ФункцииПринцип работы электроники с HART-коммуникацией
Входное давление преобразуется сенсором (1) в электрический сигнал. Этот сигнал усиливается измерительным усилителем (2) и оцифровывается в АЦП (3). Цифровой сигнал анализируется в микроконтроллере (4) и корректируется на предмет характеристик линейности и зависимости от температуры. Затем в ЦАП (5) он преобразуется в токовый сигнал от 4 до 20 мА. Диодная цепь обеспечивает защиту от смены полюсов напряжения. Можно выполнять непрерывающие измерения тока низкоомным амперметром на соединении (10). Данные, специфичные для измерительной ячейки, данные электроники и настройки параметров храняться в двух модулях энергонезависимой памяти (6). Первый модуль соединен с измерительной ячейкой, второй - с электроникой.
Кнопки (8) могут использоваться для вызова индивидуальных функций, т.н. режимов. Если у вас прибор с цифровым дисплеем (9), вы можете использовать его для отслеживания настроек режимов и других сообщений. Основные настройки режимов могут быть изменены с компьютера через HART-модем (7).
Принцип работы электроники с PROFIBUS PA-коммуникацией
Входное давление преобразуется сенсором (1) в электрический сигнал. Этот сигнал усиливается измерительным усилителем (2) и оцифровывается в АЦП (3). Цифровой сигнал анализируется в ми- кроконтроллере (4) и корректируется на предмет характеристик линейности и зависимости от температуры. После этого он выдается на шину PROFIBUS PA через электрически изолированный интерфейс PROFIBUS PA (7). Данные, специфичные для измери- тельной ячейки, данные электроники и настройки параметров хра- нятся в двух модулях энергонезависимой памяти (6). Первый модуль соединен с измерительной ячейкой, второй - с электроникой.
Кнопки (8) могут использоваться для вызова индивидуальных функций, т.н. режимов. Если у вас прибор с цифровым дисплеем (9), вы можете использовать его для отслеживания настроек режимов и других сообщений. Основные настройки режимов могут быть изменены с компьютера с помощью ведущего устройства шины (12).
Принцип работы измерительных ячеек
Среди прочих имеются следующие подключения к процессу:
- G½
- ½-14 NPT
- Плоская мембрана (мембрана заподлицо):
- Фланцы по EN
- Фланцы по ASME
- NuG- и фармацевтические подключения
Измерительная ячейка для избыточного давления
Функциональная схема измерительной ячейки для избыточного давления
Входное давление (pe) передается на сенсор избыточного давления (6) через разделительную мембрану (4) и наполнительную жидкость (5), вызывая смещение измерительной мембраны. Смещение вызывает сопротивление четырех пьезосопротивлений в измерительной мембраны в мостовой схеме. Изменение сопротивления вызывает возникновение выходного напряжения моста, пропорционального входному давлению.
Измерительные преобразователи с диапазонами измерения ≤63 бар измеряют входное давление относительно атмосферного давления, а с диапазонами ≥ 160 бар - относительно вакуума.
Измерительная ячейка для абсолютного давления
Функциональная схема измерительной ячейки для абсолютного давления
Входное давление (pe) передается на сенсор абсолютного давления (5) через разделительную мембрану (3) и наполнительную жидкость (4), вызывая смещение измерительной мембраны. Смещение вызывает сопротивление четырех пьезосопротивлений измерительной мембраны в мостовой схеме. Изменение сопротивления вызывает возникновение выходного напряжения моста, пропорционального входному давлению.
Измерительная ячейка для избыточного давления, мембрана заподлицо
Функциональная схема измерительной ячейки для избыточного давления с плоской мембраной
Входное давление (pe) передается на сенсор избыточного давления (6) через разделительную мембрану (4) и наполнительную жидкость (5), вызывая смещение измерительной мембраны. Смещение вызывает сопротивление четырех пьезосопротивлений измерительной мембраны в мостовой схеме. Изменение сопротивления вызывает возникновение выходного напряжения моста, пропорционального входному давлению.
