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16 Bedienung
16.1 Funktionsprinzip
Das Gerät besteht aus vier Hauptfunktionseinheiten:
— Primäreinheit (auch Frontend-Board)
— Sekundäreinheit (auch Kommunikations-Board)
— Temperatureinheit / DO (auch zweites Frontend-Board)
— Anschlussklemmenblock (kann Standard sein, mit
Überspannungsschutz: Code S2, erweiterte EMV
NE21:2004 Code:YE)
Der Druckmessgeber, der an das multivariable
Instrument/Instrument mit Multisensortechnik angeschlossen
ist, verfügt über eine Piezowiderstands-Sensortechnologie.
Dazu gehören der Sensor und die Frontend-Elektronik.
Die Sekundäreinheit besteht aus einem Kommunikations-
Board – wobei das zweite Frontend mit der PT100-Messung
und die Anschlussplatte mit den PT100-Anschlüssen und dem
Stromversorgungsanschluss verbunden sind – sowie einem
Gehäuse mit Durchführungskondensatoren für den EMV-
Schutz.
Die beiden Einheiten sind mechanisch über eine
Gewindeverbindung und elektrisch über ein flaches
Anschlusskabel miteinander verbunden. Der
Kommunikationsblock ist über die am Gehäuse angebrachten
Durchführungskondensatoren mit der Anschlussplatte
gekoppelt.
In der Primäreinheit übt das Messmedium (Flüssigkeit, Gas
oder Dampf) über eine flexible, korrosionsbeständige
Trennmembran und die Füllflüssigkeit im Kapillarrohr einen
Druck auf den Sensor aus.
Wenn der Sensor eine Druckänderung erfasst, erzeugt er
analog dazu eine Veränderung der physikalischen
Primärgrößen in Abhängigkeit von der verwendeten
piezoresistiven Technologie.
Das Signal wird dann in der Frontend-Elektronik in ein
Digitalsignal gewandelt. Die Rohdaten werden von einem
Mikrocontroller zu einem präzisen Primärausgangssignal
verarbeitet und linearisiert. Dabei erfolgt eine Kompensation
von Effekten wie Nichtlinearität des Sensors, statischer Druck
und Temperaturschwankungen auf der Grundlage von
"Vergleichs-"Parametern, die bei der Fertigung berechnet und
im Speicher der Frontend-Elektronik abgelegt worden sind.
Die Berechnungen erfolgen unabhängig voneinander und
werden zur Bewertung des Drucksignals im Mikrocontroller
verglichen. Wird eine Differenz zwischen den beiden
Messwerten festgestellt, wird der aktuelle Analogausgang in
einen sicheren Zustand geschaltet.
Die Messwerte und Sensorparameter werden über eine
digitale Standardkommunikation an die Sekundäreinheit
übertragen, in der das Kommunikations-Board eingebaut ist.
Der statische Druck erfolgt im gleichen Fluss.
Der Temperaturwert wird durch das zweite Frontend
konvertiert und der Wert wird an den Mikrocontroller auf dem
Kommunikations-Board übergeben, für den Massendurchfluss
oder die Füllstandberechnung bei multivariablen Instrumenten
oder zur Validierung der Ausgangsgrößen bei Instrumenten mit
Multisensortechnik.
Die Werte von DP, SP und T werden zusammen mit den im
Speicher des Kommunikations-Boards gespeicherten,
benutzerdefinierten Werten (Viskosität des Durchflusses, Art
der Blende usw.) zur Auswertung des Massedurchflusses oder
zur Auswertung des Füllstands (multivariables Instrument)
verwendet.
Der Ausgangsdatenwert – Durchfluss/Füllstand für MV und die
Primärgröße für MS – wird in ein Pulsweitensignal (PWM)
umgewandelt, das gefiltert wird und die Stromerzeugung 4...
20 mA aktiviert. In dieser Einheit ist auch die bidirektionale
digitale Kommunikation unter Verwendung des „HART"-
Standardprotokolls implementiert.
Zur Prüfung der Korrektheit und Gültigkeit aller
Prozessvariablen und der ordnungsgemäßen Funktion der
Speicher sind intern Diagnosealgorithmen implementiert.
Die Ausgangsstufe wird ebenfalls überprüft. Durch das erneute
Einlesen des analogen Ausgangssignals wird der
Rückkoppelkreis durch einen zusätzlichen A/D--Wandler am
Ende der Ausgangsstufe realisiert, der das 4 ... 20 mA-Signal
in ein digitales Signal übersetzt, das für den Vergleich mit dem
Mikrocontroller geeignet ist. Bei einem Ausfall wird der
Ausgang auf Alarmstrom geschaltet und die Meldung
erscheint auf der LCD-Anzeige oder die Kommunikation erfolgt
über HART.
Der Anschlussklemmenblock ist entsprechend der
elektromagnetischen (EM) Umgebung zu wählen, in der das
Gerät eingesetzt werden kann. Bitte folgen Sie dem
untenstehenden Vorschlag, um den richtigen
Anschlussklemmenblock zu verwenden:
1. Wenn die EM-Umgebung Überspannungsstörungen
aufweist, ist die Verwendung des
Anschlussklemmenblocks mit Überspannungsschutz
obligatorisch (Code: S2).
2. Wenn die EM-Umgebung Störungen von 10 Hz bis
150 kHz geleitet hat, ist der Anschlussklemmenblock mit
erweiterter EMV (Code: YE) zwingend erforderlich. Der
Fehler in diesem Bereich beträgt 1 % der oberen
Messbereichsgrenze.
266CRx, 266JRx, 266CSx, 266JSx | SM/266MV/MS-HART-SIL-DE Rev. A 21
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