Elster EnCal 3000 Handbuch
Gaschromatograph
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Verwandte Anleitungen für Elster EnCal 3000
Inhaltszusammenfassung für Elster EnCal 3000
- Seite 1 EnCal 3000 Gaschromatograph Hardware Handbuch 73022341 b 18.09.2013 ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch...
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Seite 2: Inhaltsverzeichnis
Montageabstand ..........................39 5.1.3 Wandmontage ..........................40 5.1.4 Anschluss der Versorgungsleitungen ..................... 41 5.1.5 Verbindungen zum EnCal 3000 Interconnection board ..............42 Inbetriebnahme .............................. 45 ANHANG: ATEX ZERTIFIKAT ENCAL 3000 ....................47 ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 2/48... -
Seite 3: Kontaktinformationen / Contact Information
Internationaler Service / Aftersales /Service International: Elster-Instromet N.V. Rijkmakerlaan 9 2910 Essen Belgien / Belgium Tel. ++32 (0) 3 6 700 700 e-mail: aftersales@elster-instromet.com? Vorort Vertretung / Or your local agent: www.elster-instromet.com ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 3/48... -
Seite 4: Sicherheitsinformationen
Elster- GmbH ____________________________________________________________________________________________________________ Sicherheitsinformationen Elektrische Sicherheit Der EnCal 3000 ist ein Prozessgaschromatograph, der für die Installation in explosionsgefährdeten Bereichen vorgese- hen ist. Zu diesem Zweck ist er zertifiziert nach: ATEX II 2 G EEX d IIB T4 in Übereinstimmung mit:... -
Seite 5: Gasbeschaffenheitsmesssystem Encal 3000
Die Rechner dienen als amtliche Hauptanzeige und amtliches Registriergerät innerhalb des Gasbeschaffen- heits-Messsystems EnCal 3000. Jeder Rechner kann ein oder zwei Gasströme verarbeiten, wobei ein Gasstrom auch mehreren Rechnern zugeordnet werden kann. Damit ist es z. B. möglich die Daten eines Gasstroms auf mehrere DSfG-Busse zu verteilen. -
Seite 6: Basisstruktur Des Messsystems Encal 3000 ( Messwerk Und Rechner)
Elster- GmbH ____________________________________________________________________________________________________________ Basisstruktur des Messsystems EnCal 3000 ( Messwerk und Rechner) Messwerk, Modbus-Slave Parametrier-PC Rechner Modbus seriell Parametrierung: Modbus-Master Messwerk: RGC 3000 z.B. Strom 1, 2 Rechner: Gasworks V.24 seriell Rechner (optional) Modbus-Listener z.B. Strom 3, 4 V.24 seriell... -
Seite 7: Prozessgaschromatographie: Allgemeine Einführung
Die Konzentration jeder Komponente wird dann am Ende der Säule mit Hilfe eines Detektors gemessen. Auf Basis des molprozentigen Anteils jeder einzelnen Komponente kann nun jeder Gasbeschaffenheitswert berechnet werden. Die folgenden Abschnitte erläutern die wichtigsten analytischen Bauteile im Detail. ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 7/48... -
Seite 8: Säule
(Beispiel: Typ M5S). Offene Kapillarsäulen mit schalenporösem Füllkörper (porous layer open tubular column): Das Me- dium der stationären Phase besteht aus einer porösen Schicht auf der Säuleninnenwand. (Beispiel: Typ PPU) ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 8/48... -
Seite 9: Detektor
Anwendungen in der Erdgasindustrie durch WLDs ersetzt werden. Üblicherweise werden die beiden WLDs (ein Referenz- und ein Messdetektor) zu einer so genannten Wheatstone’schen Brückenschaltung zusammengeschlossen, was das Nutzsignal-Störsignal-Verhältnis der Messung wesentlich verbes- sert. Abb. 1.3 Elektrischer Schaltkreis eines WLDs ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 9/48... -
Seite 10: Probeninjektor
Vergleich mit der traditionellen feinmechanischen Technologie ermöglicht dieser Injektor eine sehr genaue Steuerung der Einspritzmenge und Temperatur. Das stark vergrößerte Bild unten zeigt einen typischen MEMS Probeninjektor, in Silizium-Kanal geätzt, mit Membranven- tilen zur Steuerung der Flussrichtung. Abb. 1.4 MEMS-Injektor ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 10/48... -
Seite 11: Prozessgaschromatographie
Analyse aus irgendwelchen Gründen unterbrochen wird. Der EnCal 3000-Prozessgaschromatopgraph wurde so konzipiert, dass er alle der oben genannten Anforderungen erfüllt bzw. sogar übertrifft. Gleichzeitig verwendet das Gerät eine analytische Technologie, die mit den höchsten Standards der Laborwelt konkurrieren kann, und übertrifft damit alle PGCs, die momentan in der Erdgasindustrie im Einsatz sind. -
