MŰSZERKÖNYV
UVKSZ1 Folyadékszint-, sűrűség- és Határszintmérő
Típusszám: Szoftver verzió:
150--- V2.2
Gyártási szám: Gyártás kelte:
A műszerkönyvön és a terméken levő gyártási számnak azonosnak kell lennie!
A változtatás jogát fenntartjuk! 2014. március 20. Ellenőrizte:
1
Tisztelt Felhasználó! Kérjük, olvassa el ezt a műszerkönyvet, mielõtt a műszert felszereli. Személyi- és anyagi biztonság, valamint a műszer optimális teljesítõképessége érdekében a műszer felszerelése, használata vagy karbantartása előtt alaposan ismerje meg a műszerkönyv tartalmát!
TARTALOMJEGYZÉK oldal 1. RENDELTETÉS……………………………………………………………….3 2. A SZINTMÉRŐ FELÉPÍTÉSE………………………………………………4 3. MŰKÖDÉSI ELV……………………………………………………………...4 3.1. SZINTMÉRÉS…………………………………………………………….4 3.2. SŰRŰSÉGMÉRÉS……………………………………………………….6 3.3. HATÁRSZINTMÉRÉS……………………………………………………6 4. MŰSZAKI ADATOK…………………………………………………………..7 5. SZINTMÉRŐ MŰKÖDTETÉSÉNEK ISMERTETÉSE……………………11 5.1 NORMÁL MÓD (SZINTMÉRÉS)………………………………………..11 5.2 SZERVIZ MÓD……………………………………………………………14 5.3 A SZINTMÉRŐ TÁVMŰKÖDTETÉSE………………………………….17 6. TIPUSVÁLASZTÉK…………………………………………………………..22 7. CSOMAGOLÁS……………………………………………………………….25 8. ÜZEMBE HELYEZÉS………………………………………………………..25 9. GARANCIA……………………………………………………………………26 10. IDŐSZAKONKÉNTI HITELESÍTÉS………………………………………27 11. KARBANTARTÁS…………………………………………………………..27 12. BIZTONSÁGTECHNIKAI ELŐÍRÁSOK………………………………….28
2
1. RENDELTETÉS A MÉRŐMŰSZER alkalmas folyadékszint,- sűrűség,- és határszint pontos mérésére, valamint két méréshatár és azon belül tetszés szerint beállítható két alsó és két felső szintmagasság értékét jelző vagy vezérlő áramkör kapcsolására. A határszintmérés, két egymással nem elegyedő különböző sűrűségű folyadék közös szintmagasságának mérése pl. víz-benzin, víz-kőolaj. A műszer egyedülálló konstrukciója, megtartva a műszer pontosságát, lehetővé teszi folyadékzár alkalmazását, mely megakadályozza káros anyagok feljutását a mérődob terébe. A műszer mérődob terébe felszálló vízpára például kijegesedést okozhat 0 oC alatti környezeti hőmérséklet esetén, ami működésképtelenné teheti a műszert. A működési elvéből következően a műszer független a mérődobmozgatás, a mágneskuplung, a mechanikai szerkezet, csapágyak súrlódásából származó, hiszterézist okozó surlódó erőktől. Ezek egyedülálló tulajdonságok, továbbá az is, hogy a mérőhuzal a felerősítő karima központjában egy helyben mozog le/fel. Igy hiteles mérés esetén a tartályban lévő műszert tartó „perforált állócső”-ben elhelyezett hőmérő (átlaghőmérő) nem zavarja a műszer érzékelő-tárcsájának a működését. Opcionálisan lehetőség van: mérőhuzalvezető szerelvény, folyadékzár alkalmazására az üzemvitel előnyös kiszolgálására, mindig az igényeknek megfelelő mérőhuzalok alkalmazására ( 0,3 mm… stb.). A műszer a beépített kódadó és vezérlő egysége révén alkalmas a mért adatok továbbítására az ellenőrző központba, valamint a központból vezérelve különböző üzemmódok átváltására. A hatóság (pl. OMH) által lezárt mérőműszer helyszíni működtetése mágneses csatolású szervizcsatornán keresztül is történhet. Ellenőrzése és átkapcsolása különböző funkciókba elvégezhető a felszerelés helyén, a tokozat felnyitása és a központi számítógép igénybevétele nélkül. A fentiekben ismertetett konstrukció ill. rendszer, beleértve a központi számítógépet is, garancia arra, hogy a lepecsételt műszer kívülről nem manipulálható, a hitelesítés részét képező állandók, paraméterek, belső számítások kívülről nem változtathatók a számítógépről/ben sem, csak a hitelességet jelző plomba felnyitása után. A műszer az EN szabvány által előírt a tartályba beépített perforált állócső és az alsó és felső kalibrálási szintek kiépítése esetén a hiteles elszámoláshoz, az üzemi hiteles méréshez a feltételeket kielégíti. A KÖZPONTI SZÁMÍTÓGÉP közvetlen kapcsolatban van - közbenső jelfeldolgozó, átalakító egységek nélkül - a hitelesített adatokat szolgáltató szintmérővel. A számítógép csupán vezérlő parancsokat ad, adatokat kérdez le, a kapott adatokból elvégzi a szükséges számításokat, illetve megjeleníti azokat felhasználó igény szerint: például a jövedéki elszámolás követelményeinek megfelelően. A műszerek mindegyike robbanásbiztos kivitelben készül: nyomásálló tokozású a szervotér, fokozott biztonságú a villamos csatlakozó tér. Ezzel általánosan 3
