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Siemens LDS 6 Betriebsanleitung
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Betriebsanleitung Ausgabe 01/2008
LDS 6
In-situ Laser-Gasanalysatoren
Betriebsanleitung Sensor CD 6C
gasanalyse
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Inhaltszusammenfassung für Siemens LDS 6

  • Seite 1 Betriebsanleitung Ausgabe 01/2008 LDS 6 In-situ Laser-Gasanalysatoren Betriebsanleitung Sensor CD 6C gasanalyse...
  • Seite 3 Einleitung Montagevorbereitungen Montagehinweise In-situ Laser-Gasanalysatoren Technische Information LDS 6 Sensor CD 6C Betriebsanleitung Ersatzteilliste Maßskizzen Betriebsanleitung Anhang ESD-Richtlinien 01/2008 A5E00912720-02...
  • Seite 4 Das Gerät darf nur für die im Katalog und in der technischen Beschreibung vorgesehenen Einsatzfälle und nur in Verbindung mit von Siemens empfohlenen bzw. zugelassenen Fremdgeräten und -komponenten verwendet werden. Der einwandfreie und sichere Betrieb des Produktes setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung und Montage sowie sorgfältige Bedienung und Instandhaltung voraus.
  • Seite 5 Inhaltsverzeichnis Einleitung..............................5 Einleitung ............................5 Montagevorbereitungen..........................7 Flansche............................7 2.1.1 Montageanforderungen für Flansche.....................7 2.1.2 Flanschmontage ..........................8 2.1.3 Messung der Pfadlänge .........................9 Sensormontage-Anforderungen....................10 Hybrid- und Schleifenkabel ......................10 2.3.1 Kabelmontage-Anforderungen.....................10 2.3.2 Identifikation der Kabel ........................11 Checkliste.............................12 Montagehinweise............................. 13 Montage ............................13 Elektrische Verbindungen ......................16 Ausrichtung ..........................17 ATEX-Betrachtungen ........................24 Spülung ............................25...
  • Seite 6 Inhaltsverzeichnis Anhang ..............................41 Gasflussberechnungen ....................... 41 Werkzeuge ..........................42 ESD-Richtlinien............................45 ESD (Elektrostatische Entladung)....................45 Sensor CD 6C Betriebsanleitung Betriebsanleitung, 01/2008, A5E00912720-02...
  • Seite 7 Einleitung Zweck Dieses Handbuch dient der Unterstützung des Betreibers bei der Montage, Wartung und Instandhaltung der Sensoren für den LDS 6-Laser-Gasanalysator. Dieses Handbuch beschreibt die Vorbereitungen, Montage und Wartung. Weiterhin werden die Umgebungsbedingungen und räumlichen Voraussetzungen spezifiziert. Korrekte Nutzung des Handbuches Alle Anweisungen in diesem Handbuch sind durch das links abgebildete Symbol gekennzeichnet.
  • Seite 8 Einleitung 1.1 Einleitung Produktnamen Folgende Bezeichnungen sind eingetragene Produktnamen der Siemens AG: ● LDS 6 ● LDSComm Die restlichen Produktnamen in diesem Dokument können Produktnamen sein, deren Nutzung durch Dritte möglicherweise gegen die Rechte des Besitzers verstößt. Sensor CD 6C Betriebsanleitung...
  • Seite 9 Montagevorbereitungen Flansche 2.1.1 Montageanforderungen für Flansche Vor dem Einsatz des Gasanalysators und seiner Sensoren müssen zwei Prozessflansche am Messort montiert werden. Die Flansche müssen in einem sicheren und gut zugänglichen Bereich montiert werden, um die Durchführung der Montage und der Instandhaltung zu erleichtern.
  • Seite 10 2.1.2 Flanschmontage Beim Schweißen der Flanschrohre wird das Flanschausrichtungswerkzeug empfohlen. Das Flanschausrichtungswerkzeug von Siemens besteht aus einer Lichtquelle, zwei Flanschen, einem Ausrichtungswerkzeug, einem Akkumulator für die Lichtquelle und einem Akku- Ladegerät. Schaffen Sie genug Platz für die Sensoren. Dabei muss vor allem beachtet werden, dass sie einfach zu montieren und zu demontieren sind und dass die Sensorabdeckung vollständig...
