Příručka OPCom II Snímač pro kontinuální monitorování znečištění pracovní kapaliny
Pokyny pro bezpečnost a obsluhu Prosím podrobně si přečtěte tyto pokyny pro bezpečnost a obsluhu ještě před uvedením výrobku do provozu! Upozornění: vyobrazení nemusejí vždy přesně odpovídat originálu. Na základě mylných údajů nevzniká žádný právní nárok. Konstrukční změny jsou vyhrazeny. V případě dotazů se obracejte na výrobce: ARGO-HYTOS GmbH Sensors & Measurement Division Industriestrasse 9 D-76703 Kraichtal-Menzingen Tel. +49-7250-76-0 Fax +49-7250-76-575 E-mail:
[email protected] Web: http://www.argo-hytos.com Přístroj odpovídá požadavkům Evropské unie (CE) Výrobce, společnost ARGO-HYTOS GmbH (AHDE), poskytuje záruku v trvání 2 let ode dne dodání na to, že přístroj nevykazuje žádné materiálové a výrobní vady. Pokud se během této záruční doby objeví na přístroji vady, je na rozhodnutí výrobce - společnosti AHDE, zda přístroj bezplatně opraví nebo poskytne zákazníkovi plnohodnotnou náhradu za vadný výrobek. Podmínkou využití servisu v rámci záruky je doručení vadného výrobku do nejbližšího centra služeb zákazníkům společnosti AHDE ještě před uplynutím záruční doby. Náklady na balení a dopravu do centra služeb zákazníkům hradí při odeslání zákazník. Společnost AHDE platí náklady spojené se zasláním opraveného výrobku zpět zákazníkovi, pokud se centrum služeb zákazníkům nachází v té samé zemi jako dodací adresa zákazníka. Záruka se nevztahuje na vady a poškození, ke kterým došlo neodborným zacházením, neodbornou údržbou nebo neodbornou péčí. Záruka se rovněž nevztahuje na poškození, vzniklá demontáží a opravami jiným personálem, než který byl výrobcem proškolený a pověřený provádět instalaci, opravy a údržbu těchto přístrojů. Dále se záruka nevztahuje na poškození vzniklá v důsledku neodborného používání, zapojením nevhodných přídavných zařízení apod. Zvýšené servisní náklady, vzniklé v důsledku úprav přístroje zákazníkem nebo v důsledku zabudování přístroje do jiných zařízení, mohou být servisním personálem vyúčtovány zákazníkovi.
Pokyny pro bezpečnost a obsluhu
TATO ZÁRUKA SPOLEČNOSTI ARGO-HYTOS GMBH PLATÍ PRO TENTO PŘÍSTROJ A NAHRAZUJE VEŠKERÉ VÝSLOVNĚ NEBO IMPLICITNĚ POSKYTOVANÉ ZÁRUKY. SPOLEČNOST ARGO-HYTOS GMBH A JEJÍ DODAVATELÉ NEPOSKYTUJÍ V ŽÁDNÉM PŘÍPADĚ IMPLICITNÍ ZÁRUKY NA PRODEJNOST NEBO ZPŮSOBILOST K UČITÉMU, SMLUVNĚ NESTANOVENÉMU ÚČELU. ZÁVAZEK PROVÁDĚT OPRAVY NEBO POSKYTOVAT NÁHRADU VADNÝCH VÝROBKŮ, KTERÝ SPOLEČNOST ARGO-HYTOS GMBH PŘEBÍRÁ, JE JEDINÝM NÁROKEM, KTERÝ ZÁKAZNÍK MŮŽE V PŘÍPADĚ ZÁRUKY UPLATŃOVAT. SPOLEČNOST ART INSTRUMENTS, INC. A JEJÍ DODAVATELÉ V ŽÁDNÉM PŘÍPADĚ NERUČÍ ZA ŠKODY NEBO NÁSLEDKY ŠKOD, OBZVLÁŠTĚ KDYŽ SPOLEČNOST ARGO-HYTOS GMBH A JEJÍ DODAVATELÉ PŘEDEM MOŽNOST TAKOVÝCH ŠKOD OZNÁMILI.
Bezpečnost V této příručce jsou použity symboly pro varování či upozornění. Najdete je vždy před operací nebo krokem, ke kterému se vztahují. Buďte obzvláště opatrní při provádění operací, kterým tento symbol předchází nebo během kterých se vyskytne. Trojúhelník s vykřičníkem znamená nebezpečí obecně a trojúhelník se symbolem blesku znamená ohrožení elektrickým proudem.
VAROVÁNÍ Symbol varování upozorňuje na možné poškození zdraví. Vyžaduje pozornost a opatrnost při postupech, které by při nesprávném provedení nebo nedodržení mohly vést ke zraněním nebo smrtelným následkům. Objeví-li se symbol varování, nepokračujte v práci dříve, než správně porozumíte uvedeným podmínkám a nesplníte je.
Pozor! Symbol POZOR upozorňuje na nebezpečí poškození přístroje OPCom II. Vyžaduje pozornost při postupech, které by při nesprávném provedení nebo nedodržení podmínek mohly vést k poškození přístroje. Objeví-li se symbol pozor, nepokračujte v práci dříve, než správně porozumíte uvedeným podmínkám.
Upozornění Tento symbol upozorňuje na důležitý pracovní postup nebo na jinou důležitou informaci, které se natýkají bezpečnosti osob nebo správné funkce přístroje.
Bezpečnostní pokyny pro laser VAROVÁNÍ! V žádném případě nesmějí být odstraněny kryty z přístroje. Přístroj používá laser a uživatel riskuje zranění laserovým zářením.