alkalmazható olaj,- gáz-, vagy vegyipari tartályokon. Természetesen ott is beépítésre kerülhet, ahol nincs robbanásveszély. Az Országos Mérésügyi Hivatal a mérőeszköz típusvizsgálatát elvégezte, a típusvizsgálat eredményeként a hitelesítési engedélyt kiadta. Ennek alapján a joghatáshoz (elszámolás) fűződő mérésekhez használt műszereket hitelesíttetni kell az OMH-val a kiadott típusvizsgálati jegyzőkönyvben leírtak szerint. 2. A SZINTMÉRŐ FELÉPÍTÉSE A szintmérő hitelesített mérődobjának mágneses csatolású tengelyére közvetlenül felszerelt inkrementális szabadalmaztatott optikai kódadó (Portescap gyártmány, Svájc) gondoskodik a leengedett mérőhuzal hosszának pontos meghatározásáról. A feldolgozás 16 biten történik. A mérőhuzalban fellépő erőt, illetve annak változását mely az úszóra ható felhajtó erő hatására változik - nagypontosságú hő-és linearitás kompenzált erőmérő fokozat dolgozza fel. Az egyes működési funkciókhoz tartozó, előre beállított erőérték és a mért erőérték eltérése vezérli a mérődobot forgató egyenáramú szervómotort. A kódadó jelének feldolgozása, a szükséges mérőhuzalkompenzációk, az adatok távadható formára konvertálása, illetve a feldolgozó számítógép parancsainak feldolgozása a műszerben levő központi mikrokontrollerben történik. A szint, illetve sűrűség adatok a beépített kijelzőn közvetlenül leolvashatók. Az adatok távadására szolgáló illesztő egység max. 1,2 km-re történő adatátvitelt tesz lehetővé RS 485 rendszerben. A műszer max 4, előre programozható jelzési szint kiadására is fel van készítve. A ki-és bemeneti csatornák védelméről az Rb térben túlfeszültség védő (villámvédő) egység gondoskodik. A hatóság (pl.OMH) által lezárt szintmérő helyi működtetése mágneses működtetésű kapcsolókkal történik. A műszer ellenőrzése és a különböző funkciókba történő átkapcsolása a felszerelés helyén a tokozat megbontása és a központi számítógép igénybevétele nélkül elvégezhető. 3. MŰKÖDÉSI ELV
3.1. SZINTMÉRÉS A műszer a követő szabályozás elvén működik, villamos segédenergiával. A folyadékszint mérése analóg, amelyet a műszer számlálójával mutat és intelligens kódadójával digitálissá alakítva továbbít a központi adatgyűjtőhöz. A műszerben levő szabályozási kör integráló jellegű. A működés az elvi felépítési vázlaton követhető (lásd 1. ábra). A folyadékszint változáskor a (4) rugóval kiegyensúlyozott, a (2) mérődobról terelő görgőn átvezetett mérőhuzalon függő (1) érzékelő test elmozdul és elfordítja a (21) technológiai térben a tengelyen levő (5) kart. A karon fellépő erő változását a (20) szervo térben levő nyomórúd közvetíti a (6) villamos erőátalakítóra - melynek villamos jele a szervo előerősítő bemenetére kerül. Az előerősítő a beállított alapjellel összehasonlítva vezérli a (11) motorvezérlő egységet az egyensúlyi helyzet 4
helyreállításának érdekében, azaz a szintváltozás irányának megfelelően működteti a motort. A (7) motor a (9) csigahajtáson keresztül addig forgatja a csigakerék tengelyével mágneses csatolásban levő (2) mérődobot, amíg az a mérőhuzal közvetítésével az (5) kart ismét egyensúlyi helyzetbe állítja. A motor áttételen keresztül működteti a (8) szintmagasság kijelző szerkezetet, valamint a (10) kódadót, s így mozgása a mérődob elfordulásával összhangban történik. A (8) kijelzőn a mért szintmagasság leolvasható 0,1 mm-es pontossággal. A felhasználó a szint (és sűrűség) adatokat a szintmérő ablakán keresztül az (17) elektronikus kijelzőn olvashatja le, 0,5 mm-es pontossággal.
1. ábra
5
3.2. SŰRŰSÉGMÉRÉS Sűrűségméréskor az (1) érzékelő testet a tárolt folyadékban a kívánt szintmagasságra vezérelve, majd a szervo rendszert kiiktatva a műszer erőmérő állapotba kerül. A (18) sűrűség kijelző a folyadéksűrűségtől függő, felhajtóerővel arányos sűrűség értéket jelez ki. Értéke 400 ... 1000 kg/m3 között van kalibrálva.
az érzékelő testre ható
Az (17) elektronikus kijelző az érzékelő test magassági helyzetét is megadja.
3.3. HATÁRSZINTMÉRÉS Határszintmérésnél az érzékelő test a nagyobb sűrűségű (pl. víz) közeg felszínének ütközve abba belemerül. A bemerülés mélysége az érzékelő testet terhelő mérőhuzalsúlynak is függvénye. (Lásd a 4. Műszaki adatok - járulékos hibák).
