PROVOZNÍ MANUÁL
Převodník pro montáž do hlavice odporových teploměrů SITRANS TH100 7NG3211-0*N00
srans
SIEMENS SITRANS TH100 7NG3211--0*N00
Převodník pro montáž do hlavice odporových teploměrů Provozní manuál
www.siemens.com/sitranst www.siemens.cz/ad
Výstraha
!
znamená, že nerespektování nezbytných bezpečnostních upozornění může vést k usmrcení, vážnému úrazu a/nebo značným škodám na majetku. Varování znamená, že nerespektování nezbytných bezpečnostních upozornění může vést k méně závažnému úrazu a/nebo značným škodám na majetku. Poznámka je důležitá informace o vlastním produktu a zacházení s ním nebo označení části manuálu, které by měla být věnována zvláštní pozornost. Za účelem jasnosti manuál neobsahuje detailní informace o všech typech produktů a nemůže zahrnovat všechny myslitelné případy instalace, provozu nebo údržby. Požadujete-li další informace nebo se vyskytnou problémy, které nejsou v tomto manuálu dostatečně vysvětleny, můžete pro získání nezbytných informací kontaktovat vaší lokální pobočku Siemens. Rovněž chceme upozornit na skutečnost, že obsah tohoto manuálu není součástí předchozích nebo současných dohod, certifikátů nebo právních vztahů ani jejich doplňkem. Všechny povinnosti Siemens AG vyplývají z kupní smlouvy, která rovněž obsahuje úplné a výhradně platné záruční ujednání. Tyto smluvní záruční podmínky nejsou ani rozšířeny ani omezeny obsahem tohoto manuálu. Obsah vyjadřuje technický stav v době tisku. Tento stav podléhá technickým změnám v průběhu dalšího vývoje. Kvalifikovaný personál jsou osoby seznámené s instalací, sestavením, uvedením do provozu a provozováním produktu, které mají odpovídající kvalifikaci pro aktivity, jako jsou: • školení nebo instruktáž nebo autorizace pro provozování a údržbu přístroje/ systémů podle bezpečnostních zásad pro elektrické obvody, vysoké tlaky a korozívní média • školení nebo instruktáž podle zásad bezpečnosti při péči a použití vhodných bezpečnostních nástrojů • školení první pomoci
Ochranné známky
!
Všechny názvy se symbolem ® jsou registrované ochranné známky a jsou majetkem společnosti Siemens AG.
1 Popis přístoje 1.1 Oblast použití
Převodník SITRANS TH100 je vhodný pro měření spolu s odporovými teploměry Pt 100 ve všech průmyslových aplikacích. Jeho kompaktní velikost umožňuje montáž do hlavice typu B (dle DIN 43729) nebo větší. Výstupní signál je proudový 4 až 20 mA a odpovídá měřené teplotě. Parametery převodníku lze nastavit pomocí programu SIPROM T a komunikačního modemu SITRANS TH100/TH200. Pokud již vlastníte modem pro SITRANS TK (obj. číslo 7NG3190-KB), můžete s ním parametrovat i převodník SITRANS TH100. Verze převodníku s ochranou ”intrinsically safe” lze instalovat i do prostředí s nebezpečím výbuchu. Přístroje vyhovují normám Directive 94/9/EC (ATEX) a předpisům FM.
1.2 Vlastnosti přístroje ∆ Převodník ve dvouvodičovém provedení ∆ Instalace do hlavice typu B (dle DIN 43729) nebo větší a nebo na DIN lištu ∆ Programovatelné parametry: aktivace senzoru, měřicí rozsah, jednotky, TAG, analogový výstup, tlumení atd. ∆ Jiskrově bezpečné provedení pro prostředí s nebezpečím výbuchu
1.3 Informace na štítku přístroje Štítek přístroje obsahuje následující informace:
(1)
(7) (1) (2) (3) (4)
(2)
(6)
(3)
(5)
(4)
Výrobce Název přístorje Objednací číslo Pay attention to the operating instructions
(5) (6) (7)
Firmware verze Hardware verze Místo výroby
Obrázek 1: Štítek přístroje
1.4 Princip funkce Měřicí signál z odporového teploměru Pt100 (dvouvodičové, třívodičové, čtyřvodičové provedení) je zesílen na vstupním stupni. Napětí odpovídající vstupní proměnné je multiplexorem v analogově digitálním převodníku převedeno na digitální signál. V mikrokontroléru je digitální signál přepočítán dle charakteristiky senzoru a dalších parametrů (měřicí rozsah, tlumení atd.). Po uvedené úpravě je signál převeden v digitálně analogovém převodníku na výstupní proudový signál 4 to 20 mA. Vstupní a výstupní obvody jsou chráněny před elektromagnetickou interferencí pomocí EMC filtrů.