  • Seite 11 Montagevorbereitungen 2.1 Flansche Hinweis Achten Sie darauf, dass die Flansche von beiden Seiten ausgerichtet werden. Dafür müssen Lichtquelle und Ausrichtungswerkzeug vertauscht und der Vorgang muss von der anderen Seite wiederholt werden. Weiterhin muss beachtet werden, dass die Sensorflansche mit den Federbolzen nach unten zeigend ausgerichtet werden. Flanschausrichtungswinkel Wenn beide Flanschrohre festgeschweißt sind, dürfen ihre Abweichungswinkel vom theoretischen optischen Pfad nicht mehr als ±2°...
  • Seite 12 Lichtleiterstecker befindet. VORSICHT Entfernen Sie das Schutzröhrchen erst, wenn das Kabel montiert ist und mit dem LDS 6 und den Sensoren verbunden werden kann! Entfernen Sie die Plastikschutzabdeckung erst, wenn das Kabel in den LDS/die Sensoren eingeführt wurde! Die Schutzröhrchen dürfen nur von befugtem Personal entfernt werden.
  • Seite 13 Richtungen, A zu B und B zu A, getestet. Die Montagerichtung des Kabels spielt keine Rolle. Die Hybridkabel werden zwischen dem LDS 6 und dem Sender montiert. OXXX sind Hybridkabel, die ausschließlich in Sauerstoffsystemen gebraucht werden. Sie werden zwischen dem LDS 6 und dem Sender montiert.
  • Seite 14 Montagevorbereitungen 2.4 Checkliste Checkliste Kontrollieren Sie vor der Montage des LDS 6-Laser-Gasanalysators folgende Punkte und achten Sie auf vollständige Vorbereitung. ● Die Flansche müssen an die Ofen- oder Schlotwand geschweißt und korrekt von beiden Seiten ausgerichtet sein. ● Achten Sie auf eine stabile Position der Flansche. Beachten Sie, dass die für die Sensoren angebrachten Flansche nicht mehr als ±2°...
  • Seite 15 Montagehinweise Montage Dieses Kapitel enthält Anweisungen über die Montage der CD 6C-Sensoren und -Kabel. Die folgende Abbildung stellt den Grundaufbau der LDS 6-Zentraleinheit, -Sensoren und -Kabel dar. (für Sensorkopf) (für Prozess, wenn anwendbar) Bild 3-1 Grundaufbau einer Montage Sensor CD 6C Betriebsanleitung...
  • Seite 16 Montagehinweise 3.1 Montage Montage der Sensoren Die Innenseite der Sensorköpfe muss von Luftfeuchtigkeit befreit werden. Die Sender- und Empfangsköpfe werden vom Werk mit vormontierten Stickstoffspülanschlüssen geliefert: Stickstoffeinlauf (1), Spülleitung (2) und Rückschlagventil (3), siehe Abbildung 3.2 "Sensormontage - Untenansicht Das Hochdruckfenster kann mithilfe des Rückschlagventileingangs (7) gespült werden.
  • Seite 17 Montagehinweise 3.1 Montage Der Montagevorgang muss wie folgt durchgeführt werden: 1. Packen Sie den Sender und Empfänger aus und verbinden Sie diese mit den kundenseitig montierten Flanschen mithilfe der M16-Schrauben. Die Empfänger- und Senderflansche müssen so ausgerichtet sein, dass das Rückschlagventil (3) nach unten zeigt.
  • Seite 18 Montagehinweise 3.2 Elektrische Verbindungen Elektrische Verbindungen Sender Montieren Sie Hybrid- und Schleifenkabel am Sender. Die Kabel sind mit Dichtungen im Sensor befestigt. Schmieren Sie die Dichtungen vorher mit etwas Schmiermittel ein, um sie später leichter wieder lösen zu können. Der Multimode-Lichtleiterstecker (SMA-Stecker) und 24 Volt sind direkt mit dem Empfänger verbunden.
  • Seite 19 Montagehinweise 3.3 Ausrichtung Ausrichtung Zusätzlich zum gewohnten Ausrichtungswerkzeug für die CD 6-Sensoren sind zwei Ausrichtungsadapter erhältlich. Der mit blauer Linie gekennzeichnete Adapter wird zur Ausrichtung des Empfängers verwendet. Bild 3-5 CD 6C-Ausrichtungswerkzeug Richten Sie die Sensoren wie folgt aus: Nach Abschalten der Sensorspülung, entfernen Sie die Sensorspülleitung auf der Senderseite: Senderseite Bild 3-6...