Seite 12: Funktionelle Konstruktion
____________________________________________________________________________________________________________ Funktionelle Konstruktion Einleitung Der Encal 3000 ist ein Messwerk, das in einem EX-d Gehäuse untergebracht ist. Das Gehäuse bietet bis zu zwei analy- tischen Kanälen Platz, welche durch ein Prozessor-Board gesteuert werden. Die wichtigsten Merkmale des Encal3000 sind: ... -
Seite 13: Gehäuse
Elster- GmbH ____________________________________________________________________________________________________________ Gehäuse Das Gehäuse des EnCal 3000 wird in einer maßgefertigten EX- Ausführung mit zahlreichen speziellen Eigenschaften angefertigt. Das explosionsgeschützte Gehäuse besteht im Wesentlichen aus einem niedrigen Sockel, auf den eine relative hohe Haube mit M270- Schrauben geschraubt wird. Sobald die Haube vom Sockel entfernt wird, sind fast alle internen Bauteile direkt erreichbar: ... -
Seite 14: Anordnung Von Hauptkomponenten Und Internen Bauteilen
____________________________________________________________________________________________________________ Anordnung von Hauptkomponenten und internen Bauteilen Abbildung 2.1 zeigt die Explosionsdarstellung der unterschiedlichen internen Bauteile des EnCal 3000. Der Rahmen dient zur Befestigung der einzelnen Komponenten. Er ermöglicht die direkte und individuelle Entfernung aller Komponenten, mit Ausnahme des Interconnection Boards. Die Bauteile können direkt und einzeln entfernt werden, indem man ein paar Schrauben lockert. -
Seite 15: Kanal
Ein Kanal setzt sich aus folgenden Bestandteilen zusammen: Analytisches Modul: Dies ist das Kernstück des EnCal 3000; es enthält die Säule, den Injektor, den Detektor und die Hardware für die Temperaturüberwachung. AMI („Analytical Module Interface“, Schnittstelle des analytischen Moduls): Elektronischer Stromkreis, der die ... - Seite 16 Elster- GmbH ____________________________________________________________________________________________________________ Abb. 2.2 Übersicht der Kanalkomponenten Auf den nächsten Seiten wird die Konfiguration des internen Gasdurchflusses der Kanäle für Standard-Module und Backflush-Module dargestellt. ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 16/48...
- Seite 17 Elster- GmbH ____________________________________________________________________________________________________________ Abb. 2.3 Interner Kreislauf des Gasdurchflusses für jeden analytischen Kanal des EnCal 3000, während des normalen Betriebs (oben) und während der Probeninjektion (unten) ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 17/48...
- Seite 18 BF vent Pump sample valve Sample vent Sample Abb. 2.4 Interner Kreislauf des Gasdurchflusses für jeden analytischen Kanal mit Backflush des EnCal 3000, vor Aktivieren des Backflush-Ventils (oben) und danach (unten) ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 18/48...
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Seite 19: Prozessorplatine (Processor Board)
Jumper gesetzt ist oder nicht lässt sich in der Anzeige des Instrumentenstatus, wie in Abschnitt 3.2 der RGC 3000 Soft- wareanleitung beschrieben wird, überprüfen. Wie der Jumper gesetzt wird, ist in Abb. 2.6 dargestellt. ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 19/48... -
Seite 20: Interconnection Board
____________________________________________________________________________________________________________ Abb. 2.6 Sicherung der Parameter mit Hilfe des Configuration Jumpers Sobald die Karte im EnCal 3000 montiert ist, stellt ein blaues Flachbandkabel die Verbindung zwischen den Datenüber- tragungsanschlüssen der Prozessorplatine und dem Interconnection Board her, das die externen Prozessanschlüsse (Phoenix-Steckverbinder) für die Datenübertragungssignale zur Verfügung stellt. - Seite 21 Regelung der Gehäusetemperatur Interne Gleichstromwandlung für mehrere Stromkrei- Abb. 2.8 Interconnection Board Das folgende Schema zeigt die gesamte elektrische Konfiguration des EnCal 3000. Abb. 2.9 Elektrische Gesamtkonfiguration des EnCal 3000 ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 21/48...