Uref
Ic 6
Pt100
5 4
A/D EMC_1 MUX µC
3
D/A Uref +1 U
I
EMC_2
Uaux, Iout
4 ... 20 mA --2
Vstup: Pt100
Pt100 odporový teploměr
EMC_1
vstupní stupeň s ochranami
Ic
zdroj konstantního proudu
MUX
Multiplexor
A/D
analogově digitální převodník
Výstup: D/A
digitálně analogový převodník
U/I
napěťový transformátor, proudový transformátor, zdroj napětí a zdroj referenčního napětí
EMC_2
výstupní stupeň s ochranami
Uaux
pomocné napětí
Iout
výstupní proud
Microkontrolér: µC
výpočetní funkce a ukládání všech parametrů
Obrázek 2: SITRANS TH100 - funkční schéma
2 Instalace 2.1 Instalace do hlavice VAROVÁNÍ Před instalací převodníku musí být dodrženo následující: - Převodník SITRANS TH100 je nutné instalovat do vhodného pouzdra. - Stupeň krytí a materiál pouzdra se musí shodovat s příslušnými požadavky. - Musí být dodrženy parametry okolí, které jsou uvedeny v tomto manuálu.
Převodník SITRANS TH100 může být upevněn na spodku připojovací hlavice nebo ve zvýšeném víčku hlavice.
Převodník
Obrázek 3: Upevnění převodníku ve zvýšeném víčku hlavice
Převodník Obrázek 4: Upevnění převodníku na spodku hlavice
!
VAROVÁNÍ Při instalaci přístroje v prostředí s nebezpečím výbuchu (Zóna 1) musí mít pouzdro převodníku krytí nejméně IP 54 (dle normy IEC 60529).
2.2 Instalace na DIN lištu a G lištu Převodník lze instalovat na DIN lištu 35 mm (dle DIN EN50022) nebo G lištu 32 mm (dle DIN EN50035). V tomto případě je nutný DIN adaptér pro montáž na lištu, který jde objednat jako příslušenství k převodníku pod objednacím číslem 7NG3092--8KA. Při instalaci na lištu je nutné respektovat podmínky okolí, které jsou uvedeny v tomto manuálu.
Obrázek 5: Upevnění převodníku na DIN lištu
Obrázek 6: Upevnění převodníku na G lištu
(1.99) (1.30)
(2.35)
(0.55)
Obrázek 7: Rozměry adaptéru na DIN lištu (7NG3092--8KA)
3 Elektrické připojení
!
VAROVÁNÍ Elektrické připojení v prostředích s nebezpečím výbuchu Musí být dodrženy předpisy a normy pro prostředí s nebezpečím výbuchu, které jsou platné ve Vaší zemi. V Německu je to např.: - předpis pro “Installation of electrical systems in hazardous areas”, dle normy DIN EN60079-14 (dříve VDE 0165, T1) - EC certifikát Pokud je nutný zdroj, doporučujeme kontrolu jeho parametrů, zda dané hodnoty odpovídají požadavkům pro provoz v prostředích s nebezpečím výbuchu.
∆ Připojení senzoru - viz. Obrázek 8 ∆ Napájecí zdroj Připojte vodiče od napájení na svorky ‘’1(+)’’ a ‘’2(--)’’, jak je naznačeno na Obrázku 8. Ujistěte se, zda je správně polarita (přístroj má ochranu proti přepólování). ∆ Připojovací kabely Max. průřez 2.5 mm2 Veďte signální kabely odděleně od vodičů s napětím větším než 60V. Použijte kroucené kabely. Vyvarujte se blízkosti velkých elektrických systémů nebo použijte stíněné kabely.
dvouvodičové připojení
třívodičové připojení 1)
Uaux +
čtyřvodičové připojení
1)
--
připojení zdroje napětí (Uaux)
Svorka 5 nemá u třívodičového připojení žádnou funkci a nesmí být připojena. Pokud si vyberete třívodičové připojení u čtyřvodičového odporového teploměru, elektricky izolujte nepoužitý čtvrtý vodič vedoucí ze senzoru.
