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created by patent grant or registration of a utility model or design, are reserved.
Siemens AG
Bereich Automatisierungs-- und Antriebstechnik
Geschäftsgebiet Process Instrumentation
D--76181 Karlsruhe
Haftungsausschluss
Wir haben den Inhalt der Anleitung auf Übereinstimmung mit
der beschriebenen Hard--und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir
für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Anleitung werden regelmäßig
überprüft, und notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Für Verbesserungsvorschläge sind wir
dankbar.
E Siemens AG 2003
Technische Änderungen bleiben vorbehalten
SIMATICr,SIPARTr,SIPROMr,SIRECr, SITRANSr
sind eingetragene Marken der Siemens AG.
Die übrigen Bezeichnungen in diesem Handbuch können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die
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and any necessary corrections included in subsequent editions. Suggestions for improvement are welcomed.
E Siemens AG 2003
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SIMATICr,SIPARTr,SIPROMr,SIRECr, SITRANSr
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6.3FM Certificate of Compliance mit Control Drawing22..............
SITRANS TK/TK-H
A5E00226012--02
3
Betriebsanleitung7NG312*--1JN01, 7NG312*--2JN01
SITRANS TK/TK-H
4
A5E00226012--02
Betriebsanleitung7NG312*--1JN01, 7NG312*--2JN01
Klassifizierung der Sicherheitshinweise
Diese Anleitung enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von
Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise sind durch ein Warndreieck hervorgehoben und je
nach Gefährdungsgrad folgendermaßen dargestellt:
GEFAHR
!
bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten wird, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
WARNUNG
!
bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
!
.
VORSICHT
mit Warndreieck bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung eintreten kann, wenn die
entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
VORSICHT
ohne Warndreieck bedeutet, dass ein Sachschaden eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
ACHTUNG
bedeutet, dass ein unerwünschtes Ergebnis oder Zustand eintreten kann, wenn der entsprechenden Hinweis nicht beachtet wird.
HINWEIS
ist eine wichtige Information über das Produkt, die Handhabung des Produktes oder den
jeweiligen Teil der Dokumentation, auf den besonders aufmerksam gemacht werden soll
und deren Beachtung wegen eines möglichen Nutzens empfohlen wird.
SITRANS TK/TK-H
A5E00226012--02
5
Betriebsanleitung7NG312*--1JN01, 7NG312*--2JN01
.
!
HINWEIS
Die Anleitung enthält aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht sämtliche Detailinformationen
zu allen Typen des Produkts und kann auch nicht jeden denkbaren Fall der Aufstellung, des
Betriebes oder der Instandhaltung berücksichtigen.
Sollten Sie weitere Informationen wünschen, oder sollten besondere Probleme auftreten, die
in der Anleitung nicht ausführlich genug behandelt werden, können Sie die erforderliche
Auskunft über die örtliche Siemens-Niederlassung anfordern.
Außerdem weisen wir darauf hin, dass der Inhalt der Anleitung nicht Teil einer früheren oder
bestehenden Vereinbarung, Zusage oder eines Rechtverhältnisses ist oder diese abändern
soll. Sämtliche Verpflichtungen der Siemens AG ergeben sich aus dem jeweiligen Kaufvertrag, der auch die vollständige und allein gültige Gewährleistungsregelung enthält. Diese
vertraglichen Gewährleistungsbestimmungen werden durch die Ausführungen der Anleitung
weder erweitert noch beschränkt.
WARNUNG
Dieses Gerät darf nur dann montiert und betrieben werden, wenn vorher durch qualifiziertes
Personal dafür gesorgt wurde, dass geeignete Stromversorgungen verwendet werden, die
sicherstellen, dass im normalen Betrieb oder im Fehlerfall der Anlage oder von Anlagenteilen keine gefährlichen Spannungen an das Gerät gelangen können.
Der einwandfreie und sichere Betrieb dieses Gerätes setzt sachgemäßen Transport, fachgerechte Lagerung, Aufstellung und Montage sowie sorgfältige Bedienung und Instandhaltung voraus.
