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Siemens SIPART PS2 Handbuch
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Operating Instructions (d/en/fr/es/it) Edition 11/2003
sipart ps2
NCS Non Contacting Position Sensor
for electro-pneumatic positioner
(deutsch/english/français/español/italiano)

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Kapitel

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Inhaltszusammenfassung für Siemens SIPART PS2

  • Seite 1 Operating Instructions (d/en/fr/es/it) Edition 11/2003 sipart ps2 NCS Non Contacting Position Sensor for electro-pneumatic positioner (deutsch/english/français/español/italiano)
  • Seite 3 Non Contacting Position Sensor (NCS) 6DR4004-6NNxx (EEx) 6DR4004-8NNxx Edition 11/2003 Betriebsanleitung ..........Seite 3 Operating Instructions .
  • Seite 4 Betriebsanleitung A5E00097485-06...
  • Seite 5: Inhaltsverzeichnis

    Inhaltsverzeichnis Klassifizierung der Sicherheitshinweise ..........5 Allgemeine Hinweise .................6 Allgemeines und Arbeitsweise des NCS .........9 Allgemeines und Arbeitsweise .................9 Arbeitsweise ....................10 Ausführungen, Auslieferungszustand ..........13 Ausführungen ....................13 NCS für Schwenkantriebe ................14 NCS für Schubantriebe ..................14 Weitere erforderliche Komponenten ..............15 Anbausatz "Schubantrieb" 6DR4004-xx ............15 Anbausatz "Schubantrieb"...
  • Seite 6 Betriebsanleitung Copyright © Siemens AG 2001 All rights reserved Haftungsausschluss Weitergabe sowie Vervielfältigung dieser Anleitung, Wir haben den Inhalt der Anleitung auf Übereinstimmung Verwertung und Mitteilung ihres Inhalts ist nicht mit der beschriebenen Hard-und Software geprüft. gestattet, soweit nicht ausdrücklich zugestanden.
  • Seite 7: Klassifizierung Der Sicherheitshinweise

    Betriebsanleitung Klassifizierung der Sicherheitshinweise Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise sind durch ein Warndreieck hervorgehoben und je nach Gefährdungsgrad folgendermaßen dargestellt: GEFAHR bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten wird, wenn die entspre- chenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
  • Seite 8: Allgemeine Hinweise

    Außerdem weisen wir darauf hin, dass der Inhalt der Anleitung nicht Teil einer frü- heren oder bestehenden Vereinbarung, Zusage oder eines Rechtverhältnisses ist oder diese abändern soll. Sämtliche Verpflichtungen der Siemens AG ergeben sich aus dem jeweiligen Kaufvertrag, der auch die vollständige und allein gültige Gewährleistungsregelung enthält.
  • Seite 9: Haftungsausschluss

    Betriebsanleitung WARNUNG Die Bestimmungen der für Ihr Land gültigen Prüfbescheinigung sind zu beachten. Bei der elektrischen Installation sind die für Ihr Land gültigen nationalen Bestim- mungen und Gesetze für explosionsgefährdete Bereiche zu beachten. In Deutsch- land sind dies z. B.: die Betriebssicherheitsverordnung die Bestimmung für das Errichten elektrischer Anlagen in explosionsgefährde- ten Bereichen, DIN EN 60079-14 (früher VDE 0165, T1).
  • Seite 10: Qualifiziertes Personal

    Betriebsanleitung Qualifiziertes Personal sind Personen, die mit Aufstellung, Montage, Inbetriebsetzung und Betrieb des Pro- duktes vertraut sind und über die ihrer Tätigkeit entsprechenden Qualifikationen ver- fügen, wie z. B.: • Ausbildung oder Unterweisung bzw. Berechtigung, Geräte/Systeme gemäß des Standards der Sicherheitstechnik für elektrische Stromkreise, hohe Drücke und aggressive sowie gefährliche Medien zu betreiben und zu warten.
  • Seite 11: Allgemeines Und Arbeitsweise Des Ncs