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Seite 22: Externe Heizelemente
Für die Regelung der Heizungen werden Standard-Thermostate mit einer festen Einstellung verwendet. Diese Thermos- tate sind mit dem Interconnection Bord, in der Nähe der Anschlüsse für die Stromversorgung der Heizung, verbunden (siehe auch Abb. 5.5, Stecker J12 und J13). ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 22/48... -
Seite 23: Internes Probenaufbereitungssystem
Die Spülung und die kleine Menge Helium, die in das Gehäuse entlassen wird, schützt auch die inneren Komponenten vor Feuchtigkeit oder aggressiven Gasen, die durch die Entlüftung in das Gehäuse gelangen. ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 23/48... - Seite 24 Elster- GmbH ____________________________________________________________________________________________________________ Abb. 2.12 Stromlaufplan der Probenaufbereitung und des Auswahlsystems. ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 24/48...
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Seite 25: Double Block And Bleed Funktion
Fluss von einem normalen Fluss und sollte für eine kurze Zeit (± 30s) aktiviert werden, wenn ein neuer Strom ausge- wählt wird. Wenn sich eine lange Leitung zwischen den Probenpunkten und dem Encal 3000 befindet oder ein relativ hoher Druck zwischen diesen Probenpunkten herrscht, kann die Betriebszeit des Beipass auf 150 s erhöht werden. Wird während einer Messung ein neuer Messpfad ausgewählt, beginnt die Spülung schon während der laufenden Analyse. -
Seite 26: Gasanschlüsse
Ein Rohr ist mit dem Verbindungsstück verlötet und wird deformiert, wenn sich das Verbindungsstück dreht. WARNUNG!! NICHT DIE VERBINDUNGEN (WIE OBEN BESCHRIEBEN) VON DEN ENCAL 3000 GEHÄUSE LÖSEN, DAS VERLÖTETE ROHR WIRD SONST BESCHÄDIGT!! DIE VERBINDUNG ZWISCHEN DEM GEHÄUSE UND DEM VERBINDUNGSSTÜCK IST EIN EINGEBAUTER TEIL DER SICHERHEITSERKENNUNG DES ENCAL 3000. -
Seite 27: 2.10 Entlüftungsventil
Gaszuleitungen innerhalb des Gehäuses zur selben Zeit abgetrennt werden würden Abb. 2.14 EX-Entlüftungsventil gemäß ATEX-Richtlinie Das beim EnCal 3000 verwendete Entlüftungsventil ist ein EEX d-zertifiziertes Bauteil mit einer Schutzart von IP 65 (wenn es an das Entlüftungsrohr angeschlossen wird) und einem Entlüftungsrohrdurchfluss von ca. 600 l/h bei 100 mbar Überdruck im Gehäuse. -
Seite 28: 2.11 Kabelendverschraubungen
Die praktische Umsetzung dieser Anforderung wird von Standort zu Standort unterschiedlich sein. Die Anbringung des Not-Aus-Schalters muss jedoch auf jeden Fall alle nationalen, lokalen und firmeninternen Regelungen und Vorschrif- ten, die für den jeweiligen Standort gelten, erfüllen. ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 28/48... -
Seite 29: 2.13 Konfiguration Mit Zwei Trägergasen
Erdgas werden ebenfalls zwei Trägergase verwendet. Man müsste in dem Bild lediglich die erste Säule durch die COX-1m Säule und die zweite Säule durch die 5CB-8m Säule ersetzen. Abb. 2.16 Konfiguration mit zwei Trägergasen ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 29/48... -
Seite 30: Technische Spezifikation
Ereignisse, Alarme, Mittelwerte, letztes Chromatogramm, Kalibrierdaten) gemäß API Report, Kapitel 21.1. Alle Daten sind auf einer entfernten Workstation im XML- Format verfügbar. Entferntes Überwachen und Trendanzeige als Teil der Instromet Supervisory Suite (ISS) ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 30/48... - Seite 31 0 – 0,1 0 – 0,1 0 – 0,1 Konzentrationen außerhalb dieser Bereiche sind möglich, in diesen Fällen ist jedoch eine Rücksprache mit Elster-Instromet notwendig. Messtechnische Messunsicherheit: < 0,1 % für alle berechneten Eigenschaften Spezifikationen Wiederholpräzision: < 0,01 % für alle berechneten Eigenschaften Linearer dynamischer Bereich: 10 Nachweisgrenze für C...
