OXYMAT 61. Opis ogólny 2/113. Opis ogólny. Budowa

Transkrypt

1 Opis ogólny Opis ogólny Budowa Pomiar stężenia tlenu w polega na wykorzystaniu jednostka 19 o wysokości 4 HU do montażu zjawiska paramagnetyzmu tlenu. Analizator jest wykorzystywany w ramach uchylnych lub szafach w pomiarach tlenu w standardowych zastosowaniach. pomiarowych wyposażonych lub nie, w wysuwane szyny teleskopowe Płyta czołowa może być uchylona w dół na potrzeby serwisu (łączność z laptopem) Złącze gazowe do podłączenia próbki gazu: rurka o średnicy 6 mm lub 1/4" Złącza gazowe i elektryczne na tylnej ściance. Zalety Zintegrowana pompa gazu referencyjnego (w opcji dla pomiaru tlenu o stężeniu bliskim stężeniu powietrza atmosferycznego) Wysoka liniowość Zwarta konstrukcja Możliwość fizycznego przesunięcia zakresu pomiarowego na wyższy. Zastosowanie Zakres zastosowań Ochrona środowiska Sterowanie kotłem w procesach spalania Kontrola jakości (np. czystość gazów na poszczególnych etapach produkcji gazów) Kontrola produkcji na poszczególnych etapach Optymalizacja procesu. Inne aplikacje Chemia procesowa Produkcja gazów Badania i rozwój Wyświetlacz na płycie czołowej Duży panel LCD do jednoczesnego wyświetlania różnych parametrów: - aktualne stężenie - status analizatora - zakresy pomiarowe / aktualny zakres Kontrast wyświetlacza LCD może być ustawiany w menu Stałe podświetlenie wyświetlacza LCD diodami LED Klawiatura membranowa z możliwością czyszczenia, z pięcioma klawiszami szybkiego dostępu Ustawienia konfiguracji, testowania i kalibracji dostępne z menu Dostępna szybka pomoc podręczna opisująca daną funkcję menu Wyświetlanie wykresu trendu stężenia tlenu, programowalne okresy czasowe Oprogramowanie dostępne w dwóch językach: Niemiecki/Angielski, Angielski/Hiszpański, Francuski/Angielski, Hiszpański/Angielski, Włoski/Angielski. Wejścia / wyjścia Sześć wejść cyfrowych dowolnie konfigurowalnych (np. zmiana zakresów, przetwarzanie sygnałów zewnętrznych z układu przygotowania próbki) Sześć wyjść przekaźnikowych dowolnie konfigurowalnych (awaria, serwis, przełącznik serwisowy, przekroczenie wartości zadanej, zewnętrzne zawory) Dwa programowalne wejścia analogowe (np. korekcja skrośna sygnał z innych analizatorów, zewnętrzny czujnik ciśnienia) Rozszerzenie do ośmiu dodatkowych wejść cyfrowych i ośmiu dodatkowych wyjść przekaźnikowych do automatycznej kalibracji do maks. czterech gazów kalibracyjnych. Komunikacja RS 485 podstawowo (złącze na tylnej ściance). Opcje konwerter RS 485/RS 3 konwerter RS 485/Eternet połączenie z siecią PROFIBUS DP/PA (karta) oprogramowanie SIPROM GA do serwisu i zdalnej obsługi analizatorów. /113

2 Opis ogólny Wyświetlacz podświetlany diodami LED wraz z klawiaturą membranową z możliwością czyszczenia Linia statusowa do wyświetlania statusu analizatora Dwa poziomy dostępu zgodne z NAMUR (poziom obsługi i specjalisty) Łatwa obsługa menu analizatora poprzez klawisze skrótu Wyświetlanie stężenia jako wartości cyfrowej oraz bargrafu Wyświetlenie początku i końca skali (zakresu) Wyświetlenie aktualnego zakresu pomiarowego Klawisz ESC do wyjścia z menu Klawiatura (wprowadzanie danych) Klawisz dostępu do pomocy podręcznej Klawisz CLEAR do kasowania wprowadzonych danych Klawisz ENTER do akceptacji zmian Przycisk MEAS służący do powrotu do ekranu głównego, wyświetlacz graficzny i klawiatura Wersje Użyte materiały, wersja standardowa Ścieżka gazowa jednostka 19 orurowanie Złącze Orurowanie Cela pomiarowa Króćce celi pomiarowej Restryktor O-ringi Złącza rurek SS, typ Viton SS, typ SS, typ Teflon Viton Poliamid 6 Siemens PA

3 Opis ogólny Opcje Przepływomierz Rurka pomiarowa Szkło Duran Czujnik ciśnienia próbki Kulka Ograniczniki Złączki Membrana Obudowa Szkło Duran, czarne Teflon Viton Viton PA 6.3T Siemens PA /115

