Thyracont VSR53D, VSR53DL, VSR54DL, VSR54D Operating Instructions Manual
VSR53D, VSR53DL
VSR54D, VSR54DL
Vakuum Messumformer
Vacuum Transducer
Betriebsanleitung
Operating Instructions
2
Inhalt
1 Hinweise für Ihre Sicherheit ....................................................... 3
2 Vakuum Messumformer VSR ..................................................... 4
2.1 Zur Orientierung ...................................................................... 4
2.2 Lieferumfang ........................................................................... 4
2.3 Produktbeschreibung .............................................................. 4
3 Installation .................................................................................. 5
3.1 Hinweise zur Installation ......................................................... 5
3.2 Vakuumanschluss ................................................................... 5
3.3 Elektrischer Anschluss ............................................................ 7
3.3.1 Anschluss an Thyracont Anzeigegeräte............................ 7
3.3.2 Kundeneigene Spannungsversorgung .............................. 8
4 Betrieb ........................................................................................ 9
4.1 Allgemeines ............................................................................ 9
4.2 Kommunikation ......................................................................10
4.2.1 Die serielle Schnittstelle des VSR ...................................10
4.2.2 Kommunikationsprotokoll ................................................11
4.2.3 Befehlsübersicht .............................................................11
4.3 Bedienung des VSR ...............................................................13
4.4 Nachjustieren .........................................................................14
4.5 Gasart-Korrekturfaktoren .......................................................17
4.6 Schaltpunkte ..........................................................................18
4.7 Modus Wertangleichung ........................................................19
5 Wartung und Service .................................................................20
6 Technische Daten ......................................................................22
Konformitätserklärung ......................................................................24
Hersteller:
Thyracont Vacuum Instruments GmbH
Max Emanuel Straße 10
D 94036 Passau
Tel.: ++49/851/95986-0
Fax.: ++49/851/95986-40
email: info@thyracont.de
Internet: http://www.thyracont.com
VSR-de-141106
1 Hinweise für Ihre Sicherheit
Lesen und befolgen Sie alle Punkte dieser Anleitung
Informieren Sie sich über Gefahren, die vom Gerät ausgehen und Gefahren, die von
Ihrer Anlage ausgehen
Beachten Sie die Sicherheits- und Unfall-Verhütungsvorschriften
Prüfen Sie regelmäßig die Einhaltung aller Schutzmaßnahmen
Installieren Sie das VSR unter Einhaltung der entsprechenden Umgebungsbedingun-
gen; die Schutzart ist IP40, d.h. die Geräte sind geschützt gegen Eindringen von
Fremdkörpern
Beachten Sie beim Umgang mit den verwendeten Prozessmedien die einschlägigen
Vorschriften und Schutzmaßnahmen
Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen zwischen Werkstoffen und Prozessmedien
Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen der Prozessmedien infolge der Eigener-
wärmung des Produkts
Gerät nicht eigenmächtig umbauen oder verändern
Informieren Sie sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle Kontamination
Beachten Sie im Umgang mit kontaminierten Teilen die einschlägigen Vorschriften
und Schutzmaßnahmen
Legen Sie beim Einsenden des Gerätes eine Kontaminationsbescheinigung bei
Geben Sie die Sicherheitsvermerke an andere Benutzer weiter
Piktogramm-Definitionen
Gefahr von Personenschäden
Gefahr von Schäden an Gerät oder Anlage
Wichtige Information über das Produkt, dessen Handhabung
oder den jeweiligen Teil der Betriebsanleitung, auf den besonders aufmerksam gemacht werden soll
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2 Vakuum Messumformer VSR
2.1 Zur Orientierung
Diese Betriebsanleitung ist gültig für Produkte mit den Artikelnummern
VSR53D, VSR53DL,
VSR54D und VSR54DL.
Sie finden die Artikelnummern auf dem Typenschild. Technische Änderungen
ohne vorherige Anzeige sind vorbehalten.
2.2 Lieferumfang
Zum Lieferumfang gehören:
- Messumformer VSR
- Staubschutzkappe
- Betriebsanleitung
Lieferbares Zubehör:
- Messkabel 2m für Anzeigegerät VD9, W1506002
- Messkabel 6m für Anzeigegerät VD9, W1506006
- Messkabel 2m für Anzeigegerät VD10/VD12, W1515002
- Messkabel 6m für Anzeigegerät VD10/VD12, W1515006
- Gegenstecker SubD 15polig, XB1500002
2.3 Produktbeschreibung
Der Vakuum Messumformer VSR dient zur Absolutdruck-Messung im Bereich
1200 - 1x10-4 mbar. Das Gerät kann an ein Thyracont Anzeigegerät angeschlossen oder gemäß Anschlussbelegung mit einer kundeneigenen Spannungsversorgung betrieben werden.