Qualifiziertes Personal
sind Personen, die mit Aufstellung, Montage, Inbetriebsetzung und Betrieb des Produktes vertraut
sind und über die ihrer Tätigkeit entsprechenden Qualifikationen verfügen, wie z. B.:
.Ausbildung oder Unterweisung bzw. Berechtigung, Geräte/Systeme gemäß des Standards der
Sicherheitstechnik für elektrische Stromkreise, hohe Drücke und aggressive Medien zu betreiben und zu warten.
.Ausbildung oder Unterweisung gemäß des Standards der Sicherheitstechnik in Pflege und Ge-
brauch angemessener Sicherheitsausrüstung.
.Bei Geräten mit Explosionsschutz: Ausbildung oder Unterweisung bzw. Berechtigung, Arbeiten
an elektrischen Kreisen für explosionsgefährdete Anlagen durchzuführen.
.Schulung in Erster Hilfe
.
HINWEIS
Bei Betrieb und Wartung des Messumformers sind die allgemeinen Vorschriften für den Betrieb der Anlage zu beachten.
Der Inhalt spiegelt den technischen Stand zur Drucklegung wieder. Technische Änderungen
sind im Zuge der Weiterentwicklung vorbehalten.
Haftungsausschluss
Sämtliche Änderungen am Gerät, sofern sie nicht in der Betriebsanleitung ausdrücklich erwähnt werden, fallen in die Verantwortung des Anwenders.
SITRANS TK/TK-H
6
A5E00226012--02
Betriebsanleitung7NG312*--1JN01, 7NG312*--2JN01
1Technische Beschreibung
1.1Anwendungsbereich
Der Messumformer SITRANS TK oder TK-H kann in allen Branchen eingesetzt werden. Seine kompakte Größe macht eine Installation im Anschlusskopf Typ B (DIN 43729) oder größer möglich. Durch
seine universelle Eingangsstufe sind folgende Fühler/Signalquellen anschließbar
D Widerstandsthermometer
D Thermoelemente
D Widerstandsgeber/Potentiometer
D Gleichspannungsquellen
Das Ausgangssignal ist ein der Sensorkennlinie entsprechender, eingeprägter Gleichstrom von 4 bis
20 mA.
Messumformer in der Ausführung ”Zündschutzart Non incendive” können innerhalb explosionsgefährdeter Bereiche (Zone 2) montiert werden. Messumformer in der Ausführung ”Zündschutzart Eigensicher” können innerhalb explosionsgefährdeter Bereiche (Zone 1) montiert werden.
1.2Produktmerkmale
D Messumformer in Zweileitertechnik
D Montage im Anschlusskopf Typ B (DIN 43729) oder größer
D Kommunikationsfähig (HART-Protokoll V 5.7 bei TK-H, eigenes Protokoll bei TK); dadurch sind
Sensor, Messbereich u. v. a. programmierbar
D Galvanische Trennung (500 V AC)
D Eigensichere Ausführung für den Einsatz im Ex-Bereich
D Zwei zusätzliche Abgriffe für den Anschluss eines Multimeters ermöglichen die Messung des
Das so aufbereitete Signal wird in einem Digital/Analog-Wandler £ in einen eingeprägten Gleichstrom
von 4 bis 20 mA umgeformt. Die Hilfsenergiequelle ¤ liegt im Ausgangssignalkreis.
Bild 1Blockschaltbild Funktionsweise des SITRANS TK-H
Die Parametrierung und Bedienung des Messumformers wird mit einem PC ¥ durchgeführt, der über
das Koppelmodul ¦ an die Zweidrahtleitung angeschlossen wird. Ebenso kann dies mit Hilfe eines
®
Hand-Held-Communicators erfolgen. Die für die Kommunikation nach dem HART
-Protokoll V 5.7
notwendigen Signale werden dem Ausgangsstrom nach dem Frequenzumtastverfahren (FSK,
Frequency Shift Keying) überlagert.
Die messumformerspezifischen Daten sowie die Daten zur Parametrierung sind in einem nichtflüchtigen Speicher (EEPROM) hinterlegt.