Obrázek 8: Svorkovnice pro připojení odporových teploměrů Pt100 a napájení
3.1 Elektrické připojení v prostředích s nebezpečím výbuchu
Zóna 0 a 1 Převodník může být připojen pouze k zařízení, které je certifikováno jako jiskrově bezpečné v souladu s EC certifikátem. Parametry a limitní hodnoty jsou uvedeny v daných certifikátech.
Zóna 2 s typem ochrany “nL” – Limited energy Převodník smí být připojen pouze k následujícímu zařízení: ∆ zařízení je certifikováno jako jiskrově bezpečné dle kategorie 1 nebo 2. ∆ “nL” zařízení je certifikováno v kategorii 3 (limited energy). Maximální povolené vstupní napětí je Ui = DC 30 V. Musí být dodrženy i příslušné hodnoty kapacitance a induktance.
Zóna 2 s typem ochrany “nA” - Non-sparking Při instalaci musí být dodrženy podmínky pro daný typ ochrany. Maximální povolené vstupní napětí je U = 35 V ss.
(0.82)
3.2 Schéma připojení
(1.73) vnitřní průměr otvoru 6.3 mm upevňovací šrouby M4x25
(1.3)
svorky 1(+) a 2 (--)
napájení Uaux, výstupní proud Iout
svorky 3, 4, 5 a 6
Senzor (Pt100) (jednotlivá připojení – viz. Obrázek 8)
Obrázek 9: Schéma připojení
4 Uvedení do provozu Provozní parametry převodníku musí být nastaveny v souladu s požadavky měřené aplikace. Ujistěte se, že provozní parametry nejsou v rozporu s parametry, které jsou uvedeny na štítku přístroje. Pokud je převodník nainstalován v hlavici, je nutné po připojení senzoru a napájení uzavřít víčko hlavice. Po zapnutí napájení je převodník připraven k měření po cca. 10 s.
5 Funkce 5.1 Základní informace Pomocí parametrizačního softwaru SIPROM T lze provést u SITRANS TH100 následující operace:
nastavení hodnot proudového výstupu v případě překročení měřicího rozsahu uložení dat pro identifikaci měřicího místa nastavení parametrů senzoru (dvouvodičové, třívodičové, čtyřvodičové připojení) nastavení měřicího rozsahu, tlumení, jednotek teploty, offsetu nastavení hodnoty proudového výstupu v případě chyby (např. nefunkční senzor)
5.2 Hodnota proudového výstupu v případě chyby Signální kabely senzoru a elektronika převodníku jsou permanentně monitorovány. V případě chyby se na proudovém výstupu objeví hodnota, která je nastavena pro případ chyby. Hodnota „chybového proudu“ je volně nastavitelná v intervalu 3,6 až 23 mA.
5.3 Přerušení vodičů senzoru U všech vodičů senzoru je neustále sledována možnost jejich přerušení. V případě chyby (přerušení vodiče) se na analogovém výstupu objeví naprogramovaný „chybový proud“. Kontrola přerušení vodičů nelze vypnout.
5.4 Kontrola zkratu Senzor připojený k převodníku je neustále sledován na možnost zkratu. Zkratový proud senzoru se vyskytne, pokud je měřený odpor připojeného senzoru Pt100 menší než 10 Ω. Na analogovém výstupu je v případě zkratu naprogramovaná hodnota „chybového proudu“.
Kontrola zkratu nelze vypnout. Limit pro zkratový proud je nastaven na 10 Ω a rovněž nelze změnit, ani vypnout.
5.5 Kompenzace vedení Kompenzace vedení je nutná, pokud je vstup z Pt100 dvouvodičový. Úprava je prováděna numerickým nastavením měřeného celkového odporu vedení.