4 Opis ogólny Ścieżka gazowa Opis elementów ścieżki gazowej 1 Wlot próbki 8 Czujnik ciśnienia w ścieżce gazu mierzonego (opcja) Wylot próbki 9 Gaz przedmuchowy 3 Nie używany 10 Restryktor w ścieżce gazu referencyjnego (wylot) 4 Wlot gazu referencyjnego 11 Czujnik ciśnienia dla gazu referencyjnego 5 Restryktor w ścieżce gazu referencyjnego 1 Pompa gazu referencyjnego 6 Komora pomiarowa 13 Filtr 7 Restryktor w ścieżce gazu mierzonego 14 Przepływomierz w ścieżce pomiarowej (opcja) O X Y M A T 6 1: wersja ze ścieżką gazową z zintegrowaną pompką gazu referencyjnego (ciśnienie gazu referencyjnego do 100 hpa) OXYMA 61: ścieżka gazowa dla gazu referencyjnego podawanego z zewnątrz (o ciśnieniu 3000 do 4000 hpa) Siemens PA

5 Zasada działania W odróżnieniu od wielu innych rodzajów gazu, tlen wykazuje własności paramagnetyczne. Ta właściwość została wykorzystana jako metoda pomiarowa w analizatorze. Molekuły tlenu, które znajdą się w niejednorodnym polu magnetycznym, wskutek swojego paramagnetyzmu, przemieszczają się wzdłuż linii tego pola w kierunku większego natężenia tego pola. Gdy dwa gazy o różnym stężeniu tlenu znajdą się w tym samym polu magnetycznym, powstanie między nimi gradient ciśnienia. W analizatorze, jednym z gazów (1) jest gaz referencyjny (może nim być N, O lub powietrze), a drugim gazem jest gaz mierzony (5). Gaz referencyjny wprowadzany jest do komory pomiarowej (6) przez dwie kapilary (3). Oba strumienie gazu referencyjnego mieszają się z gazem mierzonym w komorze, przy czym jeden z nich wpływa do komory w obecności w zmiennego pola magnetycznego (7). Ponieważ oba kanały są połączone, gradient ciśnienia (proporcjonalny do stężenia tlenu w mieszaninie gazów), powoduje przepływ wyrównawczy. Ten przepływ konwertowany jest na sygnał elektryczny poprzez czujnik mikroprzepływu (4)., schemat układu pomiarowego Ogólne Czujnik mikroprzepływu składa się z dwóch siatek wykonanych z niklu, ogrzewanych do ok. 10 ºC, które wraz z dwoma dodatkowymi rezystorami stanowią ramiona mostka Wheatstone a. Pulsujący przepływ schładza a zatem zmienia oporność siatek niklowych. W konsekwencji wielkość nierównowagi mostka odzwierciedla stężenie tlenu w próbce gazu. Czujnik mikroprzepływu jest umieszczony w strumieniu gazu referencyjnego, dlatego też takie właściwości gazu mierzonego jak termoprzewodność, ciepło właściwe lub lepkość nie wpływają na jakość pomiaru. Umieszczenie czujnika poza gazem mierzonym wpływa na wysoki stopień odporności układu pomiarowego na korozję. Poprzez zastosowanie pola magnetycznego o zmiennym natężeniu (8), przepływ podstawowy w czujniku mikroprzepływu nie jest wykrywany, a zatem orientacja analizatora nie ma wpływu na jakość pomiaru. Komora pomiarowa znajduje się w ścieżce przepływu próbki gazu i posiada niewielką objętość. Czujnik mikroprzepływu reaguje zatem bardzo szybko i czas odpowiedzi analizatora na zmianę stężenia jest bardzo krótki. Komora jest rozbieralna i łatwo ją w razie potrzeby wyczyścić. Uwaga Mierzona próbka musi być wolna od pyłu. Należy unikać kondensacji wewnątrz komory pomiarowej (analizatora). Dlatego dla większości aplikacji należy zastosować odpowiedni układ przygotowania próbki do analizy (patrz katalog PA11). Podstawowe cechy analizatora Cztery dowolnie programowalne zakresy pomiarowe, możliwość przesunięcia zera, liniowość w całym zakresie pomiarowym Elektronicznie separowane wyjście analogowe 0//4 do 0 ma (również odwrócone) Automatyczna lub ręczna zmiana zakresów pomiarowych; możliwa zdalna zmiana zakresów Możliwe zamrożenie wartości ostatnio mierzonych na czas kalibracji Stałe czasowe do wyboru w szerokim zakresie nastaw (statyczna, dynamiczna kompensacja szumów); np. czas odpowiedzi analizatora dostosowany do danej aplikacji Łatwa obsługa przy użyciu menu Dryft długookresowy bardzo niski Dwa poziomy dostępu z różnymi kodami dostępu w celu zapobieżenia nieautoryzowanym lub nieumyślnym działaniom Parametryzowalna automatyczna kalibracja Obsługa oparta na regulacjach NAMUR Monitoring próbki (opcja) Na specjalne życzenie klienta dostępne opcje: - protokół odbioru - tabliczki opisowe - zapis dryftu prosta obsługa przy pomocy klawiatury numerycznej i menu krótki czas odpowiedzi Gaz referencyjny dostarczany z zewnątrz (N, O lub powietrze, ok hpa) albo poprzez zintegrowaną pompkę gazu referencyjnego (powietrze z otoczenia, ok. 100 hpa) Monitoring gazu referencyjnego przy pomocy złącza gazu referencyjnego 3000 do 4000 hpa Różne najmniejsze zakresy pomiarowe, zależnie od wersji,.0% lub 5.0% O Wewnętrzny czujnik ciśnienia do korekcji zmian ciśnienia próbki Siemens PA /117