1.4Technische Daten
Eingang
Widerstandsthermometer
SensortypPt25 bis Pt1000 (DIN IEC 751)
Pt25 bis Pt1000 (JIS C 1604;
α=0,00392 K
Ni25 bis Ni1000 (IEC 751)
Cu25 bis Cu1000
AnschaltungStandardschaltung oder Mittelwertbildung
Standardschaltung1 Widerstandsthermometer in Zwei-, Drei- oder Vierleiter-
schaltung
MittelwertbildungReihenschaltung oder Parallelschaltung mehrerer Wider-
standsthermometer in Zweileiterschaltung zur Mittelwertbildung der Temperatur oder zur Anpassung anderer Gebertypen
VierleiterschaltungKein Abgleich erforderlich
Fühlerstrom≤0,2 mA
MessbereichParametrierbar 0 bis 390 Ω (Ohm Lo)
0 bis 2200 Ω (Ohm Hi)
MessspanneMinimal 5 Ω(Ohm Lo)
Minimal 25 Ω(Ohm Hi)
KennlinieWiderstandslinear oder programmierbar (TK)
Thermoelemente
ThermopaareTyp L : Fe-CuNiDIN 43710
Typ J : Fe-CuNiDIN IEC 584
Typ K : NiCr-NiDIN IEC 584
Typ E : NiCr-CuNiDIN IEC 584
Typ N : NiCrSi-NiSiBS4937 Part2
Typ T : Cu-CuNiDIN IEC 584
Typ U : Cu-CuNiDIN 43710
Typ S: Pt10Rh-PtDIN IEC 584
Typ B: Pt30Rh-Pt6Rh DIN IEC 584
Typ R: Pt13Rh-PtDIN IEC 584
Typ C : W5-ReASTM 988
Typ D : W3-ReASTM 988
AnschaltungStandardschaltung mit 1 Thermopaar
VergleichstellenkompensationIntern: mit integriertem Widerstandsthermometer
Extern: mit externem Widerstandsthermometer
Extern fest: Vergleichsstellentemperatur als fester Wert
einstellbar
MessbereichParametrierbar (siehe Tabelle auf Seite 11)
MessspanneMin. 50 bis 100 °C (siehe Tabelle auf Seite 11)
KennlinieTemperaturlinear
Millivoltgeber
Messbereich--10 bis 70 mV(V olt Lo)
--100 bis 1100 mV (Volt Hi)
Messspanne minimal2 mV(Volt Lo)
20 mV(Volt Hi)
Überlastbarkeit des Eingangs--0,5 bis 35 V DC
KennlinieSpannungslinear oder programmiert (TK)
Eingangswiderstand≥1MΩ
Ausgang
AusgangssignalZweileiter, 4 bis 20 mA
Bei SITRANS TK-H zusätzlich mit Kommunikation nach
HART 5.7
Aussteuerbereich3,5 bis 23 mA
Ausfallsignal (z.B. bei Sensorbruch)3,5 bis 23 mA
Bürde von SITRANS TKR
≤(UH-6,5 V)/23 V [kΩ]
L
SITRANS TK/TK-H
A5E00226012--02
9
Betriebsanleitung7NG312*--1JN01, 7NG312*--2JN01
Bürde von SITRANS TK-HR
≤(UH-8 V)/23 V [kΩ]
L
Abtastzyklus0,5 s nominal
1,0 s bei Ohm Hi und Volt Hi
DämpfungSoftwarefilter 1. Ordnung
0 bis 30 s bei SITRANS TK
0 bis 15 s bei SITRANS TK-H
Galvanische TrennungEingang und Ausgang sind galvanisch getrennt
Hilfsenergiemaximal DC 35 V
PrüfspannungU
eff
Isolation500 V
=3,75kV
ac
,50Hz,1min
eff
Hilfsenergie bei SITRANS TKDC 6,5 bis 35 V (30 V bei EEx ia)
Hilfsenergie bei SITRANS TK-HDC 8 bis 35 V (30 V bei EEx ia)
Umgebungsbedingungen
Umgebungstemperaturbereich- -40 bis + 85 °C
Lagertemperaturbereich--40 bis + 85 °C
Relative Luftfeuchte≤98 %, kondensierend
Messgenauigkeit
Referenzbedingungen
Hilfsenergie24 V 1%
Bürde500 Ω
Umgebungstemperatur23 °C
Anwärmzeit>5min
Messabweichung
Digitaler MessfehlerSiehe T abelle, Seite 11
Fehler Analogausgang
<0,1 % der Messspanne
(D/A-Wandlung)
Fehler durch interne Vergleichs-
<0,5 K
stelle
Temperaturdrift± 0,01 %/°C; typ. 0,003 %/°C
Einfluss der Versorgungsspannung
<0,005 % der Messspanne/V
auf den Nullpunkt
Einfluss der Versorgungsspannung
<0,005 % der Messspanne/V