Pokyny pro bezpečnost a obsluhu OPCom II obsahuje laserový zářič, který je při standardním používání klasifikován jako výrobek třídy 1 (dle 21 CFR, odstavec J, Health and Safety Act z roku 1968). Tato příručka neobsahuje žádné pokyny pro výměnu nebo opravu vestavěných dílců. Servis přístroje smí provádět výhradně zaškolený servisní personál pověřený výrobcem. Přístroj OPCom II byl testován a splňuje požadavky norem: EN61010-1:1993, "Safety Requirements For Electrical Equipment For Measurement, Control, and Laboratory Use," IEC 8251:1993, "Safety of Laser Products," a dalších aplikovatelných norem (např. ISO 4406, ISO 6149-2). Nálepka na přístroji (viz. následující obrázek 1) upozorňuje na zdroj laserového záření třídy 1 dle 21CFR.
Obrázek 1: označení zdroje laserového záření třídy 1
Obsah 1. Uvedení do provozu .................................................................................................................... 6 2. Technický popis .......................................................................................................................... 8 2.1 Princip měření ............................................................................................................................. 8 2.2 Technické údaje .......................................................................................................................... 9 2.3 Rozměrový náčrt ....................................................................................................................... 10 3. Instalace..................................................................................................................................... 11 3.1 Místo zástavby .......................................................................................................................... 11 3.2 Podmínky okolí ......................................................................................................................... 11 3.3 Elektrické přípojení ................................................................................................................... 13 3.3.1 Zapojení kolíků konektoru snímače ....................................................................................... 13 3.3.2 Analogové proudové výstupy (4..20 mA) – měření bez zatěžovacího odporu ...................... 13 3.3.3 Analogové proudové výstupy (4..20 mA) – měření se zatěžovacím odporem ....................... 14 3.3.4 Zatěžovací odpor ................................................................................................................... 15 3.4 Kalibrování (referenční hodnota výstupního proudu) ................................................................ 15 3.5 Sekvenční výstup dat ................................................................................................................ 16 4. Nastavení a obsluha ................................................................................................................. 17 4.1 Pohyb v nabídce (menu) ........................................................................................................... 17 4.1.1 Režimy měření ....................................................................................................................... 17 4.1.2: Struktura nabídky (menu) ..................................................................................................... 18 4.1.3 Nastavení varovného signálu „alarm“ .................................................................................... 19 4.1.4 Nastavení analogového výstupu ............................................................................................ 19 4.1.5 Nastavení normy, použité pro vyhodnocení ........................................................................... 19 4.1.6 Zapnoutí osvětlení ................................................................................................................. 19 4.1.7 Nastavení hodnoty průtoku snímačem .................................................................................. 19 4.1.8 Nastavení komunikačního rozhraní ....................................................................................... 19 4.1.9 Zobrazení parametrů ............................................................................................................. 20 4.1.10 Indikace velikosti průtoku ..................................................................................................... 20 5. Komunikace.............................................................................................................................. 21 5.1 Sériové rozhraní........................................................................................................................ 21 5.1.1 Parametry rozhraní ................................................................................................................ 21 5.1.2 Seznam příkazů: příkazy pro čtení ........................................................................................ 21 5.2 Software .................................................................................................................................... 22 5.3 CAN .......................................................................................................................................... 23 5.3.1 Slovník CANopen objektů ...................................................................................................... 23 6. Odstraňování poruch ................................................................................................................ 28 7. Příslušenství.............................................................................................................................. 30
5
1. Uvedení do provozu 1. Uvedení do provozu OPCom II je kompaktní monitor částic určený pro průběžné monitorování znečištění pracovních kapalin pevnými částicemi v hydraulických a mazacích obvodech. Tato kapitola popisuje uvedení přístroje OPCom II do provozu. K zapojení potřebujeme následující komponenty: 1. PC/laptop s připojením RS232 nebo alternativním připojením USB, který slouží jako měřící počítač 2. Snímač - monitor částic OPCom II (obj. č.: SPCO 300-1000) 3. Kabel snímače s konektorem RS232 (obj. č.: SCSO 100-5030) 4. Zdrojová jednotka pro síťové napájení s konektorem (obj. č.: SCSO 100-5080) 5. Software LubMonPClight (www.argo-hytos.com) 6. Při při připojení přes USB navíc: převodník USB / RS232 s příslušným řídícím softwarem (obj. č.: SCSO 100-5040) Software LubMonPClight lze stáhnout na internetových stránkách www.argo-hytos.com. Komponenty je potřeba připravit následovně: A) Instalace softwaru LubMonPClight 1. Rozbalte soubor LubMonPClight.zip ve Vašem počítači. 2. Před startem LubMonPClight.exe je třeba instalovat LabVIEW Runtime Engine (V8.5). Runtime Engine lze rovněž stáhnout na internetových stránkách společnosti ARGOHYTOS (www.argo-hytos.com). B) Instalace řídícího softwaru pro převodník USB / RS232 při přenosu dat přes USB (pokud přenášíte data přes rozhraní RS232, pokračujte prosím od bodu D) 3. Připojte převodník USB / RS232 k Vašemu PC/laptopu. 4. Pokud Váš počítač převodník USB / RS232 nerozezná, musíte nainstalovat příslušný řídící software. V tomto případě postupujte podle pokynů pro instalaci ovládacího software, respektive podle pokynů na přiloženém instalačním CD. C) Připojení snímače při evidenci dat přes USB 5. Připojte kabel snímače pomocí konektoru M12 k monitoru částic. 6. Připojte 9-ti pólový D-Sub-konektor kabelu k příslušnému sériovému rozhraní převodníku USB-RS232. 7. Propojte zdrojovou jednotku pro napájení s kabelem snímače. 8. Připojte zdrojovou jednotku pro napájení k síti. Monitor částic je nyní připraven k provozu. D) Připojení snímače při evidenci dat přes RS232 6
1. Uvedení do provozu
9. Připojte kabel snímače pomocí konektoru M12 k monitoru částic. 10. Připojte 9-ti pólový D-Sub-konektor kabelu k příslušnému sériovému rozhraní Vašeho PC/laptopu. 11. Propojte zdrojovou jednotku pro napájení s kabelem snímače. 12. Připojte zdrojovou jednotku napájení k síti. Monitor částic je nyní připraven k provozu. E) Start softwaru 13. LubMonPClight spustíte jednoduše dvojitým kliknutím na soubor LubMonPClight.exe. 14. Vyberte sériové rozhraní (COM), přes které jste snímač připojili k Vašemu počítači. Pokud nepoužíváte převodník USB / RS232, je to zpravidla COM 1. 15. Při použití převodníku USB / RS232 se zakládá nový virtuální port COM. Zvolte jej. Případně můžete ve správci zařízení Windows překontrolovat přiřazení virtuálního portu COM. 16. Přícházející data a identifikace snímače se objeví na levé straně okna. Na pravé straně okna mohou být data zobrazována v grafu.