    Allgemeines und Arbeitsweise des NCS Allgemeines und Arbeitsweise Mit dem Stellungsregler SIPART PS2 kann in allen Gehäusevarianten ein getrennter Anbau von Stellweg-Erfassungssystem und Reglereinheit reali- siert werden. Dabei erfolgt die Hub- bzw. Drehwinkelerfassung durch einen berührungslosen Stellungssensor (Non Contacting Position Sensor) direkt am Antrieb.
  • Seite 12: Arbeitsweise

    Allgemeines und Arbeitsweise des NCS Betriebsanleitung Bild 1 Getrennter Anbau von NCS und Reglereinheit Arbeitsweise Der NCS enthält u.a. einen Magnetfeldsensor. Dieser Sensor hat die Eigen- schaft, dass er seinen elektrischen Widerstand ändert, wenn man einen Permanentmagneten in seine Nähe bringt. Auf Grund der verwendeten Messmethode hat er einen großen Störabstand gegenüber magnetischen Fremdfeldern.
  • Seite 13 Anschläge der Armatur wird sichergestellt, dass immer nur ein Teil (Quadrant) der Sinuskurve ausgenutzt wird. Die prinzipbedingte Nichtlinearität der Kennlinie wird durch eine im Stellungsregler SIPART PS2 hinterlegte Kurve softwaremäßig korrigiert. Wenn der Magnet am Sensor linear vorbeigeführt wird, ergibt sich ebenfalls eine Widerstandsänderung, die zur Positionsbestimmung benutzt werden...
  • Seite 14 Allgemeines und Arbeitsweise des NCS Betriebsanleitung Die Nichtlinearität wird im Stellungsregler SIPART PS2 softwaremäßig kor- rigiert. Der große Vorteil dieses Prinzips ist die Verschleißfreiheit. Ebenso haben Vibration, Feuchtigkeit und Temperatur nur sehr geringen Einfluss auf das Messergebnis. A5E00097485-06...
  • Seite 15: Ausführungen, Auslieferungszustand

    Ausführungen, Auslieferungs- zustand Ausführungen Der NCS ist innerhalb seiner technischen Spezifikationen (siehe Kapitel 6, Seite 33 "Technische Daten") gleichermaßen für Schwenkantriebe (ent- sprechend der VDI/VDE 3845) wie auch für Schubantriebe geeignet. Es sind folgende Ausführungen lieferbar: NCS-Sensor 6DR4004 - zur kontakt- und berührungslosen Stellungserfassung (nicht für EEx d-Ausführung), Kabellänge 6 m (19,68 ft)
  • Seite 16: Ncs Für Schwenkantriebe

    Ausführungen, Auslieferungszustand Betriebsanleitung NCS für Schwenkantriebe Im Lieferumfang des NCS für Schwenkantriebe 6DR4004-xNN10 sind ent- halten (Lfd. Nr. siehe Bild 4, Seite 18). lfd.Nr. Stück Benennung Hinweise Betriebsanleitung Magnethalter Scheibe DIN 125 6-200HV-A4 Innensechskantschraube M6x12-A4-70 Kunststoffscheibe Drehmagnet Spannring Sechskantmutter EN 24032 Innensechskantschraube M6x25-A2 NCS-Sensor Kabellänge gem.
  • Seite 17: Weitere Erforderliche Komponenten

    Schubantrieb 6DR4004-8V für den Hubbereich von 3 mm bis 35 mm und zusätzlich für den Bereich > 35 mm den langen Hebel 6DR4004-8L. • Einen Stellungsregler SIPART PS2 mit eingebauter EMV-Filtermodul (Bestellnummer 6DR5xxx-xxxx2-xxAx). Oder die EMV-Filtermodul (Be- stellnummer C73451-A430-D23), falls Sie einen vorhandenen Stel- lungsregler SIPART PS2 nachrüsten wollen.
  • Seite 18: Anbausatz "Schubantrieb" 6Dr4004-8V Und 6Dr4004-8L

