1 Einführung Das Bedienungs-Handbuch hilft Ihnen Die Message-Geräte zu projektieren. Die Sensorik anzuschließen. Die Inbetriebnahme durchzuführen. Die Message-Geräte zu testen, Fehler zu entdecken und zu beseitigen. Anwendungen Verteilte Störwerterfassung Messdatenerfassung Ferndiagnose Datalogger Fernüberwachung Überwachen Telefon Datenübertragung Mess-Datennetze Advanced Schreiber Labor Mess- und Versuchs- Automatisierung Steuern (SPS) Literatur...
3 Beschreibung Modularer Aufbau Modul 1 Versorgungsspannung Anschluss-Klemmen 10..36 VDC 2-zeilige LC-Anzeige Klemmen für Bussanschlüsse RS232 und RS485 Modul 2 Anschluss-Klemmen Der Aufbau ist modular. 2 Module in einem Gerät. Die Module werden in Steckplatz 1 (Modul I) und Steckplatz 2 (Modul II) eingesteckt. Die Module unterscheiden sich durch unterschiedliche Ein-Ausgänge.
Versorgungsspannung 10..36 V DC +/-10% oder 12..28 V AC eff. +/-10%. Die Geräte können mit Gleich- oder Wechselspannung versorgt werden. Datalogger und Messwerterfassung Ein batterie-gepufferter Speicher von 1 MB ermöglicht die Speicherung der Meßwerte in den MinMessage-Geräten. Die Messdaten können aber auch online zwischen dem PC und den MinMessage-Geräten übertragen werden.
Konfiguration. Konfiguriert werden die einzelnen Kanäle, die Wirkungsweise der Datenspeicherung und die online Datenübertragung zum PC. Die Konfiguration erfolgt menuegeführt auf dem PC. Dies geschieht mit Hilfe des Busmanagers (Hauptprogramm der „ MessHaus“ Software). Die Konfigurationsdaten werden automatisch zum jeweiligen Message-Gerät via Schnittstelle heruntergeladen und dort unverlierbar gespeichert.
4 Inbetriebnahme der Message-Geräte Ziel dieses Abschnittes ist es, einen Wegweiser zu geben, wie die Message- Geräte auf dem kürzesten Weg in Betrieb zu nehmen sind. 4.1 Anschlusschaltbilder 4.1.1 Serielle Schnittstellen 11 12 13 14 15 PC RS232 DB9 female DGND SHIELD Schirm nur einseitig Erden !!
4.2 Inbetriebnahme mit Schnittstelle RS232 Ein Message-Gerät. RS 232 Schnittstelle. Stückliste für die Inbetriebnahme: Pentium ab 266 Mhz 64 MB, (empfohlen 128 MB) RAM- Speicher. Betriebsysteme Windows ab 98 oder NT.. Schnittstelle RS232 Serielles Kabel, Die beiden Leitungen kreuzen Typ MRKx Falls 230 VAC Netzteil NT2 oder NT3 Software...
4.3 Inbetriebnahme mit Schnittstelle RS485 Mehrere MinMessage-Geräte, RS 485 Schnittstelle Stückliste für die Inbetriebnahme: Pentium ab 266 Mhz 64 MB, (empfohlen 128 MB) RAM- Speicher. Betriebsysteme Windows ab 98 oder NT.. Schnittstelle RS485 Pegelkonverter GR3 oder PC1 erforderlich. Kabel MSKx, vom Pegelkonverter zum MinMessage. Busabschluss –...
5 LC-Anzeige, Messwerte und Hauptparameter 5.1 Allgemeines Die LC-Anzeige liefert Informationen über die aktuellen Messwerte der einzelnen Kanäle und die eingestellten Hauptparameter Der Hauptbildschirm erscheint nach Einschalten des Gerätes. Die verschiedenen Anzeigen werden durch die Tasten -Step-key -Enter-key gesteuert. 5.2 Inhalt des Hauptbildschirmes Hauptbildschirm, Seite 1 DA:00/30 B:57.6k obere Zeile...
5.3 Anzeige der Messwerte Ausgehend vom Hauptbildschirm kann man mit der ENTER-Taste in die verschiedenen Module schalten und wieder zurück zum Hauptbildschirm. • Hauptbildschirm • Modul 1 • Modul 2 (falls vorhanden) Wahl der Module mit der Enter-Taste (siehe oben) Wahl der Kanäle des Modules mit der Step-Taste.
5.4 Anzeige der Hauptparameter Ausgehend vom Hauptbildschirm kann man mit der STEP-Taste zwischen den einzelnen Bildschirmseiten umschalten. • Hauptbildschirm, Seite 1 • Hauptbildschirm, Seite 2 • Hauptbildschirm, Seite 3 • Hauptbildschirm, Seite 4 • Hauptbildschirm, Seite 5 Hauptbildschirm, Seite 2 MesOS V2.40 Obere Zeile...
5.5 Fehleranzeigen : Im Fehlerfalle werden vor dem Meßwert werden folgende Zeichen angezeigt (blinkend): < Meßwert ist kleiner als der Meßbereich, UnderRange > Meßwert ist grösser als der Meßbereich, OverRange ungültiger Messwert Drahtbruch, nur Thermoelemente und Pt100 A-MinMsge-Hardware-D-05-1.doc gültig ab : 04.12.00 Seite - 14/42...
6 Konfiguration der Hauptparameter Wichtige Anmerkung : Die Hauptparameter sind werksseitig voreingestellt. Bitte ändern Sie nur aus triftigen Gründen. Vorgehensweise Spannungsversorgung einschalten. Enter-Taste innerhalb von 2 sec betätigen und dann halten bis Configuration Release Enter erscheint Anmerkung: Nach Verstreichen von 2 Sekunden ohne Betätigung der Enter-Taste wird der Modus "Messwerte anzeigen aktiviert.
Verfügbare Module ADGM, ADVM, FZBM, none Beenden der Konfiguration Wenn alle Parameter mit Enter durchgetastet sind, so erscheint folgende Anzeige. Config stored ! Enter to exit Nach Betätigen der Enter-Taste gelangen Sie wieder in Anzeige- (Betriebs-) Modus. A-MinMsge-Hardware-D-05-1.doc gültig ab : 04.12.00 Seite - 16/42...
6.1 Löschen und Formatieren des Konfig.speichers Sie sollten nie in die Lage kommen diese Funktion zu benutzen. Folgende Möglichkeiten sind denkbar: Tausch des Betriebssystemes Herunterladen eines SPS-Programmes, das in einer Endlos-Schleife läuft. Vorgehensweise Spannungsversorgung einschalten. Enter-Taste und Step-Taste gleichzeitig innerhalb von 2 sec betätigen und dann halten bis Message Series Prom-Error...
7 Module 7.1 Module auswählen, Übersicht Mit den folgenden Tabellen können Sie die Module sehr einfach auswählen. Weitere Informationen finden Sie bei den einzelnen Modulen. Übersicht der verfügbaren Module Analog ein Analog aus Frequenz/Status/ Schalt aus Kanäle ADGM 4 Kanäle ADVM 8 Kanäle FZBM...
7.2 Gemeinsame Eigenschaften der Analogmodule Anmerkung: Konfiguration dieser Eigenschaften und weitere Informationen siehe „ Busmanager“ Software Handbuch. Skalierung: Jeder Kanal kann individuell skaliert werden, so daß die Ausgabe direkt in der gewünschten Einheit z.B.Bereich 0..20 bar oder 5..2400 l/min. etc. erfolgt Meßbereiche: Der Drahtbruch ist bei Pt100, Thermoelementen und 4..20mA aktiv.
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Alarme: Bis zu vier Grenzwerte, 2 untere und 2 obere können aktiviert werden. Die Ausgabe erfolgt direkt (ohne Umweg über den Host) auf digitale Ausgänge. Eine Alarmliste kann ständig abgerufen werden (siehe Software Handbuch). Sensorkompensation: Sie erlaubt Fehler der Sensoren zu kompensieren (siehe Software Handbuch).
7.3 ADGM-Modul, 4 Analogeingänge Eigenschaften Kanäle individuell konfigurierbar als Volt-, 20 mA-, Pt100-, Thermoelement-Kanäle. Galvanisch getrennt. Sehr hohe Meßgenauigkeit. Selbstkalibrierend. Drahtbruchüberwachung bei Thermoelementen, Pt100, Volt- und 4..20mA Eingängen Funktionen: Skalierte und linearisierte Messwerte. Alarmausgabe auf digitale Kanäle. Verfügbare Meßbereiche Die folgenden Tabellen zeigen die verfügbaren Meßbereiche, die per Software konfigurierbar sind.
7.4 ADVM-Modul, 8 Analogeingänge Eigenschaften Potentialtrennung zur Schnittstelle und Versorgungsspannung. Differenz-Eingänge Sehr hohe Meßgenauigkeit. Selbstkalibrierend. Drahtbruch-Überwachung bei Stromeingängen. Funktionen: Skalierte und linearisierte Messwerte. Alarmausgabe auf digitale Kanäle. Verfügbare Meßbereiche Die folgenden Tabellen zeigen die verfügbaren Meßbereiche, die per Software konfigurierbar sind. Spannungs-Meßbereiche Volt Volt...
7.5 Digitalmodul, FZBM Alle Kanäle galvanisch entkoppelt Modul Freqenz- Low- High-Pegel Digitale Schaltpegel /Status- Pegel Ausgänge Eingänge FZBM 0 ..1,5 V 3,5 .. 90 V 2..50 V/2,5 A 1.) Frequenz, Zähl- oder Statuseingänge individuell konfigurierbar. Konfiguration: Bei Wahl Frequenz-Eingang kann die Torzeit von 1 msec. bis über 1 h gewählt werden.
8.3 ADGM-Modul, Anschluss-Schaltbild 4 Analog-Eingänge, 21 Bit Auflösung (s. Einführung in diesem Kapitel). Bezeichnungen bei PT100/1000 Widerstandsthermometer Widerstandsgeber in 4-Leiter Anschlusstechnik. + I ref. Stromreferenz für Widerstandsgeber + Signal Positiver Signal-Eingang - Signal - Negativer Signal-Eingang - Iref (return) Ground für Stromreferenz 0(4)..20 mA Eingänge Die 20 mA Eingänge benötigen einen externen Abschluss-Widerstand.
11 Meßtechnik mit den Message-Geräten: In diesem Kapitel erfahren Sie wie die einzelnen Prozessignale, auch Prozess- Variable genannt, wie Thermoelemente, Pt100, 20 mA, und Volt-Signale mit den Message-Geräten verbunden werden und was dabei zu beachten ist. Prozess Thermoelemente, Pt100, 20mA, Volt Serieller Bus Online Visualisierung, Auswertung, Archivierung...
11.1 Grundbegriffe Potentialtrennung, galvanische Entkopplung. sind die wichtigsten Eigenschaften von Geräten zur Meßwerterfassung, um zu sicheren Meßwerten zu gelangen. Die Ein-/Ausgänge der Message-Geräte sind galvanisch entkoppelt. Damit werden die gefährlichen Erdschleifen vermieden. Potentialausgleich Potentialausgleich wird bei den Message-Geräten im Prinzip nicht mehr benötigt. Die nachfolgende Tabelle zeigt die tolerierten Potentialdifferenzen.
11.2 Übersicht der Analog-Module Analog-Eingänge Modul Kanal Volt 20mA Pt100 Thermo- zahl mVolt Element ADGM ADVM nein nein 11.3 Die Anschlüsse des Analog-Kanals. Referenzstrom, wird bei Temperaturmessungen mit Widerstands-Thermometer benutzt. Dieser Anschluß liefert einen Konstantstrom von 400 µA. (+I ) (ausser ADV) Positiver Eingang für das Meßsignal Negativer Eingang für das Meßsignal...
11.4 Anschluß von Spannungssignalen Anwendung zur Erfassung der Messdaten von Meßgeräten mit Spannungs-Ausgängen. Die Meßbereiche sind meist 0..10V oder +/-10V, aber auch 1V oder 100mV Meßbereiche kommen vor. Spannungs Eingänge sind empfindlicher für elektromagnetische Einstrahlungen als Stromeingänge (siehe dort). Schutz gegen elektromagnetische Beeinflussungen Bei schnellen Messungen und dadurch bedingten hohen Filter-Frequenzen müssen unter Umständen abgeschirmte Leitungen eingesetzt werden (siehe bei Grundbegriffe / Elektromagnetische Beeinflussungen).
11.5 Anschluß von Stromsignalen, 20 mA Anwendung In der Industrie haben sich wegen ihrer Unempfindlichkeit gegen elektromagnetische Einstrahlungen Stromeingänge durchgesetzt. Die meisten Meßumformer sind heute mit Stromausgängen versehen. Üblich sind 0..20 mA und 4..20 mA. Das 4..20 mA Signal ist besonders zur Drahtbruchüberwachung geeignet, da nur bei Drahtbruch der Stromwert unter 4 mA sinkt.
11.6 Auswahl des Temperatur-Sensors Für Temperaturmessungen können bei den Message-Geräten Widerstandsthermometer (Pt100, Pt1000) und Thermoelemente eingesetzt werden. Im Meßbereich -200...+200 °C sollten vorzugsweise Pt100 eingesetzt werden. Durch die fortgeschrittene Miniaturisierung (Fühlerdurchmesser 3mm und darunter) sowie durch günstige Preise lassen sich mit Widerstandsthermometern (Klasse A nach DIN) heutzutage sehr gute Meßergebnisse erzielen.
11.7 Anschluß von Pt100 Widerstands-Thermometer Anwendung Der Pt100 ist neben den Thermoelementen der am häufigsten angewendete Sensor zur Temperaturmessung. Die Anwendung ist bei den Message-Geräten denkbar einfach. Für jeden Analogkanal ist die Stromreferenz (I )vorgesehen. Die Stromreferenz speist den ref. temperaturabhängigen Widerstand Pt100 mit Konstantstrom.
11.8 Anschluß von Thermoelementen Anwendung Neben Pt100 sind Thermoelemente die wichtigsten Temperatur-Aufnehmer. Bei Temperaturen über 600 °C werden Thermoelemente verwendet. Für Thermoelement- Messungen ist der Modul ADGM vorgesehen. Arbeitsweise Thermoelemente sind aktive Aufnehmer. Sie liefern in Abhängigkeit des Thermoelement-Typ und des Temperaturmeßbereiches einen Spannungswert im Bereich von 0 bis ca.
11.9 Wahl der Meßzeit Die Messzeit ist die Konversionszeit des Analog-Digitalwandlers. Sie ist kanalindividuell einstellbar Die Gesamtmeßzeit ergibt sich aus der Summe der Meßzeiten der einzelnen Kanäle. Kanäle, die nicht benutzt werden, haben die Meßzeit Null. Gesamtmesszeit = Meßzeit(K1) + Meßzeit(K2) + Meßzeit(Kx) Die Meßzeit ist so klein wie nötig, jedoch so groß...
11.10 Störspannungs-Unterdrückung Dieser Problemkreis ist unter dem Schlagwort EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) sehr populär geworden. Schutz durch Wahl der Messzeit Mit der Messzeit (Konversionszeit der Analog-Digitalwandlung oder auch Integrationszeit genannt) ist ein Tiefpassfilter verknüpft. Die Filter-Grenzfrequenz wird umso kleiner je größer die Messzeit wird. Filter-Grenzfrequenz = 1 / Messzeit.
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Netzbrumm Ein Netzbrumm wirkt sich als 50 (60) Hertz Überlagerung auf das Meßsignal aus und führt somit zu einer oszillierenden Meßsignalverfälschung. Netzbrumm-Unterdrückung bei 50 Hz Netzfrequenz Die Meßzeit/Kanal muß wie folgt eingestellt werden. Netzbrumm (50 Hz) unterdrückt Meßzeit/Kanal in millisec. Filterfrequenz in 3,33 4,17...
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Schutz durch abgeschirmte Messleitungen Elektromagnetische Beeinflussungen auf das Gerät und die Zuleitungen der Versorgungsspannung sind zu erwarten. Elektromagnetische Beeinflussung auf die Messleitungen Der Einfluß auf die Messleitungen wird durch Eingangsfilter, deren Filter-Frequenz per Software eingestellt wird, begrenzt (siehe oben). Bei schnelleren Messungen und dadurch bedingten hohen Filter-Frequenzen müssen unter Umständen abgeschirmte Leitungen eingesetzt werden.
11.11 Auflösung und Meßgenauigkeit Die Auflösung des Meßbereiches der Analogeingänge wird in bit definiert 21 bit Der Meßbereich wird in (2 Auflösung ca. 2 Millionen Schritte aufgelöst. Grundsätzlich gilt: Je höher die Meßzeit desto höher die Auflösung in bit. Wenn Sie auf eine extreme Auflösung Wert legen, so ist dies bei der Eingabe der Messzeit berücksichtigen.