7
2. Technický popis
2. Technický popis 2.1 Princip měření OPCom II je optický monitor částic, který pracuje na principu světelné extinkce (viz Obr.2.1: Konstrukce a princip měření monitoru částic Senzor se skládá z průtočné měřící buňky (A), laseru (B) a fotodiody (C). Laser prosvítí měřící buňku a narazí na fotodiodu. Protne-li laserový paprsek částice, sníží se intenzita paprsku, kterou detekuje fotodioda. Čím větší je částice, tím větší je snížení intenzity.
A
C
B Obr.2.1: Konstrukce a princip měření monitoru částic Pomocí snímače OPCom II lze sledovat úroveň a trend znečištění pracovní kapaliny. Snímače jsou kalibrovány podle ISO 11171:99 a změny znečištění jsou měřeny velmi přesně. Pokud se týká absolutní přesnosti měření, mohou se vyskytnout rozdíly mezi jednotlivými monitory částic. Odchylka je však menší než jednotka stupnice. Nepřetržitá kontrola znečištění pracovní kapaliny umožňuje včas odhalit závažné změny ve stroji. Včasné varování a následná technická opatření zabrání nárůstu znečištění kapaliny nad únosnou mez a dalšímu nadměrnému opotřebení funkčních částí stroje, které by jinak vedlo k jeho poškození. Lze zvolit způsob vyhodnocení znečištění kapaliny - vyhodnocení třídy čistoty podle ISO4406:99 nebo podle SAE AS4059E. Monitor částic měří také teplotu kapaliny. Ta se neměří bezprostředně v kapalině, ale na desce elektroniky.
8
2. Technický popis
2.2 Technické údaje Data snímače
velikost
jednotka
Max. provozní tlak
420 dynamický
bar
Rozsah rovozní teploty kapaliny 1)
-20 … 80
°C
Podmínky okolí:
teplota
-20 … 80
°C
vlhkost
0 … 95
%
Tlaková kapalina
Minerální oleje a esterové kapaliny, polyalfaolefiny
Použité materiály, materiál těsnění
Nerezová ocel, safír, NBR
Napájecí napětí 3)
9 … 33
V
Potřebný proud
9V:
180
mA
65
mA
… 30V: Výstupy:
výstup proudu (2x) 4)
4 … 20
rozhraní
RS232, CANopen
kontakt varovného signálu
kontakt bez napětí
Připojovací rozměry:
připojení kapaliny
¼“, Minimess 16x1,5
elektr. přípojení
M12x1 (8-pól. konektor)
Přípustný průtok
mA
50 … 400
ml/min
Stupeň čistoty (rozsah měření)
0 … 24
pořadové číslo dle ISO
Stupeň čistoty (kalibrovaný rozsah)
10 … 22
pořadové číslo dle ISO
Přesnost měření (kalibrovaný rozsah)
±1
pořadové číslo dle ISO
Rozsah měření dle ISO 4406:1999
Tabulka 2.1: Technické údaje
9
2. Technický popis
2.3 Rozměrový náčrt
Obr. 2.2: Rozměrový náčrt OPCOM II
10
3. Instalace
3. Instalace 3.1 Místo zástavby Snímač OPCom II se zpravidla zapojuje pomocí rozdvojky ve tvaru T do vedlejší paralelní větve tlakového vedení. Snímač je opatřen pro zapojení do obvodu dvěma šroubeními ¼“ respektive dvěma přípojkami Minimess. Tlak v obvodu zajišťuje potřebný průtok snímačem. Podle potřeby může být velikost průtoku regulována škrcením za snímačem. Směr průtoku kapaliny senzorem je libovolný. Aby bylo možné zobrazované údaje dobře odečítat, umísťuje se OPCom II převážně na přístupných místech, přičemž pro délku vedení platí: čím kratší, tím lepší. S délkou vedení stoupá nebezpečí usazování větších částic. Dále je potřeba, především při vyšších viskozitách kapaliny a při použití přípojek Minimess, zajistit dostatečně vysoký tlak kapaliny, abychom dosáhli potřebný průtok snímačem 50 až 400 ml/min.
3.2 Podmínky okolí Snímač by měl být připojen v obvodu na vhodném místě, kde je konstantní tlak. Tlak se může sice měnit, ale během měření nesmí vykazovat žádné špičky nebo silně kolísat.