6 Opis ogólny Wpływ innych gazów na wskazania analizatora Gaz mierzony (stężenie 100 % obj.) Organic gases Odchylenie od zera w % obj. O Kwas octowy CH 3 COOH Acetylen C H , butadien C 4 H ,3 butadien C 4 H izo-butan C 4 H n-butan C 4 H buten C 4 H izo-buten C 4 H Cyklo-heksan C 6 H Dichlorodifluorometan (R1) CCl F -1.3 Etan C H Etylen C H 4-0. n-heptan C 7 H n-heksan C 6 H Metan CH Metanol CH 3 OH n-oktan C 8 H n-pentan C 5 H izo-pentan C 5 H Propan C 3 H Propylen C 3 H Trichlorofluorometan (R11) CCl 3 F Chlorek winylu C H 3 Cl Fluorek winylu C H 3 F , dwuchloroeten C H Cl -1. Gaz mierzony (stężenie 100 % obj.) Inert gases Odchylenie od zera w % obj. O Argon Ar -0.5 Hel He Krypton Kr Neon Ne Ksenon Xe Gazy nieorganiczne Amoniak NH Dwutlenek węgla CO Tlenek węgla CO Chlor Cl Podtlenek azotu N O -0.3 Wodór H +0.6 Bromowodór HBr Chlorowodór HCl Fluorowodór HF Jodowodór HI Siarkowodór H S Tlen O +100 Azot N 0.00 Dwutlenek azotu NO Tlenek azotu NO Dwutlenek siarki SO -0.0 Sześciofluorek siarki SF Woda H O Odchylenie od zera z uwagi na diamagnetyzm lub paramagnetyzm gazów innych z azotem jako gazem referencyjnym w 60 C i 1000 hpa ciśnienia absolutnego (zgodnie z IEC 107/3) Konwersja do innych temperatur: Błędy zera wyszczególnione w tabeli należy przemnożyć przez współczynnik (k): dla gazów diamagnetycznych: k = 333 K / (ϑ [ C] + 73 K) dla gazów paramagnetycznych: k = [333 K / (ϑ [ C] + 73 K)] (wszystkie gazy diamagnetyczne mają błąd ujemny). Gazy referencyjne prawidłowy dobór Zakres pomiarowy Zalecany gaz referencyjny Ciśnienie gazu referencyjnego Uwagi 0 do... % obj. O N... do 100% obj. O (fizycznie przesunięte zero przy zakresie 100% obj. O ) około 1% obj. O (fizycznie przesunięte zero przy 1% obj. O dla zakresu) O Powietrze 000 do 4000 hpa powyżej ciśnienia próbki gazu (maks hpa ciśn. absolutnego) 100 hpa w odniesieniu do ciśnienia próbki gazu, które może się zmieniać do ok. 50 hpa w stosunku do ciśnienia atmosferycznego Przepływ gazu referencyjnego jest ustawiany automatycznie na 5 do 10 ml/min Siemens PA

7 Specyfikacja techniczna Ogólne Zakresy pomiarowe Najniższy możliwy zakres pomiarowy (odniesiony do ciśnienia absolutnego próbki 1000 hpa, przepływu gazu pomiarowego 0.5 l/min i temperatury otoczenia 5 C) Największy możliwy zakres pomiarowy Zakresy pomiarowe z fizycznie przesuniętym zerem 4, przełączalne wewnętrznie lub zewnętrznie; możliwa automatyczna zmiana zakresów % obj. lub 5% obj. O 100% obj. O Możliwe dowolne zero pