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Sonicont USN020
Ultraschall - Füllstandtransmitter
Berührungslose Messung von Füllständen
in Flüssigkeiten, Pasten und grobkörnigen Schüttgütern
Technische Anleitung
11.12
Hauptmerkmale
Berührungslose Füllstandmessung
in Flüssigkeiten bis 2m
•
in Schüttgütern bis 1m
•
Prozesstemperaturbereich von – 40 °C bis +85 °C
Genauigkeit ≤ 0,2%
Integrierte Auswerteelektronik
3-Leiter mit Stromsignal 0/4...20 mA
•
3-Leiter mit Spannungssignal 0...10 V
•
4x PNP Schaltausgang
•
•
Bluetooth-Interface
Gehäuse und Anzeige drehbar für optimale Bedienbarkeit
in jeder Einbaulage
Blickwinkeloptimiertes TFT-LCD-Display für beste
Ablesbarkeit
Einfache Bedienung durch übersichtliche Menüführung
Umfangreiche Diagnosefunktionen zur Systemanalyse
Messdatenspeicher für bis zu 1 Millionen Messwerte
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Verwandte Anleitungen für ACS contsys Sonicont USN020
Inhaltszusammenfassung für ACS contsys Sonicont USN020
- Seite 1 Sonicont USN020 Ultraschall - Füllstandtransmitter Berührungslose Messung von Füllständen in Flüssigkeiten, Pasten und grobkörnigen Schüttgütern Technische Anleitung 11.12 Hauptmerkmale Berührungslose Füllstandmessung in Flüssigkeiten bis 2m • in Schüttgütern bis 1m • Prozesstemperaturbereich von – 40 °C bis +85 °C Genauigkeit ≤ 0,2% Integrierte Auswerteelektronik 3-Leiter mit Stromsignal 0/4…20 mA...
- Seite 2 Sie haben ein hochwertiges und modernes Messgerät der ACS-CONTROL-SYSTEM GmbH erworben. Wir bedanken uns für Ihren Kauf und das uns entgegengebrachte Vertrauen. Die vorliegende Betriebsanleitung beinhaltet alle erforderlichen Anweisungen für Montage, elektrischen Anschluss und Inbetriebnahme, sowie die technische Daten des Gerätes. Änderungen, die dem technischen Fortschritt dienen, behält sich ACS-CONTROL-SYSTEM GmbH ohne Ankündigung vor.
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Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Funktion . -
Seite 4: Anwendung
Anwendung Das Gerät ist ein berührungsloser elektronischer Ultraschallfüllstandtransmitter zur kontinuierlichen Messung von Füllständen in Flüssigkeiten, Pasten oder grobkörnigen Schüttgütern. Der Einsatz eines berührungslos arbeitenden Messsystems eröffnet ein breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten, wie etwa bei aggressiven Prozessstoffen. Funktion Vom Schallwandler des Ultraschallsensors werden Ultraschallimpulse zur Füllgutoberfläche ausgesendet. -
Seite 5: Sicherheitshinweise
Sicherheitshinweise Jede Person, die mit der Inbetriebnahme oder Bedienung dieses Gerätes beauftragt ist, muss diese Bedienungsanleitung und insbesondere die Sicherheitshinweise gelesen und verstanden haben. Montage, elektrischer Anschluss, Inbetriebnahme und Bedienung des Gerätes muss durch eine qualifizierte Fachkraft gemäß den Angaben in dieser technischen Anleitung und den gültigen Normen und Regeln erfolgen. -
Seite 6: Montage
Montage Die korrekte Funktion des Gerätes innerhalb der spezifizierten technischen Daten kann nur gewährleistet werden, wenn die zulässigen Prozess- und Umgebungstemperaturen (siehe Abschnitt „Technische Daten“) nicht überschritten werden. Einbauhinweise Vor der Montage oder Demontage des Gerätes muss die Anlage druckfrei sein. Das Eindrehen eines Gewindeprozessanschlusses mittels des Anschlussgehäuses, des Anschlusssteckers bzw. -