Das analoge Mess-Signal 1,5V - 8,58V ist dabei über den gesamten Messbereich logarithmisch vom Druck abhängig.
Zusätzlich besitzt das Gerät eine RS485 Schnittstelle zur digitalen Datenübertragung (siehe Kapitel 4.2).
Das Gerät ist mit einem metallgedichteten Kombinationssensor des Typs Piezo /
Pirani ausgerüstet und temperaturkompensiert. Es kann an geeignete Flanschverbindungen angeschlossen werden.
VSR-de-141106
Bestimmungsgemäße Verwendung
Das VSR dient ausschließlich der Absolutdruckmessung im Bereich
1200 - 1x10-4 mbar. Es darf nur an geeignete und hierfür vorgesehene
Komponenten angeschlossen werden.
Nicht bestimmungsgemäße Verwendung
Als nicht bestimmungsgemäß gilt der Einsatz zu Zwecken, die von oben
genannten abweichen, insbesondere:
- der Anschluss an Geräte oder Komponenten, die laut ihrer Betriebs-
anleitung hierfür nicht vorgesehen sind
- der Anschluss an Geräte, die berührbare, Spannung führende Teile
aufweisen.
Bei nicht bestimmungsgemäßem Einsatz erlischt jeglicher Haftungs- und
Gewährleistungsanspruch
Die Verantwortung im Zusammenhang mit den verwendeten Prozessmedien
liegt beim Betreiber.
3 Installation
3.1 Hinweise zur Installation
Keine eigenmächtigen Umbauten oder Veränderungen am Gerät
vornehmen!
Aufstellungsort: Innenräume
Für nicht vollklimatisierte Betriebsräume gilt:
Temperatur: +5°C ... +60°C
Rel. Luftfeuchte: max. 80% bis 30°C, max. 50% bei 40°C, nicht betauend
Luftdruck: 860 - 1060 hPa
5
3.2 Vakuumanschluss
Schmutz und Beschädigungen, insbesondere am Flansch, beeinträchtigen die Funktion dieses Gerätes.
Beachten Sie bitte die beim Umgang mit Vakuumkomponenten
erforderlichen Regeln in Bezug auf Sauberkeit und Schutz vor
Beschädigung.
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- Staubschutzkappe entfernen (wird bei Instandhaltungsarbeiten wieder
benötigt!)
- Vakuumanschluss über Kleinflansch DN16 ISO KF (VSR53) oder DN16CFFlansch (VSR54) herstellen
- Bei Verbindung über Kleinflansch Metall-Spannelemente verwenden, die sich
nur mit einem Werkzeug öffnen und schließen lassen (z.B. SpannbandSpannring), Dichtringe mit Zentrierring verwenden
- Sicherstellen, dass der Sensorflansch mit dem Schutzleiter verbunden ist,
beispielsweise durch metallischen Kontakt zur geerdeten Vakuumkammer
(metallische Spannelemente)
Die Einbaulage ist frei wählbar, jedoch kann eine Montage von unten, d.h. mit
nach oben gerichtetem Flansch, zu vorzeitiger Verschmutzung und Ausfall des
Geräts führen.
Zu bevorzugen ist der Einbau von oben, d.h. mit nach unten gerichtetem
Flansch, damit sich Staub und Kondensat nicht in der Messzelle ansammeln
können. Der Messumformer ist in dieser Lage ab Werk justiert.
Das Gerät beim Einbau nicht gewaltsam verdrehen, dies kann
zur mechanischen Beschädigung führen!
Bei Überdruck im Vakuumsystem > 1 bar
Versehentliches Öffnen von Spannelementen kann zu Verletzungen durch herumfliegende Teile führen!
Ungesicherte Schlauchverbindungen können sich lösen und Gesundheitsschäden durch ausströmende Prozessmedien herbeiführen!
Bei Überdruck im Vakuumsystem 1,5 bis 4 bar
Bei KF-Flanschverbindungen können Elastomer-Dichtringe dem
Druck nicht mehr standhalten. Dies kann zu Gesundheitsschäden durch ausströmende Prozessmedien führen.