Измерительные преобразователи с диапазонами измерения ≤ 63 бар измеряют входное давление относительно атмосферного давления, а с диапазонами ≥ 160 бар - относительно вакуума.
Измерительная ячейка для абсолютного давления, плоская мембрана
Функциональная схема измерительной ячейки для абсолютного давления с плоской мембраной
Входное давление (pe) передается на сенсор абсолютного давления (5) через разделительную мембрану (3) и наполнительную жидкость (4), вызывая смещение измерительной мембраны. Смещение вызывает сопротивление четырех пьезосопротивлений измерительной мембраны в мостовой схеме. Изменение сопротивления вызывает возникновение выходного напряжения моста, пропорционального входному давлению.
Параметрирование
В зависимости от версии имеются различные варианты выполнения параметрирования и настройки/считывания параметров преобразователя давления.
Параметрирование с помощью кнопок (локальное управление)
С помощью кнопок без использования вспомогательных средств можно настроить важнейшие параметры.
Параметрирование через HART-коммуникации
Параметрирование через HART-коммуникации выполняется с помощью HART-коммуникатора или ПК.
Коммуникация между HART-коммуникатором и преобразователем давления
При параметрировании с HART-коммуникатора производится подключение непосредственно к 2-х проводной линии связи.
HART-коммуникация между ПК и преобразователем давления
Для параметрировании с помощью ПК обмен выполняется через HART-модем.
Сигналы, необходимые для коммуникаций согласно протоколам HART 5.x или 6.x накладываются на выходной ток методом частотной манипуляции (FSK).
Настраиваемые параметры SITRANS P300 с HART-коммуникацией
|
Параметры
|
Кнопки
|
HART- коммуникации
|
|
Начало шкалы измерений
|
x
|
x
|
|
Конец шкалы измерений
|
x
|
x
|
|
Электрическое демпфирование
|
x
|
x
|
|
“Слепая” установка начала шкалы
|
x
|
x
|
|
“Слепая” установка конца шкалы
|
x
|
x
|
|
Регулировка нуля
|
x
|
x
|
|
Токовый преобразователь
|
x
|
x
|
|
Ток сбоя
|
x
|
x
|
|
Блок кнопок и защита от записи
|
x
|
x 1)
|
|
Ед. измерения, текущие ед. измеренияx
|
x
|
x
|
|
Ввод характеристики
|
|
x
|
|
Свободно программируемый ЖКД
|
|
x
|
|
Диагностические функции
|
|
x
|
1) Отменяется отдельно от защиты от записи
Диагностические функции SITRANS P300 с HART-коммуникацией
- Отображение корректировки нуля
- Счетчик событий
- Преобразователь предельных значений
- Сигнализация насыщения
- Подчиненный указатель
- Функции симуляции
- Таймер обслуживания
Имеющиеся физические единицы для отображения в SITRANS P300 с HART-коммуникацией
|
Физическая величина
|
Физические единицы измерения
|
|
Уровень (данные о высоте)
|
Па, MПа, kПа, hPa, бар, мбар, torr, атм, psi, г/см2, кп/см2, inH2O, inH2O (4 °C), mmH2O, ftH2O, inHg, mmHg
|
|
Уровень (данные о высоте)
|
м, см, мм, футы, дюймы
|
|
Объем
|
м3, дм3, hl, yd3, ft3, in3, US галлоны, lmp. галлоны, bushel, barrel, barrel liquid
|
|
Масса
|
г, кг, тонны, фунты, Ston, Lton, oz
|
|
Температура
|
K, °C, °F, °R
|
|
Прочее
|
%, мA
|
Параметрирование через PROFIBUS-интерфейс
Полностью цифровые коммуникации через PROFIBUS PA, профиль 3.0, особенно удобны для пользователя. PROFIBUS соединяет SITRANS P300 PROFIBUS PA с системой управления процессом, напр. SIMATIC PSC 7. Возможны коммуникации даже во взрывоопасном окружении.