Seite 7: Standrohrmessung
Stutzenmontage Verwenden Sie einen Rohrstutzen, falls die Blockdistanz auf andere Weise nicht einzuhalten ist. Die Stutzeninnenseite muss glatt sein und darf keine Kanten oder Schweißnähte enthalten. Insbesondere das tankseitige Stutzenende darf keinen Grat auf der Innenseite aufweisen. Beachten Sie die angegebenen Grenzen für Durchmesser und Länge des Stutzens. Um Störeinflüsse zu minimieren, empfiehlt es sich, das tankseitige Stutzenende schräg auszuführen (ideal 45°). -
Seite 8: Einbauort
Einbauort Füllstandmessung Montieren Sie den Sensor nicht in der Mitte des Behälters (C). Der empfohlene Abstand zur • Behälterwand liegt bei 1/6 des Behälterdurchmessers (A). Bei Behältern mit konischem Boden kann es vorteilhaft sein, den Sensor in Behältermitte zu montieren, da die Messung dann bis zum Boden möglich ist. -
Seite 9: Einbau In Engen Schächten Mit Stark Unebenen Schachtwänden
Einbau in engen Schächten mit stark unebenen Schachtwänden In engen Schächten mit starken Störechos empfiehlt sich die Verwendung eines Stand- bzw. Schallführungsrohres (z.B. PE- oder PVC-Abwasserrohr) mit einem Mindestdurchmesser von 100mm. Es ist darauf zu achten, dass das Rohr nicht durch anhaftenden Schmutz verunreinigt wird. Gegebenenfalls ist das Rohr regelmäßig zu reinigen. -
Seite 10: Elektrischer Anschluss
Elektrischer Anschluss Der elektrische Anschluss des Gerätes hat entsprechend den landesspezifischen Standards zu erfolgen. Bei falschem Anschluss können applikationsbedingte Gefahren verursacht werden. Potentialausgleich - Erdung Das Gerät ist zu erden. Die metallischen Teile des Gerätes sind elektrisch mit der Fassung des Steckers M12 verbunden. Anschlusskabel Es sollten möglichst geschirmte Signal- und Messleitungen, getrennt von leistungsführenden Leitungen verlegt werden. -
Seite 11: Schaltausgang
Signal 0…10 V Ein Lastwiderstand (Bürde), z.B. der Messwiderstand eines Auswertegerätes, erfordert bei einer bestimmten Ausgangsspannung einen Ausgangsstrom. Da dieser Ausgangsstrom begrenzt ist, ergibt sich für den Widerstand ein Minimalwert, bei dem noch eine korrekte Funktion möglich ist. Dieser Widerstand lässt sich mit folgender Gleichung ermitteln: / 3mA Lmin >>... -
Seite 12: Anschlussschema
Anschlussschema Signal 0/4…20 mA / 0…10 V Aderfarben Standardanschlusskabel M12: BN = braun, WH = weiß, BU = blau Das Anschlusskabel ist im Lieferumfang nicht enthalten. Signal 0/4…20 mA / 0…10 V / 2x PNP Schaltausgang Aderfarben Standardanschlusskabel M12: BN = braun, WH = weiß, BU = blau, BK = schwarz, GY = grau Das Anschlusskabel ist im Lieferumfang nicht enthalten. -
Seite 13: Bedienung
Bedienung Bedien- und Anzeigeelemente A - LCD-Display • Anzeige von Messwert, Gerätestatus und Bedienmenüs B - Taste Down Im Auswahlmenü Navigation abwärts • Im Eingabemenü Wertverringerung • Dient in Kombination mit Taste Up zum Verlassen von Auswahl- und Eingabemenü ohne •... -
Seite 14: Funktionsschema