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3.3 Elektrischer Anschluss
3.3.1 Anschluss an Thyracont Anzeigegeräte
Wird der Messumformer an einem Thyracont Anzeigegerät betrieben, ist ein
geeignetes Messkabel zu verwenden (siehe Zubehör).
Anschluss des Messumformers niemals mit Spannung führendem Kabel herstellen!
Stecker am Messumformer einstecken und mit Schrauben sichern. Gegenüberliegenden Stecker am Anzeigegerät anstecken und sichern. Erst danach
Spannungsversorgung am Anzeigegerät herstellen bzw. einschalten.
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VSR-de-141106
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3.3.2 Kundeneigene Spannungsversorgung
Der Messumformer kann auch mit anderen Anzeigegeräten oder kundeneigener
Spannungsversorgung betrieben werden.
Die elektrische Verbindung ist unter Verwendung geeigneter Kabel EMV-gerecht
gemäß untenstehender Pinbelegung herzustellen:
Stecker
Pin 1:
Pin 2:
Pin 3:
8
15
Pin 4:
Pin 5:
Pin 6:
Pin 7:
Pin 8:
9
Pin 9:
1
Pin 10:
Pin 11:
Pin 12:
Pin 13:
Pin 14:
Pin 15:
Typ SubD,
15polig, männlich
Identifikation: 22 kΩ
Signal Output 0-10 VDC
AGND
Voltage Supply 24 VDC
Supply GND
Relay 1, N.O.
Relay 1, Common
Relay 1, N.C.
RS485 +
RS485 Shield
Relay 2, N.O.
Relay 2, Common
Relay 2, N.C.
Wir empfehlen, Abschirmung (Pin 12) und Speisungserde (Pin5)
beim Speisegerät mit Erdung zu verbinden.
Falscher Anschluss oder unzulässige Versorgungsspannung
können zu Schäden am Messumformer führen.
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V
/V = log (p/mbar) + 5,5
4 Betrieb
4.1 Allgemeines
Messprinzip
Der Vakuum Messumformer VSR besitzt eine interne Kombination aus einem
piezoelektrischen Membransensor und einem Piranisensor, der die Wärmeleitfähigkeit von Gasen zur Vakuummessung nutzt.
Unter Einwirkung des Druckes verformt sich die dünne Membran des Piezosensors, auf deren Rückseite eine Widerstands-Messbrücke aufgebracht ist.
Die dabei auftretende Verstimmung der Messbrücke ist ein Maß für den auf die
Membran wirkenden Absolutdruck
Beim Wärmeleitungssensor wird ein Wendel-Filament in einer Wheatstone
Brückenschaltung auf eine konstante Temperatur aufgeheizt. Die notwendige
Brückenspannung ist ein Maß für den Absolutdruck.
Ausgangssignal
Das Mess-Signal 1,5 - 8,58 V des VSR ist über den gesamten Messbereich von
1x10-4 - 1200 mbar logarithmisch vom Druck abhängig. Die Umrechnung erfolgt
gemäß folgendem Zusammenhang:
out
p /mbar = 10
Serielle Schnittstelle RS485
Der gemessene Druckwert kann über die serielle RS485 Schnittstelle des
Messumformers digital ausgelesen werden. Darüber hinaus können verschiedene Parameter wie Gasart-Korrekturfaktoren programmiert werden.
Weitere Informationen hierzu finden sie im Abschnitt 4.2 Kommunikation.
Stabilisierungszeit
Die Ausgabe des Mess-Signals erfolgt direkt nach Einschalten des Geräts. Zur
Ausnutzung der vollen Genauigkeit des VSR kann es -insbesondere nach
extremen Drucksprüngen- angebracht sein, eine Stabilisierungszeit von 5 min zu
beachten.
Messgenauigkeit
Das Gerät ist ab Werk in stehender Position bei einer Versorgungsspannung von
24VDC abgeglichen. Verschmutzung, Alterung, extreme klimatische Bedingungen oder andere Einbaulagen können ein Nachjustieren erforderlich machen.
Die Messgenauigkeit kann daher unterhalb von 10
(Vout /V – 5,5)
-2
mbar reduziert sein.