Obr. 3.1: Stabilita tlaku Po zkušenostech se doporučuje připojení snímače k vedení řídícího obvodu. Zpravidla převládá na tomto místě stabilní tlak a objemová ztráta max. 400 ml/min nepředstavuje pro řídící obvod normálně žádný problém. Není-li žádný řídící obvod k dispozici, nabízí se alternativně filtrační nebo chladící obvod. Pro bezchybný provoz je třeba zajistit konstantní průtok mezi 50 a 400 ml/min!
11
3. Instalace
Na obr. 3.2 je zobrazen tlakový spád na snímači v závislosti na velikosti průtoku pro různé viskozity kapaliny. Z grafu lze odhadnout potřebný tlak pro dosažení požadovaného průtoku kapaliny snímačem. Regulace průtoku nebo redukce tlaku musí být provedena vždy až za snímačem, protože řídící prvky v obvodu generují změnou proudění vzduchové bubliny a tím může dojít ke zkreslení výsledku měření. Je-li nutné použití přídavné čerpadlo k vytvoření potřebného tlakového spádu a průtoku na snímači, je nutné zvolit čerpadlo s nízkými pulzacemi a snímač musí být zapojen za čerpadlem ve výtlačném potrubí. Na straně sání vzniká podtlak, což může vést také k tvorbě bublin a zkreslení výsleků měření. Pro správné měření je nutné dodržovat další obecné podmínky. Jak bylo výše popsáno, proces měření částic je založen na optickém principu. Pro dosažení správných výsledků měření nesmí kapalina obsahovat kapky ani bubliny. Přítomnost kapek a bublin, pouhým okem nerozpoznatelných, obvykle prozradí vysoká indikovaná hodnota počtu částic, která je za určitých podmínek přibližně stejná na všech rozsazích měření. Snímač je z výroby nastaven na cyklické snímání hodnot následovně: čas měření v délce 1 minuty se pravidelně střídá s pauzou v délce 4 minuty. Po zapnutí senzoru OPCom II automaticky nabíhá nastavený měřící cyklus a po minutě se na displeji objevují výsledky.
Průtok v l/min Obr. 3.2: p-Q-charakteristika pro různé viskozity
12
3. Instalace
3.3 Elektrické přípojení Přístroj smí připojit k elektrické síti pouze školený elektrotechnik. Při zapojení musí být dodrženy místní i mezinárodní předpisy pro instalaci a provoz elektrotechnických zařízení. Napájecí napětí podle EN50178, SELV, PELV, VDE0100-410/A1. Přípustné provozní napětí je 9 V až 33 V. Kabel snímače musí být stíněný. Pro dosažení stupně krytí IP67 musí být použity pouze vhodné kabely a konektory. Utahovací moment pro konektor je 0,1 Nm. Při instalaci musí být snímač bez napětí. Při zapojení se řiďte následujícími schématy: 3.3.1 Zapojení kolíků konektoru snímače Draufsicht Sensor
Pohled na kryt snímače
5 6
4 8 3
7 1
2
Pin / Belegung pin / osazení
Farbe Standardkabel barva standardního kabelu
2 L-
weiß bílá braun hnědá
3 TxD, CANL
grün zelaná
4 RxD, CANH
gelb žlutá
5 Digital Input
grau šedá
6 IOut1
rosa růžová
1 L+
7 Open Collector Alarm Out modrá blau 8 SGND
rot červená
Gehäuse/Schirm
těleso / kryt
Obr. 3.3: Zapojení kolíků konektoru 3.3.2 Analogové proudové výstupy (4..20 mA) – měření bez zatěžovacího odporu Měření proudu by mělo být prováděno vhodným měřidlem podle obrázku 3.4. Pohled na kryt snímače
Obr. 3.4: Měření analogového výstupu 4..20 mA bez zatěžovacího odporu 13
3. Instalace
Přiřazení naměřené hodnoty proudu k parametru je popsáno v kapitole 3.4. 3.3.3 Analogové proudové výstupy (4..20 mA) – měření se zatěžovacím odporem Aby bylo možné změřit proudy analogových výstupů, musí být zapojen mezi výstupy zatěžovací odpor podle obrázku 3.5. Hodnota zatěžovacího odporu se vypočítá podle vzorce (3-1). Pomocí voltmetru lze potom změřit úbytek napětí na zatěžovacím odporu. Pohled na kryt senzoru
Obr. 3.5: Připojení zatěžovacího odporu pro měření analogového výstupu 4..20 mA
Aby bylo nyní možno z daného napětí zjistit příslušný parametr (teplotu, vlhkost, atd.), musí se napětí přepočítat pomocí vzorce (3-2).
14
3. Instalace
3.3.4 Zatěžovací odpor Zatěžovací odpor nelze zvolit libovolně. Velikost odporu musí odpovídat napájecímu napětí snímače. Maximální zatěžovací odpor se vypočítá pomocí vzorce (3-1) nebo se stanoví pomocí tabulky 3.1.