Funktionsschema A - Inbetriebnahme B - Behälterform C - Entstörfilter D - Pulsrate E - Grenze Min/Max F - Echoverlust G - Dämpfung H - Min/Max Abgleich > z.B. 1,8..0,4 m = 0..100 % I1 - Linearisierung > Füllstand - Display Skalierung z.B. 0,4..1,8 m = 0..2000 m I2 - Linearisierung >... -
Seite 15: Menüstruktur
Menüstruktur Über das Hauptmenü (Drücken der Taste Enter/Shift right für 3 Sekunden) erfolgt der Zugang zu den verschiedenen Funktionsbereichen der Auswahl- und Eingabemenüebene. Wurden Störungen registriert (siehe Abschnitt Diagnose/Störungen), so werden diese noch vor dem Einsprung in das Hauptmenü angezeigt. Über die Taste Enter/Shift right wird die Störungsanzeige beendet. -
Seite 16: Ausgang
Ausgang Das Symbol E bei einem Menüpunkt markiert dessen Position in der erweiterten Menüstruktur. Diese erweiterte Menüstruktur kann im Submenü Display über den Menüpunkt Menüstruktur eingeblendet werden. Schaltausgang S1 / S2 / S3 / S4 Aktivierung Jeder der Schaltausgänge kann separat aktiviert bzw. deaktiviert werden. •... -
Seite 17: Einschaltverzögerungszeit / Rückschaltverzögerungszeit - Erweiterte Menüstruktur
Einschaltverzögerungszeit / Rückschaltverzögerungszeit – erweiterte Menüstruktur Die Aktivierung bzw. Deaktivierung des Schaltausganges kann zur Realisierung einfacher Ablaufsteuerungen mit einer Verzögerungszeit (Auflösung 0,01s) beaufschlagt werden. Der Eingabebereich ist unbeschränkt. Werkseinstellung > 0s Funktion – erweiterte Menüstruktur Hysteresefunktion Die Hysteresefunktion realisiert einen stabilen Schaltzustand, unabhängig von systembedingten Signalschwankungen um den eingestellten Sollwert. - Seite 18 Störmeldefunktion Der Schaltausgang wird aktiviert, wenn das Gerät Störungen (siehe Diagnose/Störungen) festgestellt hat. Werkseinstellung > Hysteresefunktion Betriebsart Die Betriebsart bestimmt die Funktionsrichtung des Schaltausganges. • Schließer / NO Am Ausgang liegt kein Signal an, wenn die Schaltbedingung nicht erfüllt ist. Am Ausgang liegt ein Signal an, wenn die Schaltbedingung erfüllt ist Öffner / NC •...
- Seite 19 Fehler Signal Definiert, abhängig von der Betriebsart, das analoge Ausgangssignal bzgl. Arbeitsbereich und falls Störungen (siehe Abschnitt Diagnose/Störungen) registriert werden. • Betriebsart 4-20mA A - Aus >> 3.9-21mA B - 3.6mA C - 22mA Betriebsart 0-20mA • A - Aus >> 0-21mA B - 0mA C - 22mA Betriebsart 0-10V...
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Seite 20: Signal Invertieren
Signal invertieren Invertiert, abhängig von der Betriebsart, das analoge Ausgangssignal. 4-20 mA >> 20-4 mA • 0-20 mA >> 20-0 mA • 0-10 V >> 10-0 V • Werkseinstellung > Nein Grundeinstellungen Das Symbol E bei einem Menüpunkt markiert dessen Position in der erweiterten Menüstruktur. Diese erweiterte Menüstruktur kann im Submenü... - Seite 21 Min/Max-Abgleich Mit dem Min/Max-Abgleich werden die Messbereichsgrenzen eingestellt. Es werden 2 Punkte definiert, die das Verhältnis des zu messenden Distanzsignals und des Arbeitsbereichs des Gerätes festlegen. Der aktuelle Messwert wird dabei im Display eingeblendet. Dabei müssen nicht zwingend die Messbereichsgrenzen also 0% und 100% angegeben werden. Es können auch Punkte innerhalb des Messbereichs angegeben werden, z.B.
