenz mit den eingestell­ten Warn- / Alarmschwellen (drW, drA). Bei Überschreitung der Schwellen gibt der Diagnoseausgang eine entsprechende Warn- / Alarmmeldung aus. Der Analogausgang gibt weiterhin einen tempe­raturproportionalen Strom aus. Treten hohe Temperaturänderungen auf (z. B. Einfüllen eines heißen Mediums in einen kalten Behälter), können die beiden Messelemente kurzzeitig unterschiedliche Messwerte ausgeben. Um in diesen Fällen eine Driftwarnung oder -alarmierung zu verhindern, kann mit dem Sensorparameter ddr eine Verzögerungszeit eingestellt werden.
Sensorbackup / Redundanzumschaltung
Fällt einer der beiden Temperaturmesskanäle aus (z.B. Kurzschluss eines der beiden Sensorelemente), kann mit dem noch arbeitenden weiterhin die Temperatur gemessen werden (= Sensorbackup). Eine Driftüberwachung ist dann allerdings nicht mehr möglich.
13
DEUTSCH
14
Das Verhalten des Sensors bei Ausfall eines Messelements wird durch den Sensorparameter drEd festgelegt.
Überblick über das Verhalten beider Ausgänge im Fehlerfall
Fnr Fehlerart
drEd = OFF drEd = On drEd = Ondr
DA AA DA AA DA
NTNTN
AFAFA AFAFA
A F W T/B W
XTXTX
AXAXA
AXAXA
WTWTW
WTWTW
AA
T
F F
T/B
T
X
X
T
T
0
Kein Fehler, keine Anomalie
aufgetreten. 10 Fehler bei Power-on Selbsttest. 20 Interne Störung in Sensorelektronik.
21
Teilstörung in Sensorelektronik,
Messung mit einem Kanal noch
möglich.
30
Kurzschluss in Schaltausgang Out1
(Diagnoseausgang). 40 Störung am Analogausgang.
41
Bürde für Analogausgang zu
hochohmig.
42
Analogausgang am unteren
Anschlagwert, keine lineare Über-
tragung des Messwerts mehr
möglich. Messtemperatur hat ASP-
Wert unterschritten.
43
Analogausgang am oberen
Anschlagwert, keine lineare Über-
tragung des Messwerts mehr
möglich. Messtemperatur hat AEP-
Wert überschritten.
A F W T/B W A F W T/B W
AFAFA
AFAFA
T/B T/B
F
F
51 52
Unterbrechung Messelement 1 (NTC).
Kurzschluss Messelement 1 (NTC).
53
Temperatur der Messspitze oberhalb
des Betriebstemperaturbereichs
(170°C).
54
Temperatur der Messspitze unterhalb
des Betriebstemperaturbereichs
(-32°C).
15
DEUTSCH
Fnr Fehlerart
drEd = OFF drEd = On drEd = Ondr
DA AA DA AA DA AA
AFAFAF
A F W T/B W T/B
A F W T/B W T/B
WTWTWT
ATATAF
WTWTWT
WTWTWT
59 Beide Sensorelemente fehlerhaft.
61
Unterbrechung Messelement 2 (Pt 1000).
62
Kurzschluss Messelement 2 (Pt 1000).
71
Detektierte Sensordrift überschreitet Warn-Pegel.
72
Detektierte Sensordrift überschreitet Alarm-Pegel.
91
Versorgungsspannung außerhalb des Betriebsspannungsbereichs.
92
Betriebstemperatur Elektronik außerhalb des spezifizierten Bereichs.
• Diagnosezustände des Diagnoseausgangs (DA)
- N: Nominaler Betrieb, keine Fehler detektiert.
- W: Warnung: Anomalie detektiert, Betrieb mit eingeschränkter
Genauigkeit oder Funktionalität möglich.
- A: Alarm: Fehler detektiert, zuverlässiger Betrieb nicht mehr möglich.
Die Umsetzung auf das Ausgangssignal des Diagnoseausgangs ist von der Einstellung des Parameters dOU1 (siehe Seite 11) abhängig.
- X: Unbestimmt (eine definierte Reaktion des Ausgangs kann im Fehlerfall
nicht garantiert werden).
• Signale des Analogausgangs (AA)
- T: Temperaturproportionales Stromsignal.
- T/B: Temperaturproportionales Stromsignal im Backup-Betrieb.
- F: Fehlerwert (durch den Parameter FOU2 bestimmt).
Sobald keine zuverlässige Temperaturmessung mehr möglich ist, wird auf jeden Fall ein Fehlerpegel ausgegeben.
- X: Unbestimmt (eine definierte Reaktion des Ausgangs kann im Fehlerfall
nicht garantiert werden).
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