5.6 Typy charakteristik senzoru (stoupající nebo klesající) Charakteristiku senzoru na analog. výstupu (4-20 mA) lze zvolit jako klesající nebo stoupající. Volba typu charakteristiky senzoru je definována následovně: ∆ stoupající charakteristika: Hodnota rozsahu je vyšší než počáteční hodnota ∆ klesající charakteristika: Hodnota rozsahu je nižší než počáteční hodnota
6 Parametrizace přes modem a PC
POZNÁMKA Parametry převodníku SITRANS TH100 lze nastavit pouze v režimu off-line pomocí modemu SITRANS TH100/TH200 a softwaru SIPROM T. Před tímto nastavováním parametrů musíte odpojit proudovou smyčku 4-20 mA.
Pro nastavení převodníků je nutný modem SITRANS TH100/TH200 pro připojení převodníku k počítači a software SIPROM T. Napájení převodníku je zabezpečeno: - přes USB port z počítače (v případě USB modemu) - externím napájecím zdrojem (v případě RS232 modemu)
Konektor pro zdroj 6V COM1
COM2
USB kabel (součást dodávky)
COM 3
COM2
COM 4
COM 3
USB
COM 4 USB
PC PC
POWER Comm. Error
-- (mínus) (černý)
+ (plus) (červený)
+
Modem pro SITRANS TH100/TH200 přes USB 7NG3092--8KU
--
Obrázek 10: Parametrizace převodníku SITRANS TH100 přes USB modem
.
POWER Comm. Error
+ (plus) (červený)
Modem pro SITRANS TH100/TH200 přes RS232 7NG3092--8KM
-- (mínus) (černý)
+
--
Obrázek 11: Parametrizace převodníku SITRANS TH100 přes RS232 modem
POZNÁMKA Pokud vlastníte modem pro převodníky SITRANS TK” (objednací číslo 7NG3190--6KB), lze s ním parametrovat i převodník nové řady SITRANS TH100.
7 Technická data VSTUP Odporový teploměr měřená veličina typ vstupu charakteristika typ připojení rozlišení přesnost měření měřicí rozsah < 250°C (450°F) měřicí rozsah > 250°C (450°F) opakovatelnost měřený proud měřicí cyklus měřicí rozsah měřicí rozpětí jednotky Offset odpor vedení potlačení šumu VÝSTUP výstupní signál napájení max. zátěž překročení rozsahu
teplota Pt100 dle IEC 60751 lineární k teplotě dvouvodičové, třívodičové, čtyřvodičové připojení 14 bit < 0,25 °C (0.45°F) < 0 ,1% z měřicího rozsahu < 0,1°C (0.18°F ) průměrně 0,4 mA < 0,7 s - 200 ... 850°C (- 328 ... 1562°F ) 25 ... 1050°C (77 ... 1922°F) °C nebo °F programovatelný: - 100 ... +100°C (-180 ... 180°F) max. 20 Ω (celkový odpor všech vodičů) 50 a 60 Hz
doba tlumení ochrana rozlišení přesnost při 23 °C
4 ... 20 mA, dvouvodičový 8,5 ... 36 V ss (30 V v Ex prostředí) (Uaux - 8.5 V) / 0.023 A 3,6 mA ... 23 mA plynule nastavitelný (přednastavené meze: 3,84 mA ... 20,50 mA) 3,6 mA to 23 mA, plynule nastavitelný (přednastavená hodnota: 3,6 mA nebo 22.8 mA) 0 ... 30 s proti přepólování 12 bit < 0,1% z m ěřicího rozsahu
vliv teploty
max. 0.1% / 10°C (0.1% / 18°F )
vliv napájení vliv zátěže dlouhodobý drift
< 0,01% z měřicího rozsahu / V <0,025% z maximálního měřicího rozsahu / 100 Ω <0,025% z maximálního měřicího rozsahu v prvním měsíci <0,035% z maximálního měřicího rozsahu po jednom roce <0,05% z maximálního měřicího rozsahu po pěti letech
chybový signál (v případě chyby senzoru)
PODMÍNKY OKOLÍ okolní teplota teplota při skladování relativní vlhkost elektromagnetická kompatibilita chyba v důsledku vlivu EMC (při instalaci v kovové hlavici senzoru) ESD dle EN 61000- 4-2
- 40 ... +85°C (- 40 ... +185°F ) - 40 ... +85°C (- 40 ... +185°F ) ≤ 98% dle normy EN 61326-2 a NAMUR NE21
< 0,10% z měřicího rozsahu
vysokofrekvenční záření dle EN61000-4-3 vysokofrekvenční buzení dle EN 61000-4-6
< 1,0% z měřicího rozsahu < 0,3% z měřicího rozsahu
Vyšší chyba měření může být při instalaci převodníku na DIN lištu zapříčiněna vzájemnými interferencemi s dalšími elektrickými zařízeními.