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Seite 22: Bei Echoverlust - Erweiterte Menüstruktur
Grenze Min/Max – erweiterte Menüstruktur Überschreitet der Messwert die Grenzen des Min/Max-Abgleiches, so werden bei aktivierter Funktion diese Grenzwerte gehalten. Eine Überschreitung ist dann nicht möglich. Bei deaktivierter Funktion werden Messwerte auch jenseits der Grenzwerte ausgegeben. Diese Funktion ist vor allem nützlich bei einer Durchflussmessung zur Vermeidung von negativen Durchflussmesswerten. -
Seite 23: Linearisierung
Dämpfung – erweiterte Menüstruktur Die Dämpfung beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der Anzeige, Ausgangssignal und Schaltausgänge auf Änderungen des Messsignals reagieren. Der Verlauf von Anzeige und Ausgangssignal erfolgt in einer exponentiellen Kennlinie mit der Dämpfungszeitkonstante t. Innerhalb des Zeitraumes t erhöht sich das Ausgangssignal um jeweils 63% der vorhandenen Abweichung. -
Seite 24: Vordefinierte Linearisierungskurven
Vordefinierte Linearisierungskurven Linear – keine Linearisierung • Volumenlinearisierung Liegender Rundtank • • Kugeltank Durchflusslinearisierung • Venturikanal, Trapezüberfall, Rechtecküberfall Palmer-Bowlus-Flume • V-Notch, Dreiecküberfall • Freie Linearisierung mit bis zu 40 Punkten Benutzerdefiniert • Werkseinstellung > Linear Eingabeverfahren benutzerdefinierte Linearisierung Prozent / Linearisierte Prozent •... -
Seite 25: Display
Werksreset Der Werksreset setzt alle Einstellungen auf Werkseinstellungen zurück. Der Werksreset betrifft nicht: Diagnosedaten • Historische Messdaten • Speicher Intervall • Benutzerdefinierte Linearisierung • Display Das Symbol E bei einem Menüpunkt markiert dessen Position in der erweiterten Menüstruktur. Diese erweiterte Menüstruktur kann im Submenü Display über den Menüpunkt Menüstruktur eingeblendet werden. -
Seite 26: Nachkommastellen - Erweiterte Menüstruktur
Einheit – erweiterte Menüstruktur Dieser Menüpunkt erscheint nur bei Anzeigewert Skaliert. Wird ein skalierter Anzeigewert verwendet, kann zusätzlich eine Einheit angegeben werden, welche im Display (nicht bei der Anzeigeart Vertical Bargraph) eingeblendet wird. Die Einheit wird nur als Text eingeblendet und nicht in Berechnungen einbezogen. Es stehen eine Vielzahl von vordefinierten Einheiten in unterschiedlichen Kategorien zur Verfügung. - Seite 27 Anzeigeart Die Messwerte können je nach Anforderung in verschiedenen Arten dargestellt werden. Digital • Schaltpunkte, aktiv oder deaktiv Sensor TAG Digitaler Messwert Einheit Horizontaler skalierter Bargraph Markierung der Schaltpunkte im Bargraph • Manometer Runde Zeigerskala Markierung der Schaltpunkte in der Zeigerskala Einheit Digitaler Messwert Horizontal Bargraph...
- Seite 28 Vertical Bargraph • Vertikaler prozentual skalierter Bargraph Chart • Skaliertes graphisches Messwert-Zeit-Fenster Angewählter historischer digitaler Messwert mit Einheit und mit Zeitabstand in Tagen/Stunden/ Minuten/Sekunden Digitaler Messwert mit Einheit Navigation eines Messwertmarkers mit Pfeiltasten innerhalb des Grafikfensters Durch gleichzeitiges Drücken der Tasten Up und Down (mindestens 3 Sekunden) kann der Zeitpunkt in Tagen/Stunden/Minuten/Sekunden angegeben werden, auf den der Marker gesetzt werden soll.