RMax
U V 2V 100 20mA
(3-1)
Rmax [Ω]
Unapájení [V]
250
9
400
12
1000
24
1300
30
Tabulka 3.1: Zatěžovací odpor při různých napájecích napětích
3.4 Kalibrování (referenční hodnota výstupního proudu) Výstupní velikost
Výpočet
Poř. číslo / třída čistoty
Vzorec
OZ 2 I 4 2
U 4 RLoad
(3-2)
Tabulka 3.2: Výpočet pořadového čísla nebo kódu čistoty z proudu Rozsah proudu pokrývá pořadová čísla skupin definujících počet částic podle ISO 4406:1999 od 0 do 32. Hodnota proudu 4 mA dpovídá pořadovému číslu 0, 20 mA pořadovému číslu 32. Krok od jednoho pořadového čísla k dalšímu odpovídá nárůstu proudu o 0,5 mA. V praxi se obecně používají pořadová čísla od 4 do 24 (6 mA … 14 mA). Iout [mA]
6
10
14
Poř. číslo
4
16
24
Tabulka 3.3: Tabulka ke kalibraci vstupu proudů do PLC (PLC = Programmable Logic Controller)
15
3. Instalace
3.5 Sekvenční výstup dat
Začátek sekvence
proud
Začátek sekvence
čas Obr. 3.6: Pořadí hodnot při sekvenčním výstupu všech parametrů
16
4. Nastavení a obsluha
4. Nastavení a obsluha 4.1 Pohyb v nabídce (menu) Pomocí tlačítka nebo se lze pohybovat v nabídce a listovat v jednotlivých záznamech. Stisknutím tlačítka Enter se dostanete do další úrovně. Zpět se dostanete současným stisknutím tlačítek a . Pokud je potřeba nastavit hodnotu, tak tlačítko posouvá kursor po jednotlivých pozicích nastavovaného čísla. Číslice, která má být změněna, se tak vybere a pomocí tlačítek a změní. Změny budou uloženy do paměti teprve po potvrzení poslední pozice čísla tlačítkem . Dojde-li ke skoku do vyšší úrovně nabídky před potvrzením nově nastavené hodnoty, nebude změna uložena. Nabídka (menu) je znázorněna na obrázku 4.1. 4.1.1 Režimy měření K dispozici jsou tři základní režimy měření, jejichž nastavení lze provést v nabídce: 1. Časově řízené měření: OPCom II pracuje s nastavenou dobou měření a dobou čekání mezi měřeními. Standardní nastavení, kdy se střídá interval měření v trvání 1:00 minuty s intervalem čekání v délce 4:00 minuty, dává každých 5 minut nový výsledek měření. V praxi může dojít díky seřízení laseru k časovému posunu 2 až 3 sekundy. 2. Měření řízené digitálním vstupním signálem: měření probíhá tak dlouho, dokud je přiváděn vstupní signál. Doba měření by měla být delší než 1 minuta. Čím čistší je olej, tím delší by měl být interval měření. U kapalin se stupněm čistoty 15 podle ISO 4406:1999 a lepším by měl interval měření trvat nejméně 120 sekund. Didigitální vstup snímače OPCom II je aktivní, když je vstup uzeměn. Pak se nastaví následující proud: I = (U-1,1V) / 5600 Ohm, kde U = napájecí napětí. 3. Ruční měření: měření je zahájeno i ukončeno ručně stisknutím tlačítka . Přitom by doba měření měla být delší než 1 minuta. V automatickém režimu se určuje doba měření dynamicky, v závislosti na průtoku a koncentraci částic. Tento režim zvolí optimální dobu měření při měnících se provozních podmínkách, čímž lze dosáhnout optimálních výsledků měření.
17
4. Nastavení a obsluha
4.1.2: Struktura nabídky (menu)
Vstup do nabídky (menu) pomocí tlačítek se šipkami Ruční ovládání: start / stop pomocí tlačítek V automatickém režimu startuje měření ihned po zapnutí elektrického napájení Obr. 4.1 Struktura nabídky (menu)
18
4. Nastavení a obsluha
4.1.3 Nastavení varovného signálu „alarm“ K dispozici jsou dva režimy alarmu, jejichž nastavení lze provést v nabídce: 1. Standardní režim: alarm je aktivní při překročení limitní hodnoty. K aktivaci dochází, pokud došlo k překročení limitní hodnoty alespoň v jednom kanálu měření. 2. Filtrační režim: toto nastavení se používá ke kontrole přefiltrování kapaliny. Alarm je aktivován, jestliže hodnota znečištění ve všech kanálech měření (4, 6, 14, 21 m) poklesla pod stanovenou mez, což znamená, že kapalina již dosáhla požadované čistoty. Hodnotu pro sepnutí alarmu lze nastavit pro každý kanál měření zvlášť. Pokud by určitý kanál měření neměl být zahrnut do vyhodnocení, nastaví se na hodnotu 0. Digitální výstup pro alarm spíná proti uzemnění. Maximální spínané napětí je 36V. 4.1.4 Nastavení analogového výstupu V nabídce se zvolí příslušný kanál měření, charakterizovaný velikostí částic. Nastavení je popsáno v bodě 4.1. Hodnota je v celých pořadových číslech skupin počtu částic. (4 mA odpovídá pořadovému číslu 0, 20 mA pořadovému číslu 32). Maximální zátěž závisí na napájecím napětí (platí: Rmax = ((U - 2V)/20mA) - 100Ohm). Je-li nastaven sekvenční výstup dat, budou pořadová čísla prezentována po sobě. Popis se nachází v kapitole 3.5. 4.1.5 Nastavení normy, použité pro vyhodnocení Lze nastavit vyhodnocování čistoty kapaliny podle normy ISO 4406:1999 nebo podle normy SAE AS4059E. Přitom je potřeba zohlednit, že pro SAE AS4059 nejsou vyhodnocovány velikosti 38 µm a 70µm v separátních kanálech. 4.1.6 Zapnoutí osvětlení Osvětlení displeje zhasíná standardně po 10 vteřinách. Alternativně lze v nabídce nastavit trvalé osvětlení displeje. 4.1.7 Nastavení hodnoty průtoku snímačem Kromě velikosti a počtu částic zaznamenává OPCom II také průtok, aby bylo možné vypočítat koncentraci částic v kapalině. Každé měření je však zatíženo určitou nepřesností. Pokud známe hodnotu konstantního průtoku, můžeme ji na snímači nastavit. Koncentrace se pak vypočítává z nastaveného průtoku. 4.1.8 Nastavení komunikačního rozhraní Nabídka (menu) umožňuje nastavit typ digitálního komunikačního rozhraní. 1. Sériové RS-232: viz kapitola konfigurace sériového rozhraní a seznam příkazů 2. CAN: viz kapitola CAN-BUS 19
4. Nastavení a obsluha
4.1.9 Zobrazení parametrů Tato část nabídky umožňuje přepínat mezi zobrazováním naměřené koncentrace částic a mezi zobrazováním diagnostických parametrů snímače. 4.1.10 Indikace velikosti průtoku Sloupkový diagram indikuje, zda se průtok snímačem nachází v optimálním rozsahu. Pokud tomu tak není, klesá přesnost měření.