KONSTRUKCE hmotnost rozměry materiál průřez kabelů stupeň krytí pouzdro svorky
CERTIFIKÁTY provoz ve státech Evropské unie EC certifikát ochrana typu “jiskrová bezpečnost” dle ATEX ochrana dle “non-sparking and power-limited resources” provoz v USA a Kanadě FM osvědčení PID 3024169, platné pro USA a Kanadu (cFMus) druhy ochrany
50 g viz. Obrázek 12 plast max. 2,5 mm2 (AWG 13) dle IEC 60529 IP 40 IP 00
PTB 05 ATEX 2049X II 1 G EEx ia IIC T6/T4 II 2 (1) G EEx ia/ib IIC T6/T4
II 3G EEx nAL IIC T6/T4
IS Cl I, II, III, Div 1, GP ABCDEFG T4/T5/T6 IS Cl I, ZN 0.1 AEx ia IIC T4/T5/T6 NI Cl I, II, III, Div 2, GP ABCDFG T4/T5/T6 Cl I, ZN 2, GP IIC T4/T5/T6
8 Údaje pro objednávání označení
objednací číslo
převodník SITRANS TH100 pro instalaci do hlavice senzoru typu B (DIN 43729), dvouvodičové provedení 4 až 20 mA, programovatelný, do prostředí BNV
7NG3211--0NN00
s ”protection typ -intrinsically safe” – jiskrová bezpečnost -- EEx ia (ATEX) -- FM (cFMUS)
7NG3211--0AN00 7NG3211--0BN00
Modem pro SITRANS TH100 a TH200 včetně parametrizačního softwaru SIPROM T s USB rozhraním
7NG3092--8KU
s RS232 rozhraním
7NG3092--8KM
CD “SITRANS T – převodníky teploty” obsahující dokumentaci v němčině, angličtině, španělštině, francouzštině, italštině, portugalštině a parametrizační software SIPROM T
A5E00364512
adaptér pro montáž na DIN lištu (balení obsahuje 5 ks)
7NG3092--8KA
Dodatečná specifikace
doplňkové obj. číslo
doplňte obj. číslo o “-Z” a přidejte doplňkové obj. číslo nastavení parametrů (požadované parametry popsat v textu)
Y01
testovací protokol (5 měřicích bodů)
C11
Tovární nastavení -
Pt100 v třívodičovém připojení měřicí rozsah 0 ... 100°C (32 ... 212 °F) chybový proud v případě chyby 22.8 mA offset senzoru 0°C (0°fF) tlumení 0.0 s
(0.82)
9 Rozměry
(1.73) vnitřní průměr otvoru 6,3 mm upevňovací šrouby M4x25
(1.3)
svorky 1(+) a 2 (--)
napájení Uaux, výstupní proud Iout
svorky 3, 4, 5 a 6
Senzor (Pt100) (jednotlivá připojení – viz. Obrázek 8)
Obrázek 12: SITRANS TH100, rozměry v [mm]
10 Údržba Převodník je bezúdržbový.
11 Certifikáty Certifikáty jsou k dispozici na CD “SITRANS T – převodníky teploty”, které lze objednat zvlášť (obj. číslo A5E00364512) nebo je lze stáhnout z internetu (www.siemens.com/processinstrumentation/certificates), případně kontaktujte lokální zastoupení společnosti Siemens.