Для параметрировании через PROFIBUS потребуется соответствующее программное обеспечение, напр. SIMATIC PDM (Process Device Manager)
Настраиваемые параметры SITRANS P300 с PROFIBUS PA
|
Параметры
|
Кнопки
|
PROFIBUS PA-коммуникации
|
|
Электрическое демпфирование
|
x
|
x
|
|
Регулировка нуля (корректировка положения)
|
x
|
x
|
|
Отключение кнопок и/или функций
|
x
|
x
|
|
Источник отображаемой величины
|
x
|
x
|
|
Физическая единица показаний
|
x
|
x
|
|
Положение десятичной точки
|
x
|
x
|
|
Адрес на шине
|
x
|
x
|
|
Регулировка характеристики
|
x
|
x
|
|
Ввод характеристики
|
|
x
|
|
Свободно программируемый ЖКД
|
|
x
|
|
Диагностические функции
|
|
x
|
Диагностические функции SITRANS P300 PROFIBUS PA
- Счетчик событий
- Подчиненный указатель
- Таймер обслуживания
- Функции симуляции
- Отображение корректировки нуля
- Преобразователь предельных значений
- Сигнализация насыщения
Имеющиеся физические единицы для отображения
|
Физическая величина
|
Физические единицы измерения
|
|
Давление (также возможна настройка на заводе)
|
Па, MПа, kПа, hPa, бар, мбар, torr, атм, psi, г/см2, кп/см2, inH2O, inH2O (4 °C), mmH2O, ftH2O, inHg, mmHg
|
|
Уровень (данные о высоте)
|
м, см, мм, футы, дюймы, ярды
|
|
Объем
|
м3, дм3, hl, yd3, ft3, in3, US галлоны, lmp. галлоны, bushel, barrel, barrel liquid
|
|
Масса
|
г, кг, тонны, фунты, Ston, Lton, oz
|
|
Температура
|
K, °C, °F, °R
|
|
Прочее
|
%
|
|
Технические данные
|
SITRANS P300 для избыточного и абсолютного давления
|
|
|
HART
|
PROFIBUS PA
|
|
Вход для избыточного давления
|
|
|
|
Измеряемая величина
|
Избыточное давление
|
|
Диапазоны измерения (перестраиваемые) или номинальные диапазоны измерения и макс. допустимое давление
|
Интервал измерения
|
Макс. допустимое давление
|
Номинальный интервал измерения
|
Макс. допустимое
давление
|
|
|
0.01 ... 1 бар изб.
|
6 бар изб.
|
1 бар изб.
|
6 бар изб.
|
|
|
0.04 ... 4 бар изб.
|
10 бар изб.
|
4 бар изб.
|
10 бар изб.
|
|
|
0.16 ... 16 бар изб.
|
32 бар изб.
|
16 бар изб.
|
32 бар изб.
|
|
|
0.6 ... 63 бар изб.
|
100 бар изб.
|
63 бар изб.
|
100 бар изб.
|
|
|
1.6 ... 160 бар изб.
|
250 бар изб.
|
160 бар изб.
|
250 бар изб.
|
|
|
4.0 ... 400 бар изб.
|
500 бар изб.
|
400 бар изб.
|
500 бар изб.
|
|
|
В зависимости от подключения к процессу диапазон измерений может отличаться от этих значений
|
|
|
Нижний предел измерения
|
|
- Изм. ячейка с силиконовым маслом
|
30 мбар абс.