20
5. Komunikace
5. Komunikace 5.1 Sériové rozhraní Monitor částic OPCOM II je vybaven sériovým rozhraním, přes které ho lze konfigurovat a přes které mohou být přenášeny naměřené hodnoty. Ke komunikaci je potřeba počítač a odpovídající komunikační software. Snímač musí být připojen ke COM-Portu počítače. Vhodný komunikační kabel pro sériové propojení snímače s počítačem / řídící jednotkou je popsán v kapitole Příslušenství. Pokud není počítač vybaven sériovým COM-Portem, je tu možnost použít sériovou interface kartu nebo sériový / USB převodník. 5.1.1 Parametry rozhraní
Modulační rychlost (Baud rate): 9600 (= standard; jiné hodnoty nastavitelné v nabídce)
Datové bity (Data bits): 8
Parita (Parity): žádná
Stop bity (Stop bits): 1
Řízení toku (Flow control): žádné
5.1.2 Seznam příkazů: příkazy pro čtení # Formát příkazu
Význam
Formát odezvy
1 RVal[CR]
Čtení aktuálních naměřených hodnot s následným kontrolním součtem (CRC)
$Time:%.4f[h];ISO4µm:%i[-];ISO6µm:%i[];ISO14µm:%i[-];ISO21µm:%i[-];SAE4µm:%i[];SAE6µm:%i[-];SAE14µm:%i[-];SAE21µm:%i[];Conc4µm:%.2f[p/ml];Conc6µm:%.2f[p/ml];Con c14µm:%.2f[p/ml];Conc21µm:%.2f[p/ml];FIndex: %i[-];Mtime:%i[s];Status:0x0000; 0x0000;0x0000;0x0000;CRC:x[CR][LF]
2 RMemS[CR]
Čtení počtu uložitelných datových záznamů
MemS: xxxx[CR][LF]
3 RMemU[CR]
Čtení počtu uložených datových záznamů
MemU: xxxx[CR][LF]
4 RMem[CR]
Čtení všech uložených naměřených hodnot
Time [h]; T [°C]; P [-];P40 [-];PTG [1/K];… [CR][LF] x.xxx;x.xxxx;x.xxxx;x.xxxx; x.xxxx;... [CR][LF]
5 RID[CR]
Čtení identifikace
Argo-Hytos;STyp;SN:xxxxxx-xxx; 21
5. Komunikace
6 RCon[CR]
s následným kontrolním součtem (CRC)
SW:xx.xx.xx;CRC:x[CR][LF]
Čtení aktuální konfigurace
Smode:%i;Fmode:%i;Analog:%i;Amode:%i;Alar m4:%i;Alarm6:%i;Alarm14:%i;Alarm21:%i;(Mtim e:%i[s];Htime:%i[s])
Tabulka 5.1: příkazy pro čtení Poznámka:
[CR] = Carriage Return
[LF] = Line Feed
Detailní seznam příkazů lze nalézt v servisní knize.
5.2 Software ARGO-HYTOS poskytuje pro oblast senzorové techniky různé programy (Treiber, LabVIEW Tools a pomocné programy). Můžete si je stáhnout na internetových stránkách www.argo-hytos.com.
22
5. Komunikace
5.3 CAN CAN-Bus je sériová datová sběrnice využívaná jako vnitřní komunikační síť snímačů a řídících jednotek. Veškeré napojené stanice mají stejné priority a mohou přijímat i vysílat data. Obsah a priorita odesílaných dat je dána identifikátorem. Jeden soubor dat může být přijat i několika stanicemi. Díky lineární struktuře sítě je síť při výpadku jedné stanice plně funkční pro zbývající stanice. Rozhraní CAN snímače OPCom II odpovídá „CAN 2.0B Active Specification“. Struktura dat je znázorněna na obrázku 5.1. Obrázek slouží pouze pro vysvětlení struktury, skutečná podoba odpovídá specifikaci CAN 2.0B. Poznámka: CAN = Controller Area Network Start CAN-ID DLC
Data
CRC
až 8 bitů uživatelských dat Kód délky dat (Lenght Code) Adresa, typ servisu (PDO, SDO, atd.) počátek zprávy
ACK
END
Space konec zprávy
Nastavení bitu Setting bit to „Low“ Cyklický kontrolní součet (Cyclic Redundancy Checksum)
Obr. 5.1: Formát CAN protokolu pro přenos dat Pro podrobný popis struktury CAN/CANopen odkazujeme na příslušnou literaturu.