6
4. MŰSZAKI ADATOK Főbb műszaki jellemzők Mérési tartomány
0 ... 20.000 mm 0 …30.000 mm opcionális 1 mm 0,2 mm 2 mm
Mérési pontosság Érzékenység Határszintmérés pontossága
min.100 kg/m3 sűrűségkülönbség esetén
Sűrűségmérés tartománya Sűrűségmérés pontossága Szintváltozás követési sebesség Tápfeszültség Felvett teljesítmény Környezeti hőmérséklet tartomány Villamos érintésvédelmi mód Védettség Védelmi mód Engedély száma Relatív nedvességtartalom Tárolási hőmérséklet tartomány A műszer tömege Csatlakozó karima mérete: Felépítés Csatlakozóház anyaga Mérődob,fedél,gyűrű anyaga Mágneskoszorú anyaga Úszó anyaga
0 – 1000, kalibrálva: 400 – 1000 kg/m3 5 kg/m3 kb. 800 mm/perc 48 V +10-15%, 50 Hz 25 VA -20 ... + 60oC (EExd) -50…+60oC (EExd) III. A (MSZ 172) IP 65 (MSZ 806, MSZ IEC 529) EEx de[ia] IIB T6 (MSZ EN 60079-0:2007; 60079-1:2004; 60079-7:2004)
BKI Nr Ex-99.C.387 30 ... 90% -50 ... +60oC kb. 32 kg NA 40
rozsdam. acél 6x5CrNiMo19-11-2 (W.Nr.1.4409) rozsdam. acél 6x5CrNiMo19-11-2 (W.Nr.1.4409)
rozsdam. acél 6x5CrNi18-11(W.Nr.1.3960) DIN EN 10 025 szerint
Mérőhuzal anyaga
rozsdam. acél ANSI 316Ti (W.Nr.1.4571) rozsdam. acél x5CrNiMo
Mérődobház üzemi nyomása
1 bar, opcionálisan 6, 16, 25 bar
A szintmagasságjelző és méréshatárjelző kapcsolók 2 - 2 db relé -típusa: M3-5H Meiser -érintkezőinek anyaga: Ag-Pd -élettartama: 500000 kapcsolás/1A 24V DC -terhelhetősége: max. 1A 24V DC, 0,5A 120V AC Adatátvitel Kódolás Adatátviteli sebesség Adatvédelem Szigetelési feszültség Villámvédelem (másodlagos) Adatátvíteli távolság
soros, MODBUS RTU 1200–19200Baud (alapbeállítás 2400Baud) CRC 500 Veff aktív elemekkel és leválasztó transzformátorral
1200 m (Rmax 100 ohm, Cmax 100nF) kéthuzalos sodort érpáron 7
Ajánlott kábel:
EIA. RS-485 szerint: sodrott érpár árnyékolással 24AWG keresztmetszettel névleges kapacitás: 42 pF/m névleges impedancia: 120 ohm Vevőműszer számítógép Továbbítható teljes méréshatár 32000,0 mm, 0,5 mm felbontással Adatátviteli eltérés az elektronikus számkijelzőn, ill. a központban mutatott diszkrét mm-értékek között kisebb, mint 0,5 mm Kódelem érzékelő kontaktusmentes Referencia feltételek Tápfeszültség Környezeti hőmérséklet A mért közeg sűrűsége folyadékszint mérésnél sűrűségmérésnél határszintmérésnél Érzékelő test átmérő
48 V 5%, 50 Hz 20 5 oC 800 kg/m3 1000 kg/m3 olaj - víz de min. 150 kg/m3 100 mm
2. ábra
8
Járulékos hibák szintmérésnél A hőmérséklet változása és a mérőhuzal hosszának változása közötti összefüggés számítása: H= -1710-6 H(t - tR) ahol H - a mérőhuzal hosszának változása (m) -6 1710 - a mérőhuzal tágulási együtthatója (m/moC) H - a mérőhuzal hossza a mérődob és mért szint között (m) t - a tartály belsőtéri hőmérséklete (oC) tR - referencia hőmérséklet (oC) A hőmérsékletváltozás befolyása a mérésre Hőmérsékletváltozás hatására a mérőhuzal hossza megváltozik. Ha a szintmérő a mérőhuzallal azonos anyagú (nem rozsdásodó, saválló acél), alultámasztott, perforált állócsőre van szerelve, akkor a mérőhuzal hőmérsékletváltozás okozta hosszváltozása kompenzálódik. Sűrűségváltozás okozta járulékos hiba A mérőhuzalsúly változás hatása ki van kompenzálva C0=800 g/cm3 sűrűséghez. Ettől eltérő sűrűség esetén a szintmérésben jelentkező járulékos hiba a következő egyenlettel számítható: l mh 0 1 l x0 A0 1
ahol: ∆l x0 l mh A o 1
- járulékos hiba [cm] - az érzékelő elem bemerülése a legmagasabb mérési foly.szinten [cm] - a referenciasík (felső) és a mért szintmagasság különbsége [m] - 1 m hosszú mérőhuzal tömege [g] – mh = 0,332 g (0,23 mm mérőhuzal) - az érzékelő elem keresztmetszete a bemerülés mélységében [cm2] - referencia sűrűség, (melyre a mérődobot kalibrálták = 0,8 g/cm 3 ) - a mért-szintmagasságon a folyadékszint sűrűsége [g/cm3]
Például:
x0 = 0,1cm; l=10m; m=0,332g (0,23 mm mérőhuzal) A= 78,5 cm2 (100 mm-es érzékelőtest); o = 0,8 g/cm3; 1 = 0,9 g/cm3
9
10 0,332 0,8 0,9 l 0,1 0,0169 cm 78,5 0,8 0,9