  • Seite 20 Montagehinweise 3.3 Ausrichtung Lösen Sie den Simmerring am Sender mithilfe des mitgelieferten Werkzeugs und entfernen sie den Sensor: Senderseite Bild 3-7 Entfernung des Simmerrings des Senders Bild 3-8 Entfernung des Sensors auf der Senderseite Sensor CD 6C Betriebsanleitung Betriebsanleitung, 01/2008, A5E00912720-02...
  • Seite 21 Montagehinweise 3.3 Ausrichtung Montieren Sie den mitgelieferten Ausrichtungsadapter auf der Senderseite: Bild 3-9 Entfernung des Sensors auf der Senderseite Montieren Sie die Zielmarke am Senderadapter: Bild 3-10 Zielmarke montiert am Senderadapter Sensor CD 6C Betriebsanleitung Betriebsanleitung, 01/2008, A5E00912720-02...
  • Seite 22 Montagehinweise 3.3 Ausrichtung Entfernen Sie den Sensor auf der Empfängerseite wie folgt: Empfängerseite Bild 3-11 Entfernung des Sensors auf der Empfängerseite Befestigen Sie die mitgelieferte Ausrichtungsplatte. Sie lässt sich mithilfe eine O-Rings leicht aufschrauben. Die Ausrichtungsplatte wird zusammen mit dem Ausrichtungswerkzeug geliefert, Bestell-Nr.
  • Seite 23 Montagehinweise 3.3 Ausrichtung Kehren Sie zur Senderseite zurück, sobald die Lampe auf der Empfängerseite montiert ist. Nun sollte ein Lichtpunkt auf der Zielmarke erkennbar sein. Bild 3-13 Lichtpunkt auf der Senderseite Lösen Sie die vier sechseckigen Schrauben einige Millimeter, so dass die gelöste Sektion in jede Richtung ausgerichtet werden kann.
  • Seite 24 Montagehinweise 3.3 Ausrichtung Bewegen Sie die Lampe von der Empfänger- zur Senderseite Montieren Sie auf der Empfängerseite den entsprechenden Adapter (mit blauer Linie) und die Zielmarke. Empfängerseite Bild 3-15 Montage des Linearisierungsadapters auf der Empfängerseite Stellen Sie die vier Einstellschrauben wieder solange ein, bis der Lichtpunkt auf der Zielmarke auf der Empfängerseite zentriert ist.
  • Seite 25 Montagehinweise 3.3 Ausrichtung Empfängerseite Bild 3-17 Lichtpunkt auf der Empfängerseite Wenn der Lichtpunkt zentriert ist, ziehen Sie die vier Schrauben so fest, dass der Lichtpunkt auf der Zielmarke zentriert bleibt. Wenn die Schrauben festgezogen sind, entfernen Sie die Zielmarke, die Lampe und die zwei Adapter. Montieren Sie die Sensoren mit Sender und Sensorelektronik wieder und verbinden Sie die Sensorspülleitungen.
  • Seite 26 4. Verbinden Sie das Hybridkabel mit dem Sender. Verbindung von Empfänger mit Sender Bei der ATEX-Version des LDS 6 ist der Empfänger mit einer speziellen vormontierten ATEX-Elektronik und einem Überspannungsschutz ausgestattet. Der grüne Phönixkontakt, welcher auf der Sensorplatine montiert ist, ist bereits mit einem roten Kabel für +24 V und einem schwarzen Kabel für GND (Ground) verbunden.
  • Seite 27 Die Umgebungsluft besteht zu ungefähr 1% aus Wasserdampf. Deshalb müssen die Sensorköpfe mit einem sehr trockenen Gas wie Stickstoff gespült werden. Da die Auflösung der Wasserdampfapplikation des LDS 6 höher ist als 1 ppm, muss der Stickstoff entsprechend trocken sein.
  • Seite 28 Montagehinweise 3.5 Spülung Gasspülung der Prozessoptiken (wenn anwendbar) Dies ist die Standardlösung, um die Keilfenster vor Verschmutzung zu schützen. Bei der Messung von H O wird ein sehr trockenes Spülgas benötigt. Bei der Prozessspülung ist der Sensor mit einem Einlauf-Rückschlagventil für eine halbstarre Leitung mit einem Innendurchmesser von 4 mm und einem Außendurchmesser von 6 mm ausgestattet.