5.3.1 Slovník CANopen objektů Na uživatelské úrovni přístroje se používá profil CANopen. Profily CANopen jsou uspořádány ve formě tabulky (Seznamu objektů). Všem profilům přístroje je společný tzv. „Komunikační profil“, pomocí kterého lze testovat nebo nastavovat zákadní data přístroje. K takovým datům náleží například název přístroje, verze hardwaru a softwaru, stav poruch, použítý CAN identifikátor a mnoho dalších parametrů. Profily přístroje popisují zvláštní možnosti a parametry konkrétního typu přístrojů. V tabulce 5.2 je znázorněna ta část objektů, které jsou použity pro komunikaci u snímače OPCom II. Možná nastavení odpovídají, až na malé vyjímky, standardu CANopen, jak je popsán v „DS-301“.
23
5. Komunikace
Communication Profile Area Idx
SIdx Name
1000h
0
device type
1001h
0
error register
1017h
0
producer heartbeat time
1018h
identity object 0
Number of entries
1
Vendor ID
2
Product Code
3
Revision Number
4
Serial Number
1800h
Transmit PDO1 Parameter 0
1
COB-ID
2
transmission type
unsigned 8
event timer
unsigned 16
1801h
Transmit PDO2 Parameter 0
24
unsigned 32 unsigned 8 unsigned 16 record unsigned 8 unsigned 32 unsigned 32 unsigned 32 unsigned 32 record unsigned 8 unsigned 32
5
1802h
Number of entries
Type
Number of entries
record unsigned 8
Attr. Default
Notes
ro
194h
Senzor, see DS404
ro
00h
mandatory, see DS301
rw
1388h
heartbit time in ms, range: 0..65535
ro
04h
largest sub index
ro
555555h
Argo Hytos
ro
00000001h
OpCom II
ro
ro
Device dependant
ro
Device dependant
ro
05h
largest sub index
rw
COB-ID used by PDO, range: 181h..1FFh, can be 180h+NodeID changed while not operational
rw
FFh
cyclic+synchronous, asynchronous values: 1-240, 254, 255
rw
1F4h
event timer in ms for asynchronous TPDO1, value has to be a multiple of 50 and max 12700
ro
05h
largest sub index
rw
COB-ID used by PDO, range: 281h..2FFh, can be 280h+NodeID changed while not operational
1
COB-ID
unsigned 32
2
transmission type
unsigned 8
rw
FFh
cyclic+synchronous, asynchronous values: 1-240, 254, 255
5
event timer
unsigned 16
rw
1F4h
event timer in ms for asynchronous TPDO2 range: 0..65000
Transmit PDO3 Parameter
record
5. Komunikace
Number of entries
unsigned 8
1
ro
05h
COB-ID
unsigned 32
rw
COB-ID used by PDO, range: 381h..3FFh, can be 380h+NodeID changed while not operational
2
transmission type
unsigned 8
rw
FFh
cyclic+synchronous, asynchronous values: 1-240, 254, 255
5
event timer
unsigned 16
rw
1F4h
event timer in ms for asynchronous TPDO3 range: 0..65000
TPDO1 Mapping Parameter
record ro
05h
largest sub index
co
20000220h
co
20010108h
co
20010208h
co
20010308h
co
20010408h
ro
05h
co
20000220h
co
20020108h
co
20020208h
co
20020308h
co
20020408h
ro
05h
largest sub index
co
20000120h
Betriebsstundenzähler, 4 Byte
co
20030108h
Öl-Zustandsbitsbits, 1 Byte
co
20030708h
Messbits, 1 Byte
co
20030808h
Senzorstatusbits, 1 Byte
0
1A00h 0 1 2 3 4 5
Number of entries PDO Mapping for 1st app obj. to be mapped PDO Mapping for 2nd app obj. to be mapped PDO Mapping for 3rd app obj. to be mapped PDO Mapping for 4th app obj. to be mapped PDO Mapping for 5th app obj. to be mapped TPDO2 Mapping Parameter
1A01h 0 1 2 3 4 5
Number of entries PDO Mapping for 1st app obj. to be mapped PDO Mapping for 2nd app obj. to be mapped PDO Mapping for 3rd app obj. to be mapped PDO Mapping for 4th app obj. to be mapped PDO Mapping for 5th app obj. to be mapped TPDO3 Mapping Parameter
1A02h 0 1 2 3 4
Number of entries PDO Mapping for 1st app obj. to be mapped PDO Mapping for 2nd app obj. to be mapped PDO Mapping for 3rd app obj. to be mapped PDO Mapping for 4th app obj. to be mapped
unsigned 8 unsigned 32 unsigned 32 unsigned 32 unsigned 33 unsigned 32
largest sub index
Betriebsstundenzeitstempel der Messung, 4 Byte ISO4µm, 1 Byte im 2001h, sub 01 ISO6µm, 1 Byte im 2001h, sub 02 ISO14µm, 1 Byte im 2001h, sub 03 ISO21µm, 1 Byte im 2001h, sub 04
record unsigned 8 unsigned 32 unsigned 32 unsigned 32 unsigned 33 unsigned 32
largest sub index Betriebsstundenzeitstempel der Messung, 4 Byte SAE4µm, 1 Byte im 2002h, sub 01 SAE6µm, 1 Byte im 2002h, sub 02 SAE14µm, 1 Byte im 2002h, sub 03 SAE21µm, 1 Byte im 2002h, sub 04
record unsigned 8 unsigned 32 unsigned 32 unsigned 32 unsigned 32
25
5. Komunikace
5
0 2000h 1 2
0 1 2001h
2 3 4
0 1 2002h
2 3 4
0
2003h
26