- Seite 32 Linearer dynamischer Bereich: 10 Nachweisgrenze für Kohlenwasserstoffe: 20 ppm Analysendauer: 5 Minuten für die Analyse von Biogas bis einschließlich n-C4H10 Temperaturbereich - 20 °C bis 55 °C, erweiterbar auf -40 °C bis 55°C Zulassungen PTB-Zulassung ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 32/48...
- Seite 33 0 – 0,1 0 - 10 0 - 5 Konzentrationen außerhalb dieser Bereiche sind möglich, in diesen Fällen ist jedoch eine Rücksprache mit Elster-Instromet notwendig. Messtechnische Messunsicherheit: < 0,15 % für alle berechneten Eigenschaften Spezifikationen Wiederholpräzision: < 0,02 % für alle berechneten Eigenschaften Linearer dynamischer Bereich: 10 Nachweisgrenze für C...
- Seite 34 Elektrische Anschlüsse Stromversorgung M25 Kabelendverschraubung für armiertes Kabel Ø 11-17 mm Datenübertragung M25 Kabelendverschraubung für armiertes Kabel Ø 11-17 mm Ext. Aufnehmer (optional) M20 Kabelendverschraubung (2) für armiertes Kabel Ø 6-12 mm ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 34/48...
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Seite 35: Datenübertragung
Datenübertragung Lokale TCP/IP-Datenübertragung Der Hauptanschluss des EnCal 3000 für die Datenübertragung ist der der TCP/IP-Anschluss. Es stehen jedoch auch 2 serielle ModBus-Anschlüsse zur Verfügung (siehe nächster Abschnitt). Der TCP/IP-Anschluss (Ethernet UTP 10 Base-T) wird für die Verbindung zur RGC 3000 (Windows-basierte Software für die Konfiguration, Diagnose und Protokollerstel- lung) benötigt, aber er wird bevorzugt auch für die ModBus-Kommunikation mit Brennwertmengenumwertern, DCS-... -
Seite 36: Datenübertragung Über Den Lokalen Seriellen Modbus-Anschluss
Datenübertragung über den lokalen seriellen ModBus-Anschluss Natürlich kann der Brennwertmengenumwerter oder ein anderer ModBus-Hostcomputer auch direkt an eine der beiden seriellen ModBus-Anschlüsse, die im EnCal 3000 integriert sind, angeschlossen werden. Abb. 4.2 Typischer Aufbau der Datenübertragung über TCP/IP kombiniert mit einer... -
Seite 37: Fernwartung
Elster- GmbH ____________________________________________________________________________________________________________ Fernwartung Das folgende Schema zeigt die unterschiedlichen Optionen für einen Fernzugang zum EnCal 3000: Über das Internet : entweder über einen direkten Anschluss des Ethernet-Schalters an das Internet (über Kabel, ADSL-Modem o- der drahtlos) oder über einen VPN-Anschluss an das Netzwerk des Kunden, falls der Ethernet-Schalter oder der lokale PC in dieses Netzwerk integriert wird. -
Seite 38: Modbus-Kommunikation
Elster- GmbH ____________________________________________________________________________________________________________ ModBus-Kommunikation Die folgende Abbildung zeigt das ModBus-Konfigurationsfenster für den EnCal 3000 (siehe auch Benutzerhandbuch der Software RGC 3000). Abb. 4.4 ModBus-Konfigurationsfenster Die ModBus-Register können vom Benutzer konfiguriert werden: Abb. 4.5 Parameter der ModBus-Register Register Type: Der Registertyp kann entweder als schreibgeschützt (R) oder als Schreib/Leseberechtigung (R/W) und entweder in Bitform (Status) oder als Register angegeben werden. -
Seite 39: Installation
: Ø 37 x H 37 cm (Ø 14,5" x H 14,5") Montageabstand : Ø 50 x H 70 cm (Ø 20,0" x H 28") 5.1.2 Montageabstand Abb. 5.1 Montageabstand: Draufsicht Abb. 5.2 Montagelöcher EnCal 3000 Gehäuse ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 39/48... -