  • Seite 29 Technische Information Das Hybridkabel Das Hybridkabel ist für ein sehr raues Arbeitsumfeld ausgelegt und besteht aus zwei Glasfaserkabeln, eines für die Transmission des Laserlichtes zum Messvolumen (Singlemode-Glasfaserkabel), das andere für die Rückführung des festgestellten Signals (Multimode-Glasfaserkabel). Es werden zwei verdrillte Stromkabel zur Stromversorgung der Sensorelektronik (24VDC) genutzt.
  • Seite 30 Technische Information 4.3 Der CD 6C-Sensor Der CD 6C-Sensor Der Durchlichtsensor CD 6C (siehe unten) wurde für in-situ-Messungen konstruiert. Er besteht aus einem Sender und einem Empfänger, die eine Ein-Pfad-Messsituation schaffen. Der Durchmesser des Strahls ist auf 25 mm aufgeweitet, um die Leistung bei Staubbelastung (>1 g/m ) zu verbessern.
  • Seite 31 Technische Information 4.4 Der CD 6C-Ex-Sensor Der CD 6C-Ex-Sensor Jeder Messkanal ist in der ATEX-Version für Messungen in explosiven Bereichen verfügbar. Der CD 6C-Ex-Sensor wurde eigens für solche Messungen entwickelt. Der CD 6C-Ex- Sensor wird in dieser ATEX-Version verwendet. Für diesen Aufbau muss eine Barrierebox zwischen der Zentraleinheit und dem Sensorpaar installiert werden.
  • Seite 32 Messvolumen. Die Linse im Empfänger fokussiert das eintreffende Laserlicht auf den Detektor, wo es in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Dieses Signal wird verstärkt, in ein optisches Signal umgewandelt und zur Zentraleinheit LDS 6 zurückgesandt. Sensor CD 6C Betriebsanleitung...
  • Seite 33 Technische Information 4.5 Technische Informationen Objekt Spezifikation Größe Sensorgehäuse Ø: 163 mm, D: 105 mm Größe Spülleitung L: 400, 800 oder 1200 mm, OD: 44 mm, ID: 40 mm. Kundenspezifische Längen von bis zu 1300 mm sind ebenfalls verfügbar. Gewicht 2 x 11 kg Stromversorgung In der Zentraleinheit integriert.
  • Seite 34 Technische Information 4.5 Technische Informationen Sensor CD 6C Betriebsanleitung Betriebsanleitung, 01/2008, A5E00912720-02...
  • Seite 35 Ersatzteilliste Ersatzteile Vom CD 6C existieren aufgrund eines Haupt-Upgrades zwei Versionen. Eines der CD 6C- Ersatzteile wird maßgeblich von diesem Upgrade beeinflusst und existiert daher ebenfalls in zwei Versionen. Die Ersatzteile für die Sensorelektronik bestehen aus einem Detektor und entsprechend einer Detektorplatine (A5E00681433). Die Platine wird nicht von den Modifikationen beeinflusst, jedoch unterscheidet sich der Detektor.
  • Seite 36 CD 6C, Sensorgehäuse Empfänger A5E00905117 CD 6C, Hochdruckfenster DN80/PN16 A5E00534671 Ausrichtungswerkzeug CD 6C A5E00534673 Bitte beachten Sie, dass drei der Ersatzteile der LDS 6-Sensorelektronik versionsabhängig sind. (Die Platinen werden nicht beeinflusst, dennoch unterscheidet sich die Detektorelektronik). Ersatzsensorelektronik Produktbeschreibung Bestell-Nr. CD 6C und FT 6, Sensorelektronik lppm H O (Ver.
  • Seite 37 Ersatzteilliste 5.2 Reparatur/Nachrüstung Ersatzteile ATEX Produktbeschreibung Bestell-Nr. LDS 6, Barrierebox 1 Kanal A5E00902922 LDS 6, Barrierebox 2 Kanäle A5E00902926 LDS 6, Barrierebox 3 Kanäle A5E00902927 CD 6C und FT 6, Sensorelektronik lppm H O ATEX A5E00924868 LDS 6, Roxtec-Dichtung für Barrierebox A5E00979661 Reparatur/Nachrüstung...
  • Seite 39 Maßskizzen Prozessflanschgrößen Die Prozessflanschgrößen sollten der DIN (DN80/PN16) oder dem ANSI-Standard (ANSI 4"/150 lbf) entsprechen. Die Prozessflanschgrößen werden unten angezeigt. Kundenspezifische Prozessflansche sind bei Siemens nicht erhältlich. 8 x Ø18 Bild 6-1 Größen des Wasserdampfflansches (DN80/PN16) Sensor CD 6C Betriebsanleitung...