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Gasartabhängigkeit
Das Mess-Signal ist im Druckbereich unterhalb 15 mbar gasartabhängig. Das
Gerät ist auf N2 bzw. trockene Luft abgeglichen. Für andere Gase können via
RS485 Korrekturfaktoren für den Piranisensor gesetzt werden, so dass unterhalb
0,1 mbar eine korrekte Druckausgabe resultiert (siehe Abschnitt 4.2 bzw. 4.5).
4.2 Kommunikation
4.2.1 Die serielle Schnittstelle des VSR
Der Messumformer VSR verfügt über eine serielle Schnittstelle RS485. Um die
Kommunikation über RS485 zu aktivieren, ist zunächst der Gummistopfen über
dem Adress-Schalter zu entfernen (1) und anschließend der Adress-Schalter mit
einem dünnen Schraubendreher oder ähnlichem Hilfsmittel auf einen Wert
zwischen 1 und 16 einzustellen (2). Danach den Gummistopfen wieder
einsetzen.
Die Kommunikation erfolgt gemäß Thyracont Protokoll, ausführliche Detailinformationen hierzu finden Sie in einer gesonderten Beschreibung.
Der analoge Signalausgang 0-10V steht gleichzeitig zur RS485
zur Verfügung!
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4.2.2 Kommunikationsprotokoll
Die Kommunikation erfolgt gemäß Thyracont-Protokoll. Die Befehle werden in
folgendem Rahmen als Zeichenfolge im ASCII-Code übertragen:
Address Code
Address: 3 Bytes, dezimal; Adressraum RS485: 001 – 999
Code: 1 Byte, Befehlsparameter, Großbuchstaben für Lesen, Kleinbuch-
staben für Schreiben
Data: Datenfeld, max. 6 Bytes; kann je nach Code auch fehlen
cks: 1 Byte, Checksumme, definiert als Summe über alle ASCII Codes
der Felder Addresse, Code und Data, modulo 64 plus 64.
CR: Carriage Return (0Dh, 13d)
Datenformate:
BOOLEAN 1 Byte
STRING: max. 6 Bytes
UNSIGNED INT: 6 Bytes mit führenden Nullen
FLOAT: 6 Bytes, Exponentialformat
4 Bytes Mantisse (entspricht Mantissenwert x 1000)
2 Bytes Exponent, Offset 20
FLOAT-Werte werden in hPa (mbar) übertragen!
Beispiel: Der Wert "460017" in einem Float-Datenfeld steht für 4.6x10-3 mbar.
Schnittstellen-Parameter:
9,6 / 14,4 / 19,2 / 38,4 / 57,6 / 115,2 kBd, 8 Datenbits, 1 Stopbit, keine Parität
Nach dem Einschalten startet der Transmitter mit 9,6 kBd. Empfängt er Anfrage-Telegramme mit einer anderen Baudrate, so
stellt sich der Transmitter automatisch darauf ein. Für diese automatische Baudraten-Erkennung benötigt er maximal zwei Telegramme der Sorte "Typanfrage" oder "Messwertanfrage".
Data cks CR
4.2.3 Befehlsübersicht
Der Messumformer reagiert auf Typanfragen, Messwertanfragen, Justierbefehle
(Abschnitt 4.4) und Befehle zum Setzen von Gasart-Korrekturfaktoren (Abschnitt 4.5).
Die Programmierung der beiden Relais-Schaltpunkte des VSR ist ebenfalls via
RS485 möglich (Abschnitt 4.6).
Darüber hinaus lassen sich Parameter konfigurieren, die das Verhalten der
Sensorik bestimmen (Abschnitt 4.7).
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C
C
Messwert lesen
"001M^
C
" "001M260017N
C
"
C
C
C
C
C
C
C
C
Befehlsübersicht:
Befehlstyp Code Datentyp Funktion
Typ
T STRING lesen
(VSR: VSR205)
Messwert M FLOAT lesen
Schaltpunkt
S, s FLOAT lesen S, schreiben s
(VSR: SP1 und SP2)
Gasart-Korrekturfaktor C, c UNSIGNED INT lesen C, schreiben c
(VSR: C1 für Pirani)
Modus
W, w UNSIGNED INT lesen W, schreiben w
Wertangleichung
Druckjustierwert j FLOAT schreiben
Beispiele (für Adress-Schalterstellung "1"):
Aktion Telegramm an
Messumformer
Typ lesen
"001Te
" "001TVSR205w
R
R
Schaltpunkt 2 lesen
"001S2V
" "001S400016O
R
Unlock Schaltpunkt 2
Schaltpunkt 2 auf
"001s2v
"
R
"001s420017r
C
R
4.2x10-3 mbar setzen
Unlock Gasart-Korrekturfaktor 1
Gasart-Korrekturfaktor 1
auf 1.20 setzen
Unlock Justierpunkt für
Atmosphärendruck
Justieren auf Atmosphärendruck
"001c1e
"
R
"001c000120W
"001j1l
"
R
"001j100023a
C
C
R
Vor dem Schreiben der Parameter "c" (Korrekturfaktor), "s" (Schaltpunkt) und "j"
(Justierpunkt) müssen diese zunächst mit einem Unlock-Befehl freigeschaltet
werden!