auf die Messspanne
Langzeitdrift<0,03 % im ersten Monat
Elektromagnetische Verträglichkeit
Störfestigkeit und StöraussendungGemäß EN 61326 und NAMUR NE21
Fehler bei EMV-Einflüssen<1%
Zertifikate und Zulassungen
Explosionsschutz ATEX
•Zündschutzart “Eigensicherheit”
-- EG-Baumusterprüfbescheinigung
•Ex-geprüfte Zone 2n
-- EG-Baumusterprüfbescheinigung
II 1 G EEx ia IIC T5/T6
DEMKO 03 ATEX 134603X
II 3 G EEx nA IIC T5/T6
DEMKO 03 ATEX 134604 X
Certificate of Compliance 3017742
Explosionsschutz nach FM
Gehäuse
MaterialKunststoff, vergossen
Gewicht50 g
Querschnitt der AnschlussleitungenMax. 2,5 mm
2
10
SITRANS TK/TK-H
A5E00226012--02
Betriebsanleitung7NG312*--1JN01, 7NG312*--2JN01
Fühlerarten/Genauigkeit
Widerstandsthermometer
Eingang
Pt25 bis Pt500-200 bis 850100,1
Pt501 bis Pt1000-200 bis 350100,1
Ni25 bis Ni1000-50 bis 250100,1
Cu25 bis Cu1000-50 bis 200100,1
Widerstandsgeber
Eingang
Widerstand0 bis 39050,05
Widerstand0 bis 2200250,25
Messbereich °CMinimale
Messspanne °C
Messbereich ΩMinimale
Messspanne Ω
Digitale
Genauigkeit °C
Digitale
Genauigkeit Ω
Thermoelemente
Eingang
Typ B500 bis 1820502
Typ C (W5)0 bis 23001002
Typ D (W3)0 bis 23001002
Typ E-250 bis 900501
Typ J-210 bis 1200501
Typ K-230 bis 1370501
Typ L-200 bis 900501
Typ N-200 bis 1300501
Typ R0 bis 17501002
Typ S0 bis 17501002
Typ T-220 bis 400401
Typ U-200 bis 600501
Spannungsgeber
Eingang
Millivoltgeber-10 bis 70240
Millivoltgeber-100 bis 110020400
Messbereich °CMinimale
Messspanne °C
Messbereich mVMinimale
Messspanne mV
Digitale
Genauigkeit °C
Digitale
Genauigkeit μV
Digitale Genauigkeit ist die Genauigkeit nach der A/D-Wandlung inklusive Linearisierung und Umrechnung.
Am Ausgang 4 bis 20 mA entsteht ein zusätzlicher Fehler von <0,1 % der Messspanne durch die
D/A-Wandlung (D/A-Fehler).
Der Gesamtfehler bei Referenzbedingungen am analogen Ausgang ist die Summe des digitalen Fehlers + D/A-Fehler + ggf. Vergleichsstellenfehler.
SITRANS TK/TK-H
A5E00226012--02
11
1.5Bestelldaten
BenennungBestellnummer
Temperaturmessumformer SITRANS TK
für den Einbau im Anschlusskopf Typ B (DIN 43729),
Zweileiter Technik 4 bis 20 mA, programmierbar, mit
galvanischer Trennung
ohne Explosionsschutz
mit Explosionsschutz Ex n für Zone 2
mit Explosionsschutz ATEX (EEx ia) und FM (IS, NI)
Temperaturmessumformer SITRANS TK-H
für den Einbau im Anschlusskopf Typ B (DIN 43729),
Zweileiter Technik 4 bis 20 mA, kommunikationsfähig
nach HART
®
V5.7, mit galvanischer Trennung
ohne Explosionsschutz
mit Explosionsschutz Ex n für Zone 2
mit Explosionsschutz ATEX (EEx ia) und FM (IS, NI)
SIPROM TK Parametriersoftware für SITRANS TK
Sprache: deutsch/englisch
Modem für SITRANS TK
Koppelmodul (HART--Modem) für SIMATIC PDM
1.6Maße
44
1
3
4
33
2
6
5
A5E00226012
7NG3190-8KB
7NG3190-6KB
7MF4997-1DA
alle Maße in mm
Bild 2Abmessungen
12
26,3
SITRANS TK/TK-H
A5E00226012--02
Betriebsanleitung7NG312*--1JN01, 7NG312*--2JN01
2Installation
2.1Montage im Anschlusskopf
Der Messumformer SITRANS TK/TK-H muss in ein Gehäuse eingebaut werden. Schutzart und Werkstoff der Gehäuse sind den jeweiligen Anforderungen anzupassen.