tehát, miután a sűrűség növekedett, az érzékelő 0,16 mm-rel kiemelkedik a folyadékból, a műszer ennyivel magasabb szintet jelez. A hőmérséklet változás befolyása a sűrűségmérésre: 0,2%/10oC Járulékos hibák határszint mérésnél A hőmérséklet változása és a mérőhuzal hosszának változása közötti összefüggés; lásd: járulékos hibák szintmérésnél. A hőmérséklet változás befolyása a mérésre: lásd járulékos hibák szintmérésnél. Hosszmérés korrekció: (lk - lét) x 0,0869/m Korrekciós érték meghatározása az érzékelő test magasságában a lecsévélt huzalhossz (lk - lét) függvényében: Hh [mm] = 0,056 x (lk - lét) [m]
10
5. SZINTMÉRŐ MŰKÖDTETÉSÉNEK ISMERTETÉSE A szintmérő a felszerelés helyén kézi működtetéssel vagy a központi adatgyűjtő és feldolgozó számítógép segítségével működtethető. (ld. 1. és 2. fejezet) Miután a szintmérő az érzékelőtesttel együtt felszerelésre került, valamint a kábelek bekötése megtörtént, csatlakoztatni kell a tápfeszültséget. Ekkor a műszer automatikusan végrehajtja a következő inicializálási lépéseket: A készülékben található mikrokontroller az EEPROM memóriából beolvassa a kalibrálási adatokat. Megkeresi a felső referencia sík helyzetét majd nullázza a szintmérés elektronikus számlálóját. Normál üzemmódra vált és automatikusan megkeresi az aktuális folyadék szintet. A szintmérő üzemmódjai 5.1 NORMÁL MÓD (SZINTMÉRÉS) Az inicializálást követően a szintmérő üzemkész és folyamatosan méri a folyadék szintet amit a folyadék-kristályos (LCD) kijelzőjén megjelenít (0,5 mm-es felbontással) a tartály sorszámával együtt (4. ábra). Amint az úszó elérte az aktuális folyadék szintet, működésbe lép a vész-szint figyelés, ami két max. és két min. szint átlépését jelezi relék be ill. kikapcsolásával (ld. még a szintmérő MODBUS szerinti regiszterkiosztása fejezet táblázatát). Az üzemmódból kilépve, a vész-szint figyelés kikapcsolódik, a vész-szint relék kilépés előtti állapotukban maradnak. Ebből az üzemmódból három további üzemmód valamelyike érhető el: kézi vezérlés, szerviz mód, távműködtetés. A kézi működtetés egy speciális beavatkozó eszköz (mágnes) segítségével robbanás veszélyes környezetben is végezhető: a mágnessel négy kapcsolót „nyomógombot” működtethetünk, melyek egy menürendszer elemeit alkotják. Az egyes nyomógombok funkciója a normál mód kivételével a kijelzőről leolvasható. Normál módban a nyomógombok funkciói a 3. árán láthatók. A nyomógombok működtetéséhez érintsük a mágnest kb. egy másodpercre a készülék házon lévő mélyedésbe.
11
3. ábra Nyomógombok Kézi vezérlés Normál módból, a jobb szélső gombbal egy menürendszert (Főmenü) aktiválhatunk amelyből kiválaszthatjuk a kívánt üzemmódot, melyek a következők lehetnek: Szintmérés ( SZT ) A mérőtest mozgatása: felhúzatása, leeresztése ( MZG ) Sűrűség mérés ( SUR ) Határszint mérés ( HAT ) A kijelző képét az alábbi ábra mutatja, az üzemmód jelekkel.
4.ábra Főmenü
12
Szintmérés (SZT): A szintmérés menüpont ( SZT ) kiválasztása után visszatérünk a normál (szintmérés) üzemmódba, ahol a műszer folyamatosan méri a szintet, amit mm-ben megjelenít a kijelzőn 0,5 mm-es felbontással.
5. ábra Normál üzemmód kijelzés Mozgatás (MZG): A mozgatás menüpontból egy újabb menübe jutunk ahol az alábbi lehetőségekből választhatunk: Vissza az előző menübe ( <<< ) A mérőtest leeresztése ( LE ) A mérőtest felhúzatása ( FEL ) A mozgás megállítása ( STP )
6. ábra Mozgatás almenü Sűrűség mérés (SUR): Sűrűség méréshez először szintet kell mérnünk, a szintmérés üzemmód (SZT) aktiválásával. Ezt követően a mérőtestet a mozgatás funkcióval a kívánt magasságra kell állítani és csak ezután lehet végrehajtani a mérést (SUR). A kijelző a sűrűséget kg/m3-ben mutatja.
7. ábra Sűrűségmérés
13
Határszint mérés (HAT): Határszint mérésnél a tartályban előforduló különböző sűrűségű anyagok határrétegének szintjét a műszer automatikusan képes meghatározni, amennyiben azok jól elkülönülnek egymástól. Határszint mérés előtt célszerű a műszerrel különböző magasságokban sűrűségmérést végeztetni, és így meggyőződni arról, hogy a tartályban valóban van-e eltérő sűrűségű anyag. A kijelző mm-ben mutatja a határszintet.