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Seite 29: Helligkeit
Passwortschutz Zum Schutz der Einstellungen vor Unbefugten können einzelne oder auch alle Hauptmenüpunkte durch ein Passwort geschützt werden. Bei jeder Aktivierung des Hauptmenüs ist der Passwortschutz aktiv. Ein unbekanntes oder vergessenes Passwort kann mittels eines Servicecodes und eines Freischaltcodes gelöscht werden. Diese Codes können beim Hersteller erfragt werden. Geschützte Bereiche •... -
Seite 30: Simulation - Erweiterte Menüstruktur
Ansicht – erweiterte Menüstruktur Zur Anpassung der Anzeige auf die Anforderungen der Einbausituation kann die Anzeige des Displays um 180° gedreht werden. In Verbindung mit der mechanischen Drehbarkeit des Anschlussgehäuses um ca. 330° ist somit eine Ablesbarkeit aus allen Richtungen in allen Einbaulagen möglich. •... -
Seite 31: Diagnose
Diagnose Hüllkurve Das gegenwärtige Messsignal wird als Kurve dargestellt. Die Hüllkurve, unterhalb derer das Messsignal ausgeblendet wird, wird eingeblendet. Das gültige Messsignal wird durch einen vertikalen Strich markiert. Rechts unterhalb der Kennlinie wird der gegenwertige Distanzwert in Einheit m und dem zugehörigen gemessenen Signalpegel in dB angezeigt. - Seite 32 Störungen Das Gerät registriert eine Vielzahl von kurzzeitigen oder auch dauerhaft anliegenden Funktionsstörungen in Art und Häufigkeit. Echoverlust – Kein messbares Echosignal vorhanden • MSB Überschreitung - Überschreitung des Signalausgangbereichs (je nach Betriebsart) • 20.5 mA (4-20 mA) 20.5 mA (0-20 mA) 10.5 V (0-10 V) MSB Unterschreitung - Unterschreitung des Signalausgangbereichs (je nach Betriebsart) •...
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Seite 33: Daten
Daten Das Gerät ist in der Lage, etwa eine Million Messwerte verlustsicher aufzuzeichnen. Die Aufzeichnung erfolgt im Ringspeicherverfahren, wobei nach einer Vollspeicherung als nächstes die ältesten Messwerte überschrieben werden. Die gespeicherten Messwerte können entweder graphisch in der Anzeigeart Chart dargestellt oder per Bluetooth-Interface als CSV-Datei exportiert werden. -
Seite 34: Einstellungen Senden/Empfangen
Einstellungen senden/empfangen Die aktuellen Einstellungen können als Konfigurationsdatei an ein Bluetooth-Endgerät gesendet oder von diesem empfangen werden. Konfigurationen können auch direkt von Gerät zu Gerät versendet werden. Bei der Übertragung der Einstellungen werden bestimmte Parameter nicht übertragen. Sensor TAG • Speicher Intervall •... -
Seite 35: Sichtbarkeit
Für eine gesicherte bzw. verschlüsselte Datenübertragung ist ein PIN einzugeben. Der Eingabebereich ist auf Werte von 000000 bis 999999 beschränkt. Werkseinstellung > keine PIN vergeben Sichtbarkeit Um eine Datei auf das Gerät zu übertragen, muss dieses im Bluetooth-Netz sichtbar geschaltet werden. -
Seite 36: Inbetriebnahme
Inbetriebnahme Füllstandmessung Die Füllstandhöhe wird vom Gerät aufgrund des Abstandes der Füllgutoberfläche zum Sensor ermittelt. Menüpunkt Grundeinstellungen Inbetriebnahme • Min/Max Abgleich • Menüpunkt Display Anzeigewert Füllstand • Beispiel Messaufgabe • Abstand Sensor – Behälterboden: 1,8m • Minimaler Füllstand: 0m >> Distanz 1,8m – 0m = 1,8m •... -