    Ausführungen, Auslieferungszustand Betriebsanleitung Anbausatz "Schubantrieb" 6DR4004-8V und 6DR4004-8L Im Lieferumfang Anbausatz "Schubantrieb IEC 534 (3 mm bis 35 mm)" sind enthalten (Lfd. Nr. siehe Bild 6, Seite 22). lfd.Nr. Stück Benennung Hinweise NAMUR Anbauwinkel Normierte Verbindungsstelle für Anbaukonsole mit Rippe, Säule oder IEC 534 ebener Fläche Abgriffbügel...
  • Seite 19: Betriebsvorbereitung

    Betriebsvorbereitung Montage Der NCS kann an alle Schwenkantriebe und Schubantriebe angebaut wer- den, die eine NAMUR-Schnittstelle haben. Für die übrigen Antriebe werden individuelle Lösungen empfohlen. A5E00097485-06...
  • Seite 20: Montageablauf Für Schwenkantrieb

    Sie durch eine geeignete Verlängerung für den Wellenstumpf oder Un- terlegscheiben unter dem NCS-Gehäuse für einen entsprechenden Ab- stand sorgen. Falls Sie einen Stellungsregler SIPART PS2 nachrüsten wollen, bauen Sie nun die EMV-Filtermodule gemäß der mitgelieferten Einbauanlei- tung in den Stellungsregler SIPART PS2 ein.
  • Seite 21: Montage Schubantrieb Bis 14 Mm

    Betriebsanleitung Betriebsvorbereitung 3.1.2 Montage für Schubantrieb bis 14 mm Montage an Laterne mit Rippe Montage an Laterne mit Säulen Montage an Laterne mit ebener Fläche Bild 5 Montagebeispiel für Schubantrieb bis 14 mm Sensor so einstellen, dass er zum Hub mittig angeordnet ist und die Maße entsprechend Bild 5, Seite 19 möglichst gut eingehalten werden.
  • Seite 22: Montageablauf Schubantrieb > 14 Mm

    Betriebsvorbereitung Betriebsanleitung 3.1.3 Montageablauf für Schubantrieb > 14 mm (siehe Bild 6, Seite 22) Klemmstücke (3) mit Zylinderschrauben (17) und Federringen (16) an der Antriebsspindel montieren. Abgriffbügel (2) in die Ausfräsungen der Klemmstücke schieben. Benö- tigte Länge einstellen und Schrauben so festziehen, dass der Abgriffbü- gel noch verschiebbar ist.
  • Seite 23 Anbau nicht möglich ist, muss in jedem Fall gewährleistet werden, dass innerhalb des Hubbereiches die waagerechte Hebelstellung durchlaufen wird. Falls Sie einen Stellungsregler SIPART PS2 nachrüsten wollen, bauen Sie nun die EMV-Filtermodule gemäß der mitgelieferten Einbauanleitung in den Stellungsregler SIPART PS2 ein.
  • Seite 24 Betriebsvorbereitung Betriebsanleitung 10, 11 10, 11 10, 11 Aufbau an Laterne Aufbau an mit Rippe Laterne mit ebener Fläche 10, 11 Aufbau an Laterne mit Säule Bild 6 Montageablauf für Schubantrieb > 14 mm A5E00097485-06...
  • Seite 25: Maßbild

    Betriebsanleitung Betriebsvorbereitung 3.1.4 Maßbild Bild 7 Maßbild NCS A5E00097485-06...
  • Seite 26: Elektrischer Anschluss

    Führen Sie das abisolierte NCS-Kabel von außen durch die eine Öff- nung der Kabelverschraubung mit den zwei Durchführungen in den Stellungsregler SIPART PS2. Falls Sie die zweite Öffnung in der Kabel- verschraubung nicht benötigen, verschließen Sie diese mit dem beilie- genden Stopfen.
  • Seite 27 Betriebsanleitung Betriebsvorbereitung Stellungsregler (geöffnet) Reihenfolge: Kabelschuh gelb Kabelschirm Vref grün Vpos weiß oder schwarz braun EMV-Filtermodule C73451-A430-D23 Kabelverschraubung Bild 8 Anschluss des NCS an die EMV-Filtermodule Masseanschluss: Durch das Blech auf der Rückseite des NCS wird die- ser beim Befestigen auf der Konsole zwangsläufig auf das Massepoten- tial der Anlage gelegt.
  • Seite 28 Betriebsvorbereitung Betriebsanleitung A5E00097485-06...
  • Seite 29: Initialisierung