8. ábra Határszint mérés 5.2 SZERVIZ MÓD Normál módból (szintmérés) balról a második gomb megnyomása a szerviz menüt aktiválja, ahol a következő menüpontok közül választhatunk: Vissza a normál (szintmérés) módba ( <<< ) A szintmérő kalibrálása (KAL) MODBUS regiszterek és perifériák olvasása (OLV) A mérőtest mozgatása: felhúzatása, leeresztése ( MZG )
9. ábra Szerviz mód Kalibrálás (KAL): Ez egy újabb menüt, a kalibrálás menüt aktiválja, ahol a következő funkciók érhetők el: Vissza az előző menübe ( <<< ) Alsó ütköztetés (A-U) Felső ütköztetés (F-U) Jövőbeli használatra fenntartott (---)
10. ábra Kalibrálás menü
14
A szintmérő felszerelés utáni kalibrálását a következő sorrendben kell elvégezni a menüpontok segítségével. A sorrend betartása a helyes müködéshez nagyon fontos! 1. Végezzük el a felső ütköztetést (F-U). Ekkor a müszer megkeresi a felső referencia síkot, az érzékelő testet a felső koppantó lemezhez ütköztetve. Ezután megjeleníti a Felső referencia síknak a tartály aljától mért távolságát (FRef). (Ez nem azonos a felső koppantó lemez tartály aljától mért távolságával!) Mentsük el a mérés eredményét az MNT gomb megnyomásával (11. ábra). A kijelzőn megjelenik az „Elmentve!” felirat, majd visszajutunk a kalibrálás menübe. (A „<<<” gomb mentés nélkül visszatér a kalibrálás menübe.) 2. Végül, el kell végeznünk az alsó ütköztetést (A-U). Ekkor a műszer megkeresi az alsó referencia síkot, az érzékelő testet az alsó koppantó lemezhez ütköztetve, és megjeleníti az Alsó referencia síknak a tartály aljától mért távolságát (ARef). (Ez nem azonos az alsó koppantó lemez tartály aljától mért távolságával!) Mentsük el a mérés eredményét az EEPROM-ba az MNT gomb megnyomásával (11. ábra). A kijelzőn megjelenik az „Elmentve!” felirat, majd visszajutunk a kalibrálás menübe. (A „<<<” gomb mentés nélkül visszatér a kalibrálás menübe.)
11. ábra Felső ütköztetés Olvasás (OLV): A menüpont segítségével kiolvashatjuk a MODBUS változókat és a perifériákat. A FEL/LE gombokkal mozoghatunk a listában, a <<< gombbal visszatérhetünk az előző menübe, a CSP gombbal pedig a következő három csoport közül választhatunk: MODBUS 3x Változók. A csak olvasható csoport változóit tekinthetjük meg itt (ld. még a szintmérő MODBUS szerinti regiszterkiosztása fejezet táblázatát) MODBUS 4x Változók. Az írható-olvasható csoport változóit tekinthetjük meg itt. (ld. még a szintmérő MODBUS szerinti regiszterkiosztása fejezet táblázatát) Perifériák. Az A/D és a D/A konverterek működést ellenőrizhetjük. Ha a DAC változóra lépünk, és az A/D és D/A konverter jól működik az érzékelő testnek nyugalomban kell maradnia.
12. ábra Olvasás menü Mozgatás (MZG): A menü megegyezik a kézi vezérlésnél ismertetettel. A szintmérő üzemmódjai és menürendszere az 13. ábrán látható részletesen.
15
13. ábra A szintmérő üzemmódjai és menürendszere
16
5.3 A SZINTMÉRŐ TÁVMŰKÖDTETÉSE A szintmérőt egy központi számítógéppel (PC) RS485 soros vonalon keresztül MODBUS üzenetekkel vezérelhetjük. Az üzenetekkel a szintmérő adatainak lekérdezése bármely üzemmódban elvégezhető, távparancsok fogadása azonban csak normál (szintmérés) módban lehetséges. A távparancs végrehajtása alatt a kijelzőn a „Távvezérlés…” felírat olvasható, és ekkor nem lehetséges a kézi működtetés, kivéve a SZINTMÉRÉS (1) parancsot, amely a normál módba való visszatérésre szolgál. Az adatátvitel jellemzői: MODBUS RTU protokoll A soros átviteli jel felépítése a következő: 1 start bit 8 adat bit 2 stop bit A hibás adat átvitel ellenőrzése CRC-vel (Cyclic Redundancy Check ) történik. Az üzenetek formája a következő:
Start
Cím
Funkció
Adat
CRC
Vége
T1-T2-T3-T4
8 bit
8 bit
n x 8 bit
16 bit
T1-T2-T3-T4
A megvalósított MODBUS regiszter csoportok:
3x Csak olvasható regiszterek csoportja 4x Írható/olvasható regiszterek csoportja
A megvalósított MODBUS Funkció kódok:
03 Read Holding Registers (4x regiszterek olvasása) 04 Read Input Registers (3x regiszterek olvasása) 06 Preset Single Register (Egy 4x regiszter írása) 16 Preset Multiple Registers (Több 4x regiszter írása)
17
A Szintmérő MODBUS szerinti regiszter kiosztása:
4x (03/06/16)
3x (04)
F
Logikai cím 30001 30002 30003 30004 30005 30006 30007 30008 30009 30010 30011 30012 30013 30014 30015 30016 30017-30022 30023 30024 30025 30026 30027 30028 30029 30030 30031 30032 30033 40001 40002-40011 40012-40020 40021 40022 40023 40024 40025 40026
Fizikai cím 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009 0010 0011 0012 0013 0014 0015 0016-0021 0022 0023 0024 0025 0026 0027 0028 0029 0030 0031 0032 0000 0001-0010 0011-0019 0020 0021 0022 0023 0024 0025
Hossz 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 16byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 20byte 8byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte 2byte
Megjegyzés Szintadat Sűrűség Úszóhelyzet Státusz Hiba regiszter Erőmérő-hőmérséklet Referencia sík távolság Úszó sorszám Belső használatra Úszó tömeg Úszó térfogat Mérőhuzal tömege Belső használatra Mérőhuzal átmérő Szoftver verzió Műszerazonosító Szintmérő típus Belső használatra Belső használatra Belső használatra Belső használatra Belső használatra Belső használatra Belső használatra Belső használatra Belső használatra Belső használatra Alsó ref. magasság Funkcióregiszter Paramétertömb[10] Nem használt Tartályazonosító Vészmaximum Maximum Minimum Vészminimum Komm. paraméterek
Név SZINT SURUSEG UHELY STATUS HREG EHOM THEIGHT USORSZ
Szorzó Egység 0.5 mm 0.03815 kg/m3 0.5 mm
0.5
mm Év/No.