Hazardous location
Non-hazardous location
Cl I, DIV 1, GP A,B,C,D Cl II, DIV 1, GP E,F,G Cl III, DIV 1 Cl I, ZN 0,1 GP IIC
(+) see note 1
(-) see note 2
T6 @ Ta = -40°C ... +55°C T5 @ Ta = -40°C ... +70°C T4 @ Ta = -40°C ... +85°C Temperature Transmitter TH100 Connection head
+
1
_
For Intrinsic Safety application use approved associated apparatus or barrier
2
Entity parameters: Voc or Vt 30 VDC Isc or It 100 mA Po or Pt 0.75 W
see note 3 3
6 4
5
Ca > Sum (Ci) + Ccable La > Sum (Li) + Lcable PE
Entity parameters: Terminals 1(+), 2(-): Ui, Vmax = 30 VDC Ii, Imax = 100 mA Pi, Pmax = 0.75 W Li = 106 µH = 13 nF Ci Terminals 3, 4, 5, 6: Uo, Voc, Vt = 9.6 VDC Io, Isc, It = 7.6 mA Po , Pt = 12.5 mW Lo, La = 290 mH Co , Ca = 3.5 µF
Notes: 1. The nonintrinsically safe terminals (power rail) must not be connected to any device which uses or generates more than 250 Vrms or d.c. unless if has been determinated that the voltage has been adequately isolated. 2. The installation must meet the requirements of the National Electrical Code / Canadian Electrical Code 3. The SITRANS TH100 must be installed in a housing, e.g. Type B connection head
This document contains safety-relevant information based on technical standards (i.e. Norms, internal standards) or certifications that the apparatus is subject to and may only be altered with the approval of the norm expert (NFM) Scale:
Tol.:
Fab-Gr.:
SAP No.:
Engineering Obligation for Delivery Date:
Change No.: Revision:
1
Date of change:
FK:
14.03.2006
Product:
Edited by:
Pižeta
Temperature Transmitter SITRANS TH100
Approved by:
Sudeta
Type 7NG3211-0B***
Sheet
Control Drawing for DIV 1, Zone 0,1
of
Title: Modify by: Change for:
A & D PD
Siemens d.d.
1 2 Doc. Type:
Document No.:
C10145-A3-X2-33
Hazardous location
Non-hazardous location
Cl I, Zone 2, GP IIC Cl I, DIV 2, GP A, B, C, D Cl II, DIV 2, GP F, G Cl III, DIV 2
(+) see note 4
(-) see note 3
T6 @ Ta = -40°C ... +55°C T5 @ Ta = -40°C ... +70°C T4 @ Ta = -40°C ... +85°C Temperature Transmitter TH100 Connection head see note 5
+
1
_
Parameters for Zone 2 Limited Energy Applications and NI Field Wiring Apparatus Concept:
2
3
Uo,V oc, V t 30 VDC Io, Isc, It see note 2 Ca > Sum (Ci) + Ccable La > Sum (Li) + Lcable
6 4
5
Zone 2 Non-Sparking Applications and DIV 2 Applications:
PE
Entity parameters:
V max = 30 VDC Observe note 3!
Terminals 1(+), 2(-): Ui, Vmax = 30 VDC Ii, Imax see note 2 Li = 106 H Ci = 13 nF Terminals 3, 4, 5, 6: Uo, Voc, Vt = 9.6 VDC Io, Isc, It see note 2 Lo, La = 290 mH Co, Ca = 3.5 µF Functional Ratings: Inormal = 4 ... 20 mA
Zone 2 and Division 2 Installations (for Current Controlled Circuits): Note 1: The nonincendive field wiring concept allows interconnection of nonincendive field wiring apparatus with associated nonincendive field wiring apparatus not specifically examined in combination. Note 2: For current controlled circuits, the input current (Imax) of the receiving device need not match the output current (It or Isc) of the barrier or associated nonincendive field wiring apparatus source. Note 3: The installation must meet the requirements of the National Electrical Code / Canadian Electrical Code Note 4: The supply terminals must not be connected to any device which uses or generates more than 250 Vrms or d.c. unless adequately isolattion is used. Note 5: The SITRANS TH100 must be installed in a housing, e.g. Type B connection head
This document contains safety-relevant information based on technical standards (i.e. Norms, internal standards) or certifications that the apparatus is subject to and may only be altered with the approval of the norm expert (NFM) Scale:
Tol.:
Fab-Gr.:
SAP No.:
Engineering Obligation for Delivery Change No.:
Date:
Revision:
Edited by:
Pižeta
Approved by:
Sudeta
1
Date of change:
FK:
14.03.2006
Product:
Title: Modify by: Change for:
A & D PD
Siemens d.d.
Temperature Transmitter SITRANS TH100 Type 7NG3211-0B*** Control Drawing for DIV 2, Zone 2
Sheet
2 of
2 Doc. Type:
Document No.:
C10145-A3-X2-33