PDO Mapping for 5th app obj. to be mapped
unsigned 32
Time related parameters of record the senzor unsigned Number of entries 8 unsigned Počítadlo provozních hodin 32 Časové razítko provozních unsigned hodin měření 32 Měření ISO record unsigned Number of entries 8 unsigned ISO4µm 8 unsigned ISO6µm 8 unsigned ISO14µm 8 unsigned ISO21µm 8 Měření SAE record unsigned Number of entries 8 unsigned SAE4µm 8 unsigned SAE6µm 8 unsigned SAE14µm 8 unsigned SAE21µm 8 Condition Monitoring array Bitfield unsigned Number of entries 8
1
Oil specific bits
2
reserved
3
reserved
4
reserved
5
reserved
6
reserved
unsigned 8 unsigned 8 unsigned 8 unsigned 8 unsigned 8 unsigned 8
co
20040008h
Teplota 1 Byte
ro
02h
largest sub index
ro
Senzor up time in seconds
ro
Časové razítko posledního měření
ro
04h
largest sub index
04h
largest sub index
08h
largest sub index
ro ro ro ro
ro ro ro ro ro
ro
ro
ro ro ro ro ro
0 překročena hranice koncentrace 1 velký průtok 2 malý průtok
5. Komunikace
7
2004h 2020h
Measurement info
unsigned 8
ro
0 Messung läuft 1 Messmodus auto 2 Messmodus I/O 3 Messmodus manuell 4 Alarmmodus Filter / Standard
8
Senzor alarm
unsigned 8
ro
0 Laserstrom hoch 1 Laserstrom niedrig 2 Photospannnung hoch 3 Photospannung niedrig 4 Temperatur hoch 5 Temperatur niedrig
0
Senzor Temperature
signed 8
ro
Oil temperature in °C
Commando
unsigned 8
wo
1 = Start měření 2 = Konec měření
Tabulka 5.2: Seznam objektů, souvisejících s komunikací
27
6. Odstraňování poruch
6. Odstraňování poruch Porucha: žádná komunikace (ComPort) nebo výstupy proudu < 4mA Příčina
Opatření
Kabel není správně připojen
Zkontrolujte nejprve správné elektrické zapojení snímače – kabelu elektrického napájení a kabelu pro přenos dat. Dodržujte prosím předepsané zapojení konektoru.
Provozní napětí leží mimo předepsaný
Napájecí napětí snímače musí ležet
rozsah
v rozsahu mezi 9 V a 33 V DC.
Porucha: žádná sériová komunikace Příčina
Opatření
Konfigurace rozhraní je chybná
Zkontrolujte a případně upravte nastavené parametry rozhraní (9600, 8,1, N, N). Zkontrolujte komunikaci pomocí terminálního programu případně použijte tester rozhraní.
Zvolen nesprávný komunikační port
Zkontrolujte a zvolte správný komunikační port (např. COM1)
Chybný tvar příkazů senzoru
Zkontrolujte správný tvar příkazů senzoru. Dbejte obzvlášť na psaní velkých a malých písmen.
Tlačítko NumLock je deaktivováno
Aktivujte tlačítko NumLock
Zajišťovací tlačítko se zaseklo (velká písmena)
Deaktivujte psaní velkých písmen
Kabel je špatný nebo vadný
Pokud možno používejte datové kabely ARGO-HYTOS
Porucha: u všech velikostí se znázorňují identické čistoty Příčina
28
Opatření
6. Odstraňování poruch
Vzduch v oleji
OPCom II zapojit na straně tlaku
Zvětšit vzdálenost snímače od čerpadla
Porucha: chybné měření analogových proudových výstupů Příčina
Opatření
Byl měřen chybný parametr.
Opravte přiřazení naměřených hodnot k výstupům proudu.
Porucha: proud laseru vysoký / fotonapětí nízké Vzduch v oleji
Měřící buňka je znečištěná
OPCom II zapojit na straně tlaku
Zvětšit vzdálenost od čerpadla
očistěte OPCom II čistým olejem nebo ředidlem jako např. isopropanolem.
Tabulka 6.1: Přehled poruch a jejich odstranění
29
7. Příslušenství
7. Příslušenství Napájecí adaptér Popis:
Napájecí adaptér snímače 24V umožňující připojení ke kabelu pro přenos dat SCSO 100-5030 obj. č.:
SCSO 100-5080
Konektor Popis:
8-pólový, stíněný konektor M12 vhodný pro průměr kabelu 6…8 mm, stupeň krytí IP67, rozsah teplot -40°C … 85°C obj. č.:
SCSO 100-5010
Sériově vyráběný kabel pro přenos dat s konektorem snímače a otevřeným koncem Popis:
stíněný kabel snímače, stupeň krytí IP67, rozsah teplot -20°C...85°C, olejiodolný, strana 1 – zastříknutý konektor senzoru, strana 2 - 8 jednotlivých žil obj. č.:
SCSO 100-5020
Sériově vyráběný kabel pro přenos dat a pro připojení k počítači / 9ti pólový D-Sub-konektor Popis:
stíněný kabel snímače, stupeň krytí IP67, rozsah teplot -20°C…85°C, odolný proti působení oleje, strana 1 – konektor snímače, strana 2 – 9 kolíkový D-Subkonektor a zásuvka pro konektor napájení (síťová část se musí objednat zvlášť!) obj. č.:
SCSO 100-5030
Převodník USB / RS232 Popis:
Převodník - adaptér pro konverzi sériového rozhraní RS232 na „Universal Serial Bus“ (USB). Přes USB je možno oslovit více senzorů najednou. obj. č.:
30
SCSO 100-5040