|
|
Верхний предел измерения
|
|
- Изм. ячейка с силиконовым маслом
|
100% макс. интервала измерения
|
100% макс. номинального интервала измерения
|
|
Вход для абсолютного давления
|
|
|
Измеряемая величина
|
Абсолютное давление
|
|
Диапазоны измерения (перестраиваемые) или номинальные диапазоны измерения и макс. допустимое давление
|
Интервал измерения
|
Макс. допустимое
давление
|
Номинальный интервал
измерения
|
Макс. допустимое
давление
|
|
|
8 ... 250 мбар абс.
|
6 бар абс.
|
250 мбар абс.
|
6 бар абс.
|
|
|
0.043 ... 1.30 бар абс.
|
10 бар абс.
|
1.30 бар абс.
|
10 бар абс.
|
|
|
0.16 ... 5 бар абс.
|
30 бар абс.
|
5 бар абс.
|
30 бар абс.
|
|
|
1 ... 30 бар абс.
|
100 бар абс.
|
30 бар абс.
|
100 бар абс.
|
|
Нижний предел измерения
|
|
- Изм. ячейка с силиконовым маслом
|
0 мбар абс.
|
|
Верхний предел измерения
|
|
- Изм. ячейка с силиконовым маслом
|
100% макс. интервала измерения
|
100% макс. номинального интервала измерения
|
|
Вход для избыточного давления, с плоской мембраной
|
|
|
|
Измеряемая величина
|
Избыточное давление (монтаж заподлицо)
|
|
Диапазоны измерения (перестраиваемые) или номинальные диапазоны измерения и макс. допустимое давление
|
Интервал измерения
|
Макс. допустимое
давление
|
Номинальный интервал
измерения
|
Макс. допустимое
давление
|
|
|
8 ... 250 мбар изб.
|
6 бар изб.
|
250 бар изб.
|
6 бар изб.
|
|
|
0.01 ... 1 бар изб.
|
6 бар изб.
|
1 бар изб.
|
6 бар изб.
|
|
|
0.04 ... 4 бар изб.
|
10 бар изб.
|
4 бар изб.
|
10 бар изб.
|
|
|
0.16 ... 16 бар изб.
|
32 бар изб.
|
16 бар изб.
|
32 бар изб.
|
|
|
0.6 ... 63 бар изб.
|
100 бар изб.
|
63 бар изб.
|
100 бар изб.
|
|
|
В зависимости от подключения к процессу диапазон измерений может отличаться от этих значений
|
|
|
Нижний предел измерения
|
|
- Изм. ячейка с силиконовым маслом
|
30 мбар абс.
|
|
Верхний предел измерения
|
|
- Изм. ячейка с силиконовым маслом
|
100% макс. интервала измерения
|
100% макс. интервала измерения
|
|
Выход
|
|
|
Выходной сигнал
|
4 ... 20 мA
|
цифровой сигнал PROFIBUS PA
|
|
Тип шины
|
-
|
IEC 61158-2
|
|
Защита от смены полярности
|
Нет
|
Да
|
|
Электрическое демпфирование T63 (с шагом 0,1 с)
|
установлен на 0,1 с (0 ... 100 с)
|
|
Точность измерений
|
|
|
Эталонные условия
|
Возрастающая характеристиа, начало шкалы измерений 0 бар, разделительная мембрана из нерж. стали, изм. ячейка с силиконовым маслом, окружающая температура 25 °C, соотношение диапазона (r = макс. диапазон измерения/установленный диапазон измерения)
|
|
Погрешность измерений при установке точки отсечки, включая гистерезис и повторяемость
|
|
|
|
Избыточное давление
|
Абсолютное давление
|
Избыточное давление
|
Абсолютное давление
|
|
Линейная характеристика
|
|
≤ 0,075%
|
≤ 0,075%
|
|
|
≤ (0.0029 · r + 0.071) %
|
≤ 0,1%
|
|
|
|
≤ (0.0045 · r + 0.071) %
|
≤ 0,2%
|
|
|
|
≤ (0.005 · r + 0.05) %
|
-
|
|
|
Время успокоения T63 без электр.