UTOM UTERF KSULY
0.01 0.01 10-6
g cm3 g/cm
KATM SVER GIDEN GTYPE
10-5 0.1
mm Num Év/No.
0.5 0.5 0.5 0.5
mm mm mm mm
FUNCR FUNCP TIDEN LHIHI LHI LLO LLOLO CADDR
Az egy MODBUS üzenettel kiolvasható regiszterek száma max. 10 darab. A 40021-es cím feletti regiszterek az EEPROM-ban eltárolásra kerülnek és írásuk ezért külön MODBUS üzenettel kell hogy történjen. 18
Funkciók és kódjaik a paramétereikkel együtt:
Funkciókód Paramétertömb[20] 0 1 Kívánt úszó helyzet[0] 2 Kívánt úszó helyzet[0] 3 4 5 6 7 8 9
Megnevezés ÁLLJ! SZINTMÉRÉS (NORMÁL MÓD) SZINTRE ÁLL SŰRŰSÉG MÉRÉS HATÁRSZINT MÉRÉS FELSŐ ÜTKÖZTETÉS ALSÓ ÜTKÖZTETÉS VÉSZ-SZINT FIGYELÉS ENGEDÉLYEZÉSE VÉSZ-SZINT FIGYELÉS TILTÁSA JŐVŐBELI HASZNÁLATRA
A funkció kódot a 40001-es regiszterbe kell beírni. A funkciókód egy-egy állapotot definiál, amelybe a szintmérő bentmarad, amig másik funkciókódot nem kap. A 2-es és 3-as parancshoz tartozó paramétert (kívánt uszó helyzet) a 40002-es regiszterbe kell beírni 0,5 mm-es egységben. Az 5 –8 –ig szerviz jellegű parancsok. Ebből a 7-es és 8-as parancs a vész-szint kapcsolók ellenőrzésére szolgál, s csak addig hatásos, amíg nem adunk ki egy 1-es (szintmérés) parancsot, ami automatikusan engedélyezi a vész-szint figyelést, amint az úszó elérte a szintet.
A szintadat regiszter (SZINT) Inicializáláskor (STATUS.I = 1) a regiszter értéke 0. Az inicializálás után a szintmérő normál módra vált és a STATUS regiszter RT bitjének beíródása jelzi, hogy frissítődőtt ez a regiszter, és érvényes szint adatot tartalmaz. Üzemmód váltáskor pl. sűrűség mérés parancs kiadásakor, a regiszter megőrzi érékét (az utolsó érvényes szintet), de a szintadat már nem valós idejű. Ezt a tényt a STATUS regiszter RT bitjének törlődése jelez. Úszóhelyzet regiszter (UHELY) Az úszó mindenkori pozicióját jelzi. Minden üzemmódban frissítődik. Inicializálás alatt (STATUS.I = 1) értéke nem érvényes! Sűrűség regiszter (SURUSEG) Inicializálás után értéke 0. Sűrűség mérés üzemmódban frissül, és megőrzi értéket a többi üzemmódban. Fontos, hogy sűrűség mérés előtt a SZINT regiszter érvényes szintértéket mutasson.
19
Státusz regiszter (STATUS) I
RT
ER
M1
M0
F7
F6
F5
F4
F3
F2
F1
F0
QB
ED
I: Inicializálás folyamatban RT: A szint érvényes (valós idejű, azaz frissítődik a SZINT regiszter) ER: A vészkapcsolási szinteket figyeli a műszer (a relék kapcsolni fognak) Üzemmód bitek: M1:M0 M1:M0 =
00 01 10
-
Normál mód (szintmérés) Kézi vezérlés (Manual gomb megnyomva) Szerviz mód (Szerviz gomb megnyomva)
Parancsbitek: F7:F0 Jelentésük a Funkcióregiszter parancskódjainak megfelelő. A Hiba regiszter kiosztása (HREG) FM ED: Az EEPROM adatai megsérültek QB: A Quadratura kártya nem válaszol FM: Erőmérés hiba (A/D hiba vagy az erőmérő kártya nincs jól kalibrálva) Ez a regiszter az inicializálás után sűrűségmérés üzemmódban az aktuális kötélerőt jeleníti meg 0.01g-os szorzóval. Ez az információ csak a műszer hitelesítésekor használatos, felhasználói jelentősége nincs. A hibaregisztert az inicializálás után (I = 0) csak Normal (Szintmérés) üzemmódban szabad figyelnie a felhasználói programnak!