Seite 37: Volumenmessung
Volumenmessung Zur Anzeige des Behältervolumens kann eine Display Skalierung vorgenommen werden. Falls eine nicht lineare Behälterform verwendet wird, muss eine Linearisierung eingestellt werden. Es stehen vordefinierte Linearisierungskurven für einige Behälterformen zur Verfügung. Menüpunkt Grundeinstellungen Inbetriebnahme • Min/Max Abgleich • Linearisierung •... -
Seite 38: Durchflussmessung
Durchflussmessung Zur Anzeige der Durchflussmenge kann eine Display Skalierung vorgenommen werden. Falls eine nicht lineare Durchflussöffnung verwendet wird, muss eine Linearisierung eingestellt werden. Es stehen vordefinierte Linearisierungskurven für einige Durchflussöffnungen zur Verfügung. Menüpunkt Grundeinstellungen Inbetriebnahme • Min/Max Abgleich • Linearisierung •... -
Seite 39: Wartung
Wartung Das Gerät ist wartungsfrei. Bestimmte Medien können zu Ansatzbildungen auf der Membrane führen. Festsitzende Ablagerungen können zu Fehlmessungen führen. Bei ansatzbildenden Medien ist die Membrane regelmäßig z.B. mit klarem Wasser zu reinigen. Verwenden Sie zur Reinigung keine spitzen Werkzeuge oder aggressive Chemikalien. Reparatur Eine Reparatur darf nur durch den Hersteller erfolgen. -
Seite 40: Technische Daten
Technische Daten Hilfsenergieversorgung Versorgungsspannung U Einstellung Ausgang 0/4...20 mA 9..30 V , verpolungsgeschützt Einstellung Ausgang 0…10 V 14..30 V , verpolungsgeschützt Restwelligkeit U ≤ 2 V ≤ U ≤ U Smin Smax Stromaufnahme I Einstellung Ausgang 0/4...20 mA ≤ 110 mA (U = 9 V / I /S1/S2/S3/S4 0mA / Bluetooth Off) ≤... -
Seite 41: Eingang
Eingang Messbereich Flüssigkeiten bis 2m Schüttgüter bis 1m Totbereich BD ≤ 0,15m (typ. 0,06m) Arbeitsfrequenz 125kHz 10° ±2° bei -3 dB Abstrahlwinkel α Detektionsradius r = 0,044m (L = 0,5m / α = 10°) = 0,087m (L = 1,0m / α = 10°) = 0,131m (L = 1,5m / α... -
Seite 42: Umgebungsbedingungen
Umgebungsbedingungen Der zulässige Umgebungstemperaturbereich ergibt sich aus der Kombination von Standardbereich und Erweiterung, wobei der Bereich durch die engste Beschränkung bestimmt wird. Umgebungstemperatur -20°C...+50°C Erweiterung Hintergrundbeleuchtung LCD ≤ 80% >> -20°C...+60°C Hintergrundbeleuchtung LCD ≤ 60% -20°C...+70°C >> Schutzart IP68 [≤ 1 mWs-1h] (EN/IEC 60529) Klimaklasse 4K4H [-20…+55°C / 4…100%] (EN/IEC 60721-3-4) Stoßfestigkeit... -
Seite 43: Maßzeichnungen
Maßzeichnungen Anschlussgehäuse Prozessanschluss Typ G10 - G 1“ ISO 228-1 ACS-CONTROL-SYSTEM GmbH l Lauterbachstr. 57 l D-84307 Eggenfelden l www.acs-controlsystem.de l info@acs-controlsystem.de... -
Seite 44: Bestellschlüssel
Bestellschlüssel Ausführung USN020 Standard Prozessanschluss G10 G 1“, ISO 228-1 Elektronik - Ausgang 3-Leiter, Signal 0/4…20mA - 0…10V 3-Leiter, Signal 0/4…20mA - 0…10V, 2x PNP 3-Leiter, Signal 0/4…20mA - 0…10V, 4x PNP Elektronik - Funktion ohne Bluetooth-Interface andere Werkstoff Prozessanschluss (prozessberührend) PVDF / Stahl 1.4404/316L oder 1.4571/316Ti Werkstoff Anschlussgehäuse...