    Initialisierung • Versorgen Sie den Stellungsregler SIPART PS2 mit elektrischer und pneumatischer Hilfsenergie. In der oberen Zeile der Anzeige sehen Sie die aktuelle Sensorspannung (0 bis 100 %), in der unteren Zeile blinkt "NOINI". Der pneumatische Antrieb bewegt sich nicht.
  • Seite 30: Initialisierung Von Schwenkantrieben

    Initialisierung Betriebsanleitung Initialisierung von Schwenkantrieben • Stellen Sie bei Schwenkantrieben den 1. Parameter ("YFCT") bei normaler Wirkrichtung des Antriebes auf "ncSt" oder bei inverser Wirkrichtung auf "-ncSt". • Starten Sie die Initialisierung wie gewohnt durch "INITA". Initialisierung von Schubantrieben > 14 mm •...
  • Seite 31: Zertifikate

    Zertifikate A5E00097485-06...
  • Seite 32 Zertifikate Betriebsanleitung A5E00097485-06...
  • Seite 33 Betriebsanleitung Zertifikate A5E00097485-06...
  • Seite 34 Zertifikate Betriebsanleitung FM-Approvals siehe Seite 63. A5E00097485-06...
  • Seite 35: Technische Daten

    Stellbereich • Schubantrieb 3 bis 130 mm (0,12 bis 5,12 inch), bis 200 mm (7,87 inch) auf Anfrage • Schwenkantrieb 30° bis 100° Linearität (nach Korrektur durch SIPART PS2) mit Firmware > C4) • Schubantrieb ± 1 % • Schwenkantrieb ±...
  • Seite 36 Technische Daten Betriebsanleitung A5E00097485-06...
  • Seite 37 Contents Classification of Safety-Related Notices ........37 General Notes ..................38 General information and function of the NCS ......41 General information and function ..............41 Mode of operation ..................42 Versions, as-delivered state ............45 Versions ......................45 NCS for rotary actuators ................46 NCS for linear actuators .................46 Other necessary components ................47 Mounting kit “linear actuator”...
  • Seite 38 Operating Instructions Copyright © Siemens AG 2001 All rights Disclaimer of Liability reserved We have checked the contents of this manual for agreement with the hardware and software The reproduction, transmission or use of this described. Since deviations cannot be precluded document or its contents is not permitted wit- entirely, we cannot guarantee full agreement.
  • Seite 39: Classification Of Safety-Related Notices

    Operating Instructions Classification of Safety–Related Notices This manual contains notices which you should observe to ensure your own personal safety, as well as to protect the product and connected equipment. These notices are highlighted in the manual by a warning triangle and are marked as follows according to the level of danger DANGER indicates an immenently hazardous situation which, if not avoided, will result in...
  • Seite 40: General Notes

    The Sales Contract contains the entire obligations of Siemens. The warranty contained in the contract between the parties is the sole warranty of Siemens. Any statements contained herein do not create new warranties or modify the existing warranty.
  • Seite 41 Operating Instructions WARNING The specifications of the examination certificate valid in your country must be observed. Laws and regulations valid in your country must be observed for the electrical installation in explosions hazardous areas. In Germany these are for example: Working reliability regulations Regulations for installing electrical equipment in hazardous areas, DIN EN 60079-14 (in the past VDE 0165, T1)
  • Seite 42: Qualified Personnel