демпфирования
|
около. 0,2 с
|
|
Долгосрочный дрейф при ±30 °C
|
≤ (0,25 ⋅ r)%/5 лет
|
(0,1 ⋅ r)%/год
|
≤ 0,25%/5 лет
|
0,1%/год
|
|
Влияние окружающей температуры
|
|
|
|
≤ (0.1 · r +0.2) %
|
≤ 0,3%
|
- при -40 ... -10 °C и +60 ... +85 °C
|
≤ (0.1 · r + 0.15) % / 10 K
|
≤ 0.25%/ 10 K
|
|
Влияние температуры измеряемого вещества (только для плоской мембраны)
|
|
- Разность между температурой измеряемого вещества и окружающей температурой
|
3 мбар/10 K
|
|
Условия эксплуатации
|
|
|
Условия монтажа
|
|
|
Окружающая температура
|
Во взрывоопасных зонах соблюдайте температурный класс.
|
- Изм. ячейка с силиконовым маслом
|
-40 ... +85 °C (-40 ... +185 °F)
|
- Изм. ячейка с инертной жидкостью (не для плоской мембраны)
|
-20 ... +85 °C (-4 ... +185 °F)
|
|
|
-30 ... +85 °C (-22 ... +185 °F)
|
|
|
-50 ... +85 °C (-58 ... +185 °F)
|
|
Климатический класс
|
|
|
Конденсация
|
допустима
|
|
Степень защиты по EN 60529
|
IP65, IP68, NEMA 4X, чистка корпуса, устойчив к щелочам, пар до 150 °C (302 °F)
|
|
Электромагнитная совместимость
|
|
|
|
Согласно EN 61326 и NAMUR NE 21
|
|
Условия измеряемого вещества
|
|
|
Температура измеряемого вещества
|
|
- Изм. ячейка с силиконовым маслом
|
-40 ... +100 °C (-40 ... +212 °F)
|
- Изм. ячейка с силиконовым маслом, с
теплоизолятором (только для плоской
мембраны)
|
-25 ... +200 °C (-13 ... +392 °F)
|
- Изм. ячейка с инертной жидкостью (не для плоской мембраны)
|
-20 ... +100 °C (-4 ... +212 °F)
|
|
Конструктивные особенности (Стандартная версия)
|
|
|
Вес (без опций)
|
около 800 г
|
|
Части соприкасающиеся с изм. веществом
|
|
|
|
Нерж. сталь 1.4404/316L или Hastelloy C276, номер материала 2.4819
|
|
|
Нерж. сталь 1.4404/316L
|
|
|
Нерж. сталь 1.4404/316L или Hastelloy C276, номер материала 2.4819
|
- Наполнение измерительной ячейки
|
- Силиконовое масло
- Инертная жидкость
|
|
Подключение к процессу
|
- GЅB по DIN EN 837-1
- Внутренняя резьба Ѕ-14 NPT
- Овальный фланец PN 160 (MWP 2320 psi) с крепежной резьбой:
- 7/1620 UNF по IEC 6151820 UNF по IEC 61518
|
|
Конструктивные особенности (Версия с плоской мембраной)
|
|
|
Вес (без опций)
|
около 1 ... 13 кг
|
|
Части соприкасающиеся с изм. веществом
|
|
|
|
Нерж. сталь 1.4404/316L
|
|
|
Нерж. сталь 1.4404/316L
|
- Наполнение измерительной ячейки
|
Силиконовое масло
|
|
Подключение к процессу
|
- Фланцы по EN и ASME
- NuG- и фармацевтические фланцы
|
|
Питание UH
|
|
|
Напряжение на клеммах преобразователя
|
DC 10,5 ... 42 В для искробезопасной версии: DC 10,5 ... 30 В
|
Подается через шину
|
|
Отдельный источник питания
|
-
|
не требуется
|
|
Напряжение на шине
|
|
|
|
|
-
|
9 ... 32 В
|
- для искробезопасной версии
|
-
|
9 ... 24 В
|
|
Потребление тока
|
|
|
|
|