Antwort-Telegramm
vom Messumformer
( 2.6x10-3 mbar)
( 4.0x10-4 mbar)
"001s2v
"
"001s420017r
"001c1e
"
"001c000120W
R
"001j1l
"
"001j100023a
"
R
R
"
R
"
R
C
"
R
"
R
C
"
R
"
R
C
"
R
VSR-de-141106
4.3 Bedienung des VSR
Normalbetrieb
/ Pirani
(grün - Dauerleuchten)
Das VSR besitzt eine Status-LED, die folgende Betriebszustände signalisiert:
13
Normalbetrieb / Piezo
Fehler (
Bereit zum Nachjustieren
Initialisiere Nachjustieren
rot - Dauerleuchten)
(grün - langsames Blinken)
(orange - langsames Blinken)
(orange - schnelles Blinken)
Die Modelle VSR53DL und VSR54DL verfügen zudem über eine gelb hinterleuchtete LCD Anzeige. Diese zeigt den aktuell gemessenen Ist-Druck.
Liegt ein Fehler im Betrieb des Messumformers vor, wird dies durch ein rot
hinterleuchtetes Display signalisiert.
Zum Ändern der Anzeigeeinheit (mbar, Torr, hPa)
während die Spannungsversorgung angeschlossen
wird die Adj Taste gedrückt halten bis die Anzeige
"Unit" erscheint. Dann die gewünschte Einheit durch
Drücken der Adj Taste auswählen.
Nach 5 s ohne weiteren Tastendruck wird die Einstellung gespeichert.
VSR-de-141106
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4.4 Nachjustieren
Das Gerät ist ab Werk bei Versorgungsspannung 24V stehend, d.h. mit dem
Flansch nach unten, abgeglichen.
Andere Einbaulagen, Einsatz unter anderen klimatischen Bedingungen, extreme
Temperaturschwankungen, Alterung oder Verschmutzung können ein Nachjustieren erforderlich machen.
Nachjustieren am Gerät
Für den Pirani-Sensor ist ein Nachjustieren auf Atmosphärendruck oder
Nulldruck digital über den Taster "ADJ" möglich (siehe Bedienschema unten).
Der Messumformer erkennt automatisch, um welchen Justierpunkt es sich
handelt.
Beim Nullabgleich sollte der Ist-Druck kleiner 5,0x10
sein.
Um optimale Ergebnisse beim Nachjustieren zu erzielen, empfehlen wir vor jedem Abgleich eine Warmlaufphase von mindestens 10 Minuten beim jeweiligen Kalibrierdruck zu beachten.
Zum Justieren den Gummistopfen über dem Taster "ADJ" entfernen (1), dann
mit einem dünnen Schraubendreher oder ähnlichem Hilfsmittel kurz auf den
Taster drücken (2), bis die Status-LED schnell orange zu blinken beginnt. Nach
3s ohne weiteren Tastendruck signalisiert langsames Blinken, dass der
Transmitter nun nachjustiert werden kann. Hierzu nochmals kurz die Taste
drücken. Gummistopfen nun wieder einsetzen.
VSR-de-141106
-5
mbar
Status LED grün
Normalbetrieb / Piezo
Status LED grün
Normalbetrieb / Pirani
15
Set
Status LED orange
Initialisiere
Nachjustieren
Set
Status LED grün
Normalbetrieb
3s
Status LED
orange
Justieren
Set
Automatische
Justierung von
Nulldruck oder
Atmosphärendruck
Pirani
1s grün
Status LED
schnell blinkend
langsam blinkend
Dauerleuchten
10s grün
Status LED grün
Normalbetrieb
Status LED rot
3s
Justierfehler
Status LED grün
Normalbetrieb
Status LED grün
Normalbetrieb
VSR-de-141106
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