    Operating Instructions Qualified Personnel are persons familiar with the installation, assembly, commisioning and operation of the product and who have the appropriate qualifications for their activities such as: • training or instruction or authorization to operate and maintain devices/systems according to the standard of safety technology for elecrical circuits, high pres- sures and corrosive as well as hazardous media.
  • Seite 43: General Information And Function Of The Ncs

    The NCS is supplied with power via the EMC filter module C73451-A430- D23 NCS and at the same time guarantees electromagnetic compatibility. The SIPART PS2 positioner can be ordered with a pre-assembled EMC filter module or a filter module can be retrofitted to existing controllers at any time.
  • Seite 44: Mode Of Operation

    2 Pneumatic connection in double-action actuators 3 Positioning distance sensing system (potentiometer 10 kΩ or NCS) 4 Electrical connecting cable 5 Retrofittable EMC filter module (in the device) 6 SIPART PS2 Figure 1 Separate installation of NCS and controller unit Mode of operation The NCS contains a magnetic field sensor amongst other things.
  • Seite 45 Operating Instructions General information and function of the NCS Magnet Sensor Winkel Angle Figure 2 Relative change in resistance depending on the angle of the magnet. As the figure shows, a circular movement of the magnet causes a sinusoidal change in the resistance. The mechanical stops of the fitting ensure that only one part (quadrant) of the sinusoidal curve is used at any one time.
  • Seite 46 General information and function of the NCS Operating Instructions The non-linearity is corrected in the SIPART PS2 positioner by software. The great advantage of this principle is the freedom from wear. Vibration, moisture and temperature also have only a slight influence on the measuring result.
  • Seite 47: Versions, As-Delivered State

    Versions, as-delivered state Versions The NCS is equally suitable for rotary actuators (according to VDI/VDE 3845) and for linear actuators within its technical specifications (see Chapter 6, page 69 "Technical Data"). The following versions are available: NCS sensor 6DR4004 - for non-contacting detection of position (not for EEx d version) cable length 6 m (19.68 ft)
  • Seite 48: Ncs For Rotary Actuators

    Versions, as-delivered state Operating Instructions NCS for rotary actuators The scope of delivery of the NCS for rotary actuators 6DR4004-xNN10 contains (serial no. Figure 4, page 50). Ser.no. pieces Designation Notes Operating Instructions Magnet holder Washer DIN 125 6-200HV-A4 Hexagon socket head screw M6x12-A4-70 Plastic washer Rotary magnet Clamping ring...
  • Seite 49: Other Necessary Components

    6DR4004-8L for a range of >35 mm. • A SIPART PS2 positioner with built-in EMC filter module (order number 6DR5xxx-xxxx2-xxAx). or the EMC filter module (order number C73451-A430-D23) if you want to retrofit an existing SIPART PS2 positioner.
  • Seite 50: Mounting Kit "Linear Actuator" 6Dr4004-8V And 6Dr4004-8L

    Versions, as-delivered state Operating Instructions Mounting kit "Linear Actuator" 6DR4004-8V and 6DR4004-8L The following are included in the delivery of the mounting kit "Linear actuator IEC 534 (3 mm to 35 mm)" (see Figure 6, S. 54 for item Nos.): Item Quan- Designation...
  • Seite 51: Preparing For Operation

    Preparing for Operation Assembly The NCS can be mounted on all slew and linear actuators with a NAMUR interface. Individual solutions are recommended for the other actuators. A5E00097485-06...
  • Seite 52: Assembly Procedure For Rotary Actuator

    NCS with a suitable extension for the shaft stump or washers. If you want to retrofit a SIPART PS2 positioner, install the EMC filter module in the SIPART PS2 positioner according to the enclosed installation instructions.
  • Seite 53: Assembly Of Linear Actuator Up To 14 Mm

    Operating Instructions Preparing for Operation 3.1.2 Assembly of linear actuator up to 14 mm Assembly on lantern with rib Assembly on lantern with pillars Assembly on lantern with level surface Figure 5 Assembly example for linear actuator bis 14 mm Set the sensor so that is arranged centrally to the stroke and the dimensions are kept as well as possible according to Figure 5, page 51.
  • Seite 54: Assembly Of Linear Actuator > 14 Mm