20
A kommunikációs paraméter regiszter kiosztása (CADDR) MODBUS cím [16:8]
Baud Rate [7:0]
A MODBUS cím 1 – 255 –ig változhat. A Baud Rate a következő táblázat alapján értelmezendő: CADDR[7:0] 0 1 2 3 4 5 6 7
SW[3:1] 000 001 010 011 100 101 110 111
Baud Rate 1200 2400 4800 9600 19200 38400 57600 115200
A kommunikációs paraméterek változtatásának menete a következő: 1. Írjuk az új paramétereket az előzőek alapján a CADDR regiszterbe. 2. A műszer ezek után (kb. 5 másodperc múlva) az új címen és Baud Rate-en fog kommunikálni. Amennyiben az átállítás után nem sikerülne kommunikálni a műszerrel, olvassuk le a beállított paramétereket a műszerről az „Olvasás” funkciót aktiválva a nyomógombokkal. A kommunikációs paraméterek ezen túlmenően a kommunikációs kártyán, DIL kapcsolók segítségével is beállíthatók, a készülék megbontásával, ami a készülék hatóság általi újrahitelesítését vonja maga után. A beállítás menete a következő: 1. Kapcsoljuk ki a készüléket. 2. Távolítsuk el a készülék előlapját. 3. Húzzuk ki az elektronikát a teleszkópos tartó két rögzítő-anyájának megoldása után. 4. A kommunikációs kártya az elektronika legfelső panelje „RS485 Communication Board” felirattal. 5. A DIL kapcsoló a kártya jobb oldalán található. A 4-es kapcsolót állítsuk „ON” állásba. Az 1 – 3 –as kapcsolókkal állítsuk be a kívánt Baud Rate-tet az előző táblázat SW oszlopa alapján (0: OFF, 1: ON). 6. Kapcsoljuk be a készüléket, és az 1-es MODBUS címen, a beállított Baud Rate-en kommunikálva írjuk be a CADDR regiszterbe a kívánt kommunikációs paramétereket. 7. Kapcsoljuk ki a készüléket. 8. A 4-es DIL kapcsolót állítsuk „OFF” állásba. 9. Rakjuk helyére az elektronikát, s szereljük vissza a készülék előlapját. Ha ez utóbbi eljárás elvégzése után sem sikerülne kommunikálni a műszerrel, lépjen kapcsolatba a gyártóval.
21
TÍPUSVÁLASZTÉK Megnevezés: UVKSz1
Típus: 150- -
Felépítés
Folyadékszint-, sűrűség-és határszintmérő
- - /K
Nyomástartomány
Környezeti hőm. o C
Funkciók
0
Alapkivitel
1
Légköri
1
-20…+60
1 Szintmérés
2
Átlaghőmérő jelet fogadó kivitel
2
Nagynyomású
2
-50…+60
2 és sűrűségmérés
Szint-határszint-
és sűrűségmérés
Határérték 0
Nincs
1
1 felső
2
2 felső
3
1 alsó
4
2 alsó
5
1 felső 1 alsó
6
1 felső 2 alsó
7
2 felső 1 alsó
8
2 felső 2 alsó
Különleges kivitel: /K pl. 30 000 mm méréstartomány Mérőhuzal Mérőhuzal anyaga:
rozsdamentes
AISI 316 vagy DIN 17440 X5Cr Ni Mo17-12-2
Mérőhuzal kivitele: Elemi szálas 0,3 illetve kívánságra más átmérőjű ill. anyagú mérőhuzal
22
Kalibrációs kamra
A kalibrációs kamrán keresztül a szintmérő úszójához lehet hozzáférni. Itt lehet végrehajtani pl. a sűrűségmérés ellenőrzését, úszócserét, stb. A kamra egyúttal tartalmazza a felső referencia síkot is. Átlaghőmérő csatlakoztatás (Elszámolási rendszerhez) Teljes mennyiség elszámolási rendsze
11…1n
Tartályok
21…2n
Szint és sűrűségmérők
31…3n 4
Átlaghőmérők Számítógépes megjelenítés, kiértékelés 23
Folyadékzár
24
7. CSOMAGOLÁS A műszer csomagolása fa vagy papírdobozba történik. A dobozon belüli csomagoló anyagok vasúton illetve gépkocsin történő szállításnál megfelelő biztonságot nyújtanak, megvédik a műszert. Kicsomagolás előtt meg kell arról győződni, hogy a csomagoláson külsérelmi jelek nem láthatók-e. A még felbontatlan csomagolásban levő műszereket fedett helyen kell tárolni, kicsomagolás után a műszereket 30…90% relatív nedvességtartalmú, nem légszennyezett, zárt helységben kell raktározni.
25
8. ÜZEMBEHELYEZÉS A szintmérőt a tartályra szerelés, az úszó mérőhuzalra rögzítése és a villamos bekötések elvégzése után feszültség alá lehet helyezni. A kalibrálást az 5. fejezetben ismertetett módon el kell végezni! Ügyelni kell arra, hogy adott tartályra, az ahhoz a tartályhoz tartozó szintmérő legyen felszerelve (kalibrálási adatok). A műszer tartályhoz rendelését az adattábla is tartalmazza.