Die in den technischen Daten (Kapitel 1.4, Seite 8) spezifizierten Umgebungsbedingungen sind einzuhalten.
Federn und Schrauben zur Befestigung des Messumformers liegen der Lieferung bei. Befestigung
des SITRANS TK/TK-H ist sowohl im Boden des Anschlusskopfes als auch im erhöhten Deckel des
Anschlusskopfes möglich.
M
e
s
s
u
m
f
o
r
m
e
r
Anschlusssockel
Bild 3Befestigung des Messumformers SITRANS TK/TK-H im Deckel des Anschlusskopfes
Messumformer
Bild 4Befestigung des Messumformers SITRANS TK/TK-H im Boden des Anschlusskopfes
WARNUNG
!
Bei der Installation des Gerätes im Ex-Bereich (Zone 2) muss das Gehäuse mindestens die
Schutzart IP 54 nach IEC 529 haben.
SITRANS TK/TK-H
A5E00226012--02
13
Betriebsanleitung7NG312*--1JN01, 7NG312*--2JN01
2.2Elektrischer Anschluss
WARNUNG
!
Bei der elektrischen Installation sind die für Ihr Land gültigen nationalen Bestimmungen und
Gesetze für explosionsgefährdete Bereiche zu beachten. In Deutschland sind dies z.B.:
-die Betriebssicherheitsverordnung
-die Bestimmung für das Errichten elektrischer Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen, DIN EN 60079--14 (früher VDE 0165, T1)
Es wird empfohlen zu prüfen, ob die vorhandene Hilfsenergie, sofern diese benötigt wird,
mit der auf dem Typenschild und mit der für Ihr Land gültigen Prüfbescheinigung übereinstimmt.
D Anschluss des Sensors, siehe Bild 6, Seite 15 ”Sensoranschlussbelegung”
D Hilfsenergie
Adern der Hilfsenergieversorgung an den Klemmen ‘’+’’ und ‘’--’’ anschließen, hierbei Polung beachten (Gerät ist verpolungssicher)
D Anschlusskabel
max. Leitungsquerschnitt 2,5 mm
Signalkabel getrennt von Kabeln mit Spannungen >60 V verlegen
Kabel mit verdrillten Adern verwenden.
Nähe von großen elektrischen Anlagen vermeiden oder abgeschirmte Leitungen verwenden. Volle
Spezifikation gemäß HART
2
®
, Revision 5.7 nur mit abgeschirmten Kabeln.
WARNUNG
!
Die SIPROM-Konfigurationseinheit (PC und Modem) und das HART-Modem dürfen nicht in
explosionsgefährdeten Bereichen betrieben werden. Die Ausrüstung muss mit einem zertifizierten Interface/Zener-Barriere angeschlossen werden, welche außerhalb des explosionsgefährdeten Bereiches angeordnet werden muss.
1
2
+--
1, 2UH,I
3
4
5
3, 4, 5, 6Sensor
6
Bild 5Klemmenbelegung
A
14
SITRANS TK/TK-H
A5E00226012--02
Betriebsanleitung7NG312*--1JN01, 7NG312*--2JN01
Widerstands-
thermometer
3
4
RTD
Keine Leitungskompensation
3
4
Dreileiter Leitungskompensation
3
4
5
1)
5
RTD
5
RTD
Thermoelement
6
Interne Kaltlötstellenkompensation (CJC)
6
Externer CJC-Kompensation. Keine Leitungskompensation