Inhaltszusammenfassung für ABB CoriolisMaster FCM2000
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Schnittstellenbeschreibung Masse-Durchflussmesser D184B093U35 CoriolisMaster FCM2000 FOUNDATION Fieldbus Gültig ab Softwarestand A.10 D699G001U03 A.10...
Hardware Die FF-Busanschaltung hat folgende Daten: = 9 … 32 V = 14 mA (im Normalbetrieb) = 26 mA (Maximaler Strom im Fehlerfall) Hardware-Schalter Im Messumformer ist ein Zehnfachschalter. Er ist von außen nicht sichtbar. Der Schalter ist bei geöffneten Gehäusedeckel bedienbar.
Die Schalter 3 bis 10 haben keine Funktion. Werks-Einstellung: Alle Schalter „off“. Block-Übersicht Der Messumformer enthält folgende FF-Blocke: Resource Block AI Block (Analog Input) Integrator Block PID Block Transducer Block Der Resource-Block, die AI- und Integrator-Blöcke und der PID-Block sind Standard-FF-Blöcke. Der Transducer Block ist ein Custom Block.
Analog Input Block Die Messwertberechnung erfolgt im Transducerblock. Der Transducerblock stellt geräteintern die Messwerte in “Channels” bereit. Die zyklische Ausgabe der Messwerte nach außen erfolgt über Analog Input Blöcke (AI-Block). Der Messumformer hat sechs AI-Blöcke. Messumformer Analog Input Block ... Transducerblock Channel 1 Analog Input Block 2...
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Convert: Die Konvertierung wird durch die Parameter L_TYPE, XD_SCALE und OUT_SCALE bestimmt. Die Scaling-Strukturen (siehe 2.7.4) haben die Sub-Parameter EU100%, EU0%, Unit und DecimalPoint. Der Channel-Wert wird mittels XD_SCALE nach folgender Formel auf einen Prozentwert (FIELD_VAL) skaliert: FIELD_VAL = 100 * (Channel-Value – EU0%) / (EU100%-EU0%) L_TYPE kann folgende Werte haben: Direct: Bei Direct wird der Eingangswert direkt nach PV (Primary analog Value, Index 7) weitergeleitet.
Integrator Block Im Integrator Block (IB) werden Durchfluss-Werte zu Zählerständen aufsummiert. Ein Analog Input Block (AI) holt seine Eingangswerte intern vom Transducer-Block. Ein Integrator Block dagegen kann seine Eingangswerte nur von anderen Funktionsblöcken bekommen: IN_1 2.4.1 Integrator Block Diagramm REV_FLOW1 TIME_UNIT1 INTEG_OPTS INTEG_TYPE...
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Der Funktionsblock hat die zwei Eingänge IN_1 und IN_2 für Durchfluss Werte. Man kann entweder „Rate“ Werte (z.B. von einem Analog Input Block) auf den Eingang geben oder „Accum“ Werte (von einem Pulse Input Block). Bei „Rate“ Durchfluss Werten muss deren Zeitbasis (/s, /m, /h, /d) passend skaliert werden, um intern die Zeitbasis /s zu haben.
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N_RESET zählt die Anzahl der Resets. Der Wert zählt bis 999999. Dann kommt ein Überlauf nach 0. Der Integrator Block hat Funktionen für den Abfüll-Betrieb. In TOTAL_SP wird die gewünschte Abfüllmenge eingegeben. Der Zähler kann aufwärts oder abwärts zählen. • Beim Aufwärtszählen wird der Ausgang OUT_TRIP gesetzt, wenn TOTAL gleich oder größer TOTAL _SP •...
PID Block Der PID-Funktionsbaustein enthält einen Proportional-Integral-Differential-Regler und darüber hinaus alle nötigen Komponenten, die zur Skalierung, Begrenzung, Alarmbehandlung, Störgrößen-Aufschaltung, Kaskadierung, etc. nötig sind. Details finden Sie in FF-Spezifikation FF-891. 2.5.1 PID Block Diagramm Der Block hat folgenden Aufbau: Störgrößen- Berechnung FF_VAL FF_SCALE FF_GAIN...