    Preparing for Operation Operating Instructions 3.1.3 Assembly of linear actuator > 14 mm (seee Figure 6, page 54) Mount clamping assembly (3) with socket head screws (17) and lock washers (16) on the actuator spindle. Insert the pick-up bracket (2) into the recesses of the clamping assem- bly.
  • Seite 55 If you want to retrofit a SIPART PS2 positioner, install the EMC filter module in the SIPART PS2 positioner according to the enclosed installation instructions.
  • Seite 56 Preparing for Operation Operating Instructions 10, 11 10, 11 10, 11 Mounting on yoke Mounting with ledge on yoke with plane surface 10, 11 Mounting on yoke with columns Figure 6 Assembly procedure for rotary actuators > 14 mm A5E00097485-06...
  • Seite 57: Dimensioned Drawing

    Operating Instructions Preparing for Operation 3.1.4 Dimensioned drawing Figure 7 Dimensioned drawing NCS A5E00097485-06...
  • Seite 58: Electrical Connection

    NCS via the EMC filter module. Proceed as follows to connect the shielded four-pole cable of the NCS to the SIPART PS2 positioner: Replace the dummy stopper on the SIPART PS2 positioner with the sxcre-type cable gland supplied with the EMC filter module.
  • Seite 59 Operating Instructions Preparing for Operation Position controller (open) Sequence: Terminal end yellow Cable shield Vref green Vpos white or black brown EMV filter module C73451-A430-D23 Cable gland Figure 8 Connecting the NCS to the EMC filter module Ground connection: This is automatically connected to ground potential of the system when fixing to the console by the plate on the back of the NCS.
  • Seite 60 Preparing for Operation Operating Instructions A5E00097485-06...
  • Seite 61: Initialization

    Observe the display of the SIPART PS2 positioner whilst adjusting the drive to its mechanical end stops with the plus and minus key on the SIPART PS2 positioner. Values within the range from P2.0 to P98.0 must be displayed at all times.
  • Seite 62: Initialization Of Rotary Actuators

    Initialization Operating Instructions Initialization of rotary actuators • Set the 1st parameter ("YFCT") in rotary actuators at normal direction of action of the drive to "ncSt" or at inverse direction of action to "-ncSt". • Start initialization as usual by ”INITA”. Initialization of linear actuators •...
  • Seite 63: Certificates

    Certificates A5E00097485-06...
  • Seite 64 Certificates Operating Instructions A5E00097485-06...
  • Seite 65 Operating Instructions Certificates A5E00097485-06...
  • Seite 66 Certificates Operating Instructions A5E00097485-06...
  • Seite 67 Operating Instructions Certificates A5E00097485-06...
  • Seite 68 Certificates Operating Instructions A5E00097485-06...
  • Seite 69 SIPART PS2. The positioning distance sensing system and controller unit can be mounted separately in all housing variants with the SIPART PS2 position controller The controller unit can then be mounted at some distance on a mounting tube or similar and is connected to the positioning distance sensing system by an electric cable and with the drive by one or two pneumatic lines.
  • Seite 70 Control Drawing Mod-No. author Änd.-Datum Abteilung non contacting position sensor 04.12.2001 A&D PI13 Mod.-Date Bearbeiter Artikel-Nr. Blatt Meinhof A5E00078040 designer Article No. Automation & Drives Date Dokument-Nr. A5E00078040L file VJ17591.doc Document-No. Copyright © Siemens AG 1999 All Rights Reserved Confidential A5E00097485-06...
  • Seite 71: Technical Data

    • Linear actuator 3 to 130 mm (0.12 to 5.12 inch), to 200 mm (7.87 inch) on request 30° to 120° • Rotary actuator Linearity (after correction by SIPART PS2 with firmware > C4) • Linear actuator ± 1% • Rotary actuator ±...
  • Seite 72 Technical Data Operating Instructions A5E00097485-06...

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