Az UVKSZ - 1 szokásos beépítési módjai
UVKSZ-1 UVKSZ-1 Kalibrációs kamra
Gömbcsap
Érzékelőtest
Érzékelőtest
Hengeres tartály
Gömbtartály
UVKSZ-1
UVKSZ-1
Érzékelőtest Ezt a szintet méri a műszer
Érzékelőtest
Vezetőhuzal
Erősen hullámzó folyadékoknál az érzékelőtest vezetőhuzallal szerelve!
Úszótetős tartály
26
Kábelcsatlakozás A tápfeszültség, valamint a kód- és jelzéstávadás kábeleinek bevezetésére 1 db Pm 13,5-es (RS485-ös adatátvitel) és 1db Pm 16-os (Táp és jelzéstávadás) tömszelence áll rendelkezésre a bevezető ház oldalán. A kábelek bekötésére Ex típusú sorkapcsok szolgálnak, bekötésüket a bevezető ház fedelén levő tábla alapján kell elvégezni. A kábeleket a felszerelés helyén kihúzás ellen rögzíteni kell. Bekötésre csak rézvezeték használható , max. 2,5 mm2, min. 0,5 mm2 keresztmetszettel. Sodrott rézvezeték esetén érvég hüvelyt kell alkalmazni.
9. GARANCIA A WESZTA-T Kft. minden távadóra a szállítástól számított 18 hónap, a beszereléstől 12 hónap garanciát vállal. Megszűnik a garancia akkor, ha ezen időn belül a felhasználó felnyitja a leplombált műszert, szakszerűtlen üzemeltetést, vagy karbantartást végez. A garancia időn belül az áramkörök és az érzékelő javítását, cseréjét díjmentesen, ezen túlmenően 1-5 évig költségterítés ellenében elvégzi. 27
10. IDŐSZAKONKÉNTI HITELESÍTÉS A műszer időszakonkénti hitelesítésének gyakoriságát a vonatkozó nemzeti szabványok írják elő. Az UVKSZ 1 szintmérőt hitelesítéskor nem kell a tartályról leszerelni. A dobok csereszabatosak, így a kiszerelt dob helyére egy másik hitelesített dob beszerelhető. Így elérhető, hogy gyakorlatilag nincs üzemidő kiesés. Az alábbi táblázat tartalmazza az 0,3 mm-es huzalra vonatkozó hitelesítési adatokat. Az adatok nem tartalmazzák a mérőszalag korrekcióját, mivel az egyedi. A műszerben elhelyezett 0,1 mm felbontású mechanikus számláló az elektronika kihagyásával is ellenőrizhető a műszer pontossága.
Névleges mérési pont
Kalibrációs hossz
0 mm
0
4000 mm
4000,25 ±0,20 mm
8000 mm
8000,50 ±0,20 mm
12000 mm
12000,75 ±0,20 mm
16000 mm
16001,00 ±0,20 mm
11. KARBANTARTÁS A készülék vezetékeinek, kábeleinek állapotának ellenőrzésén túl nem igényel más karbantartást.
28
12. BIZTONSÁGTECHNIKAI ELŐÍRÁSOK A gyártmányt az MSZ EN 60079-10:1998 szabványelőírás szerinti 1-es és 2-es zóna vagy ennél veszélytelenebb besorolású helyiségekben és szabadtereken szabad üzembe helyezni, az MSZ EN 60079-14:1999 szabványban foglaltak figyelembevételével. A gyártmányok telepítését, szerelését, üzembe helyezését, karbantartását és javítását kizárólag erre feljogosított, kiképzett szakember, ill. műhely végezheti A telepítés, üzemeltetés, karbantartás és javítás során meg kell tartani a robbanásbiztosságra, valamint az élet- és vagyonvédelemre vonatkozó általános előírásokat, továbbá az MSZ-05-43.0050/1 és /2-ben foglaltakat. Gondoskodni kell róla, hogy a gyártmány sem közvetlenül, sem közvetve (pl. ablaküvegen keresztül) ne legyen napsugárzás vagy egyéb sugárzó hőforrás tartós hatásának kitéve, amennyiben a környezeti hőmérséklet meghaladja + 40°C-ot. A beépítés során a kábel tömítését és kihúzódás elleni védelmét biztosítva kell a szerelést végezni. A kábel átmérője feleljen meg az alkalmazott kábelbevezető tömítőgyűrűje belső átmérőjének. A vezetékerek csatlakoztatására csavaros szorítású kapcsok szolgálnak, melyekbe csak tömör rézvezetőt érvég szerelvénnyel szabad bekötni. Olyan áramkörökbe túláramvédelem.
szabad
beépíteni,
melyekben
biztosított
a
zárlat
és
A biztonság megtartását és biztosítását a nemzeti szabványok írják elő. Az RB felületeket minden esetben védeni kell az ütődésektől, karcoktól és egyéb más fizikai behatásoktól. (14. Ábra) Saját érdekében, az élet- és vagyonbiztonság szempontjából tartsa be ezeket.
29
13. „CE” KONFORMITÁSI NYILATKOZAT Ezuton kijelentjük, hogy nevezett termék robbanásbiztos kivitele megfele a 94/9 EU direktíva alapvető követelményeinek és kielégíti az alább felsorolt szabványok követelményeit MSZ EN 60 079-0:2007 MSZ EN 60 079-1:2004 MSZ EN 60079-7:2004 MSZ EN 60079-11:2006 MSZ EN 60079-18:2004 Továbbá a BKI06 ATEX 007 X tipusvizsgálati tanúsítványnak.
Budakalász. 2013. -------------------------
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. Sztancsik István ügyvezető igazgató
30
14. ábra
32