  • Seite 40 Maßskizzen 6.1 Prozessflanschgrößen 8 x Ø(for 5/8" bolt) Bild 6-2 Größen des Flansches (ANSI 4"/150lbf) Sensor CD 6C Betriebsanleitung Betriebsanleitung, 01/2008, A5E00912720-02...
  • Seite 41 Maßskizzen 6.2 Sensorgrößen Sensorgrößen Größen der CD 6C-Sensoren: Ø163 Ø 200 1. Hochdruckflansch. 2. Sensorspül-Rückschlagventil. 3. Prozessspül-Rückschlagventil. (nur bei Anwendung einer Prozessspülung) Sensor CD 6C Betriebsanleitung Betriebsanleitung, 01/2008, A5E00912720-02...
  • Seite 43 Anhang Gasflussberechnungen Gasflussberechnungen sind etwas kompliziert, da Gase komprimierbare Fluide sind, deren Dichte sich mit dem Druck ändert. Bei dieser Anwendung arbeiten wir mit gedrosseltem Fluss. Der Auslaufdruck ist kleiner als die Hälfte des Einlaufdrucks und das Gas erreicht im Ventil Schallgeschwindigkeit.
  • Seite 44 Anhang A.2 Werkzeuge Werkzeuge Siemens bietet Werkzeuge für die Montage, die Wartung und Instandhaltung des LDS 6- Laser-Gasanalysators. Diese Werkzeuge werden im folgenden Anhang beschrieben. Flanschausrichtungswerkzeug Das Flanschausrichtungswerkzeug (siehe unten) wird bei der Montage der beiden gegenüberliegenden Prozessflansche an das Messvolumen benötigt. Es besteht aus einer Lichtquelle, zwei Ausrichtungsflanschen, einem Ausrichtungswerkzeug, einem Akku für die...
  • Seite 45 Anhang A.2 Werkzeuge Das Flanschausrichtungswerkzeug enthält ebenfalls eine Beschreibung über die Nutzung des Werkzeugs und ein Graph zeigt an, wie der Fehlerwinkel gemessen werden muss, um zu sehen, ob die Flansche korrekt ausgerichtet sind. Der Graph (siehe unten) zeigt den Fehlerwinkel als eine Funktion der Lichtpunktdistanz von der Mitte zu den Begrenzungen der Brenndistanzeinstellung des Werkzeugs.
  • Seite 46 Anhang A.2 Werkzeuge Sensorausrichtungswerkzeug Das Sensorausrichtungswerkzeug (siehe unten) wird für die Montage und die Neuausrichtung der Sensoren benötigt. Das Werkzeugset beinhaltet eine Anleitung zur Sensorausrichtung und fünf Werkzeuge, welche in der folgenden Tabelle aufgeführt sind. Die Anleitung befindet sich auf der Innenseite der Verpackung. 1.
  • Seite 47 ESD-Richtlinien ESD (Elektrostatische Entladung) ESD ist die schlagartige, spontane Übertragung einer elektrostatischen Ladung, die durch ein starkes elektrostatisches Feld induziert wird. Elektronische Geräte können an jedem Punkt von der Herstellung bis zur Wartung vor Ort durch elektrostatische Entladung beschädigt werden. Die Schäden entstehen, wenn die Geräte in unkontrollierten Umgebungen verwendet oder wenn unzureichende Schutzmaßnahmen gegen ESD getroffen werden.
  • Seite 48 Masse verbundenen Tischmatte auf der Arbeitsoberfläche. Alle Geräte müssen an Schukostecker angeschlossen sein, und alle Mitarbeiter müssen Erdungslaschen tragen, die über ein Kabel mit der Tischmatte verbunden sind. Tischmatte, Erdungslasche und Kabel können als ESD-Satz von Siemens Laser Analytics bestellt werden. Sensor CD 6C Betriebsanleitung Betriebsanleitung, 01/2008, A5E00912720-02...
  • Seite 50 Siemens Aktiengesellschaft @ A 5 E 0 0 9 1 2 7 2 0 @ Automation and Drives (A&D) A5E00912720 Sensors and Communication Process Analytics 76181 KARLSRUHE DEUTSCHLAND www.siemens.com/processanalytics A5E00912720-02...