-
|
12.5 мA
|
- Начальный ток ≤ базового тока
|
-
|
Да
|
- Макс. ток сбоя в случае сбоя
|
-
|
15.5 мA
|
|
Электроника отключения при сбое (FDE)
|
-
|
Имеется
|
|
Сертификаты и допуски
|
|
|
Классификация согласно правилам для оборудования под давлением (PED 97/23/EG)
|
Для газов флюидной группы 1 и жидкостей флюидной группы 1, соответствует требованиям статьи 3, абзаца 3 (инженерные методики)
|
|
Водоснабжение и водоотведение
|
в подготовке
|
|
Взрывозащита
|
|
|
Искробезопасность „i“
|
PTB 05 ATEX 2048
|
|
Маркировка
|
Ex II 1/2 G EEx ia/ib IIB/IIC T4, T5, T6
|
|
Допустимая окружающая температура
|
|
|
|
-40 ... +85 °C (-40 ... +185 °F)
|
|
|
-40 ... +70 °C (-40 ... +158 °F)
|
|
|
-40 ... +60 °C (-40 ... +140 °F)
|
|
Подключение
|
к сертифицированным искробезопасным цепям с макс. значениями:
Ui = 30 В, Ii = 100 мА,
Pi = 750 мВт, Ri = 300 Вт
|
к сертифицированным искробезопасным цепям с макс. значениями:
Источник питания FISCO:
Ui = 17.5 В, Ii = 380 мA,
Pi = 5.32 Вт
Linear barrier:
Ui = 24 V, Ii = 250 mA, Pi = 1.2 W
|
|
Эффективная внутренняя емкость
|
Ci = 6 нФ
|
Ci = 1.1 нФ
|
|
Эффективная внутренняя индуктивность
|
Li = 0.4 мГн
|
Li ≤ 7 мкГн
|
|
Коммуникации HART
|
|
|
HART-коммуникации
|
230 ... 1100 Ω
|
|
Протокол
|
HART Версия 5.x
|
|
Программное обеспечение для ПК
|
SIMATIC PDM
|
|
Коммуникации PROFIBUS PA
|
|
|
Одновременная коммуникация с ведущим класса 2 (макс.)
|
4
|
|
Установка адреса возможна с помощью
|
Конфигурационного прибора
Локального управления
(Стандартная установка: адрес 126)
|
|
Циклическое использование данных
|
|
|
|
Одно измеряемое значение: 5 байт
Одно измеряемое значение: 10 байт
|
|
|
Режим работы регистра: 1 байт
Функция сброса по причине измерения: 1 байт
|
|
Профиль устройства
|
PROFIBUS PA профиль для устройства управления процессом 3.0, Класс B
|
|
Функциональные блоки (Function Blocks)
|
2
|
- Аналоговый вход (Analog input)
|
|
- Адаптация к задаваемым пользователем переменным процесса
|
Линейно возрастающая или убывающая характеристика
|
- Электрическое демпфирование T63
|
устанавливается от 0 до 100 с
|
|
|
Выход/Вход
|
|
|
Один верхний и один нижний предупредительный предел и один аварийный предел
|
|
|
Может быть сброшен и установлен
Направление счета выбирается
Функция симуляции выхода регистра
|
|
|
Один верхний и один нижний предупредительный предел и один аварийный предел
|
|
|
1
|
|
Блоки преобразователя (Transducer Blocks)
|
2
|
- Блок преобразователя давления (Pressure Transducer Block)
|
|
- Мониторинг пределов сенсора
|
Да
|
- Ввод характеристики контейнера
|
С макс. 31 узлом
|
|
|
Линейная
|
|
|
Имеется
|
- Измерительный блок „Температура электроники“ (Transducer Block)
|
|
|
|
Имеется
|
|