Seite 40: Wandmontage
Wandmontage Abb. 5.3 Abmessungen Wandmontageschelle Da das Gewicht des EnCal 3000 18 kg überschreitet, muss das Gerät vorsichtig ange- hoben oder bewegt werden. Falls keine Hilfsmittel zum Anheben oder Bewegen vorhan- den sind, ist sicherzustellen, dass das Gerät von mindestens zwei Personen getragen wird. -
Seite 41: Anschluss Der Versorgungsleitungen
Entlüftung Probenbeipass Probenentlüftung + Block and Bleed Entlüftung Alle Gas- und Entlüftungsleitungen werden über eine 1/8” (oder optional 3 mm) -Swagelok- Rohrverschraubung an den EnCal 3000 angeschlossen. Abb. 5.4 Versorgungsanschlüsse für einen Gaschromatographen Stromversorgungskabel 24 VDC / 170 W max. -
Seite 42: Verbindungen Zum Encal 3000 Interconnection Board
____________________________________________________________________________________________________________ 5.1.5 Verbindungen zum EnCal 3000 Interconnection board Die folgende Abbildung zeigt die Draufsicht auf die Anordnung des Interconnection Boards, das sich im Sockel der Ein- heit befindet. Es ist mit allen Klemmen für die externen Kabel ausgerüstet (rot markiert). Die gesamte Verkabelung mit den anderen elektronischen Leiterplatten wird vom Hersteller durchgeführt und darf bei der Installation vor Ort nicht ge-... - Seite 43 Der Ethernet-Anschluss wird für die Verbindung zu einem PC oder ModBus TCP/IP-Client verwendet. Dabei werden vier Drähte an die Klemmenleiste J10 angeschlossen. Die Position und das Verdrahtungsschema fin- den Sie in der folgenden Abbildung. Abb. 5.7 Position der Ethernet-Klemmenleiste (J10) und Verdrahtungsschema ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 43/48...
- Seite 44 über die Verknüpfungseinstellungen 301 bis 304. Die Position, das Verdrahtungsschema und die Ver- knüpfungseinstellungen finden Sie in den beiden folgenden Abbildungen. Abb. 5.8 Position der Klemmenleiste für den seriellen ModBus-Anschluss (J6) Abb. 5.9 Verdrahtungsschema und Verknüpfungseinstellungen ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 44/48...
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Seite 45: Inbetriebnahme
Überprüfen Sie den Druck des Probengases am Anschlusspunkt zum EnCal 3000. Stellen Sie ihn auf 1 -4 Bar Überdruck (15-57 psig) ein. Spülen Sie die Zuleitung für ca. 30 s, bevor Sie sie an den EnCal 3000 an- schließen. Dann schließen Sie sie an den Eingang STR1 an. Überprüfen Sie die Leitung auf Undichtigkei- ten. - Seite 46 Legen Sie Spannung an das Gerät an (24 V DC), indem Sie das Gerät über den exter- nen Schalter einschalten. Der Gaschromatograph fährt automatisch hoch. Die Hochfahrdauer beträgt ca. 5 Minuten, inklusive Temperatur- und Druckkonstanthaltung und Spülen des Systems. Danach ist das Gerät bereit für die Softwarekonfiguration. ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 46/48...
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Seite 47: Anhang: Atex Zertifikat Encal 3000
Elster- GmbH ____________________________________________________________________________________________________________ ANHANG: ATEX ZERTIFIKAT ENCAL 3000 ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 47/48... - Seite 48 Elster- GmbH ____________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________ 18/09/2013 EnCal 3000 – Hardware Handbuch 48/48...