Der PID-Algorithmus besteht aus folgenden Teilen: Proportional-Teil: Der Ausgangswert (Stellgröße) ist proportional zur Regelabweichung (= Differenz von Sollwert und Istwert). Der Proportionalitätsfaktor ist der Parameter „Gain". Der Nachteil eines reinen P-Reglers ist eine bleibende Regelabweichung. Diese kann durch einen I- Anteil ausgeregelt werden.
2.5.5 Beispiele für PID-Block-Anwendung 2.5.5.1 Einfacher Regelkreis, konstanter Sollwert Der Durchfluss in einer Rohrleitung soll über eine Stellklappe geregelt werden. Der Sollwert ist fest vorgegeben. Durchflussmessgerät Stellklappe Der Istwert wird vom Durchflussmesser erfasst und als AI-Block bereitgestellt. Der Sollwert ist im Parameter SP im PID-Block eingestellt.
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2.5.5.3 Kaskadierte Regelkreise PID-Regler können kaskadiert werden. Dies Beispiel hat einen inneren Regelkreis, bestehend aus Regler PID2 mit seinem Istwert IN von AI3 und Sollwert CAS_IN, der vom äußeren Regler PID1 kommt. Der äußere Regelkreis mit Regler PID1 bekommt seinen Sollwert CAS_IN von AI1 und seinen Istwert IN von AI2 Auch der äußere PID-Regler hat eine Rückführung zwecks stoßfreier Betriebsart-Umschaltung, die hier von BKCAL_OUT von PID2 kommt.
Transducer Block Der Transducer-Block enthält alle gerätespezifischen Parameter und Funktionen, die zur Durchflussmessung und - berechnung nötig sind. Die gemessenen und berechneten Werte stehen als Transducer-Block-Ausgangswert bereit und können von den Funktionsblöcken als Channel abgerufen werden. Das zyklische Auslesen von Messwerten ist nur aus Funktionsblöcken möglich. Mit dem Channel-Parameter (Index 15 in AI) wird der gewünschte Wert ausgewählt.
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Hinweis: Die Messumformer-internen Zähler (Masse >V und <R, Volumen >V und <R) können über AI-Blöcke zyklisch nach außen kommuniziert werden. Der Durchfluss kann auch über die Integrator-Blöcke zu einem Zählerstand aufaddiert werden. Die Integrator- Blöcke können ihre Eingangswerte nur von anderen Funktionsblöcken (z.B. ein AI-Block-Ausgang) bekommen und nicht vom Transducer-Block.
2.6.2 Transducer Block Parameter, sortiert nach Index Parameter: 1 bis 29 entsprechen einen „Standard Flow with Calibration“ Block, wie er in FF-Dokument FF-903 PS3.0 beschrieben ist. 30 bis 107 enthalten weitere Messwerte und Einstellparameter des Messumformers. Die meisten davon auch über das Display und die Tastatur am Messumformer zugänglich.
Datenstrukturen 2.7.1 DS-64 – Block Element Name Data Type Size Block_Tag Visible String DD Member Id Unsigned32 DD Item Id Unsigned32 DD Revision Unsigned16 Profile Unsigned16 Profile Revision Unsigned16 Execution Time Unsigned32 Period of Execution Unsigned32 Number of Parameters Unsigned16 Next FB to Execute Unsigned16 Starting Index of Views...
2.7.8 DS-72 – Alarm Discrete Structure Element Name Data Type Size Unacknowledged Unsigned8 Alarm State Unsigned8 Time Stamp Time Value Subcode Unsigned16 Value Unsigned8 2.7.9 DS-73 – Event Update Structure Element Name Data Type Size Unacknowledged Unsigned8 Update State Unsigned8 Time Stamp Time Value Static Revision...
Fehler- und Warnungs-Behandlung Der Messumformer hat zwei Fehlerregister: Eins zeigt die aktuellen Fehler an (Tansducer Block Index 93), ein weiteres die Fehler, welche in der Vergangenheit gesetzt waren (Index 95). Das gleiche gilt für Warnungen: Ein Register zeigt die aktuellen Warnungen an (Index 94), ein weiteres die Vergangenheit (Index 96). Die Register für die Vergangenheit können gelöscht werden.
Bit String Die FF-Spezifikation "FF-870-1.5 Fieldbus Message Specification" definiert in Kapitel 9.3.1.10 den Aufbau von Bit Strings: Bit 8 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 (MSB) (LSB) Octet 1 Octet 2 Octet 3 Octet 4 Fehlerregister Das aktuelle Fehlerregister liegt im Transducer-Block auf Index 93.
Warnungsregister Das aktuelle Warnungsregister liegt im Transducer-Block auf Index 94. Die Warnungs-Historie (Warnungen, die in der Vergangenheit gesetzt waren), liegt auf Index 96. Bit im Warnungs- Warnungsbezeichnung Octet nummer Rücklauf Q Min Alarm Temperatur Max Alarm Temperatur Min Alarm Dichte Octet 1 Max Alarm Dichte Min Alarm Qm...
Mappung von Fehlern und Warnungen auf Transducerblock-Status Der Transducerblock stellt die Messwerte für die Funktionsblöcke bereit. Die Messwerte bestehen aus einer Datenstruktur DS-65: Value und Status. Dieser Status gelangt auf die AI-Funktionsblöcke, die dann ent-sprechend ihren Einstellungen und FF-Spezifikationen reagieren und ihrerseits ihren Value und Status berechnen und zyklisch nach außen kommunizieren: FCM2000 Messumformer AI-Block...
Fehlermeldungen von AI-Blöcken Index 5: MODE_BLK Der AI_Block bleibt/geht auf Out_of_Service, wenn • Der Rescoure-Block Out_of_Service ist oder • Der AI-Block einen Konfigurationsfehler hat. Index 6: BLOCK_ERR Folgende Fehlerbits werden unterstützt: → Immer wenn Block Out of Service ist. → SIMULATE_ACTIVE Wenn eine Simulation eingeschaltet ist (AI Index 9).
Ablauf-Ketten Beispiel 1: Messumformer Fehler 3 – Durchfluss > 105% → Fehler 3 wird in in Transducerblock-Fehlerregister gesetzt. → Status von Channel 1 (MASS_FLOW) ist UNCERTAIN, Substatus EU range violation. → Status von AI-Block PV und OUT ist UNCERTAIN, Substatus EU range violation. Beispiel 2: Messumformer Fehler 2 –...
Status-Byte Messwerte sind meistens vom Typ Datenstruktur 65 (siehe 2.7.2). Diese Struktur besteht aus dem Value als float- Zahl und einem Status-Byte. Das Status-Byte setzt sich aus drei Bereichen zusammen: Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0...
Inbetriebnahme Diese Anleitung beschreibt die Inbetriebnahme des Messumformers am National Instruments Fieldbus Configuration System V2.3. Zum Gerät werden zusätzlich die Gerätebeschreibungsdateien benötig. Dies sind: 0101.ffo 0101.sym 010101.cff Diese Dateien werden mit dem Gerät ausgeliefert. Sie sind außerdem auf der Fieldbus Foundation Homepage www.fieldbus.org zu bekommen.
Blöcke Out of Service Prüfen Sie vor dem Konfigurieren des Geräts, ob der Target-Mode von den zu konfigurierenden Blöcken “Out of Service” ist. Öffnen Sie dazu mit einem Doppelklick auf die Blöcke die Ansicht für den jeweiligen Block: Schalten Sie ggf. die Blöcke auf “Out of Service”. Wichtig: Target Mode (nicht nur Actual Mode) muss “OOS” sein. Geräte- und Blockbezeichnungen Geben Sie dem Gerät eine von Ihnen gewünschen Bezeichnung.
Analog Input Block Als nächstes muss festgelegt werden, wie die Einheiten-Handhabung erfolgen soll. Die Messwerte werden im Transducerblock berechnet und in Channels bereitgestellt. Der Channel-Wert wird • Bei den Channels 1 bis 4 (MASS_FLOW, VOLUME_FLOW, DENSITY, TEMPERATURE) automatisch in der Einheit geliefert, die bei XD_SCALE im AI-Block eingestellt ist. •...
Dann wird FIELD_VAL in % vom realen Durchfluss angezeigt. Dies ist wichtig für die Alarm-Hysterese (AI Index 24). ALARM_HYS ist ein Prozentwert, bezogen auf OUT-Scale. Hinweis: Wenn Alarme genutzt werden, muss die Skalierung von XD- und OUT_SCALE dem realen Messbereich entsprechen.
PID-Block Folgende Parameter müssen mindestens eingestellt werden, um den PID-Block in Auto-Mode schalten zu können: Bypass: Empfehlung: Shed_Opt: Empfehlung: NormalShed_NormalReturn Gain: Verstärkung je nach Bedarf Sollwert (bei internem Sollwert) je nach Bedarf Aus regelungstechnischer Sicht sollten auch mindestens folgende Parameter sinnvoll eingestellt werden: PV_SCALE Eingangsskalierung von Istwert-Eingang IN OUT_SCALE...
4.11 Schedule Im Fenster „Schedule“ kann man die zeitliche Bearbeitung der Funktionsblöcke sehen. Hier ist keine Bearbeitung nötig, der Schedule wird automatisch erstellt.
4.12 Download Project Mit dem Befehl „Download Project“ wird die Konfiguration in die Feldgeräte geladen Falls alles richtig parametriert und konfiguriert wurde, befinden sich danach die Funktionsblöcke im Auto-Mode. 4.13 Monitor Funktionsblöcke Der Befehl „Monitoring Mode“ ermöglicht es, den Mode und die Block Ein/Ausgangswerte zu beobachten:...
4.14 Fehlersuche 4.14.1 Parameter Schreiben Folgende Fehlermeldungen können beim Versuch Parameter zu Schreiben im NI-Configurator kommen: Write is prohibited (Error code 40) 1. Kontrollieren, ob der Write-Protect-Schalter (siehe 1.1) ausgeschaltet ist. Dies kann am Gerät geprüft werden (Schalterposition) oder man prüft im Resource Block den Parameter WRITE_LOCK (im NI- Configurator im Resource-Block-Fenster unter der Lasche “Options”...
4.14.2 AI-Block kann nicht auf “Auto” geschaltet werden: Für den “Auto”-Mode eines AI-Blocks müssen folgende Bedingungen erfüllt sein: 1. Der Resource-Block muss auf “Auto”-Mode stehen. Hierfür gibt es keine weiteren Vorbedingungen. 2. Im AI-Block muss ein gültiger Channel (1 bis 8) engetragen sein. 3.
Bedienung am Messumformer Anzeige auf Display Der Messumformer hat eine zweizeilige LCD-Anzeige. Im Untermenü „Anzeige“ wird eingestellt (siehe Transducer Block rel. Index 56 bis 59), was auf der Messwert-Anzeige dargestellt wird. FF-spezifisch ist nur der folgende Parameter: • FF Addresse Die Bus-Adresse wird auf der Messwert-Anzeige dezimal angezeigt: FF Adr Untermenü...
5.2.4 Error Mask Hier wird die Maske für das Fehlerregister (TB Index 97) angezeigt. Error Mask Nach Drücken von Enter kommt die folgende Anzeige: Oct 1 Bit 1 OFF Internes FRAM In der ersten Zeile wird der Zustand (on / off) des ausgewählten Bits (Octet x Bit y) angezeigt. In der zweiten Zeile wird die Bedeutung des ausgewählten Bits in Klartext ausgegeben.
5.3.2 Error Simulation Dies Menü ist nur sichtbar, wenn die Fehler- und Warnungs-Simulation eingeschaltet ist. Hier wird der vier Byte große Simulationswert für das Fehlerregister eingegeben (TB Index 102). Error Simulation Man kann jedes Bit im vier Byte großen Fehlerregister einzeln an- und abschalten. Dies wird in der ersten Zeile angezeigt: Zeile zwei zeigt die Bedeutung des jeweiligen Bits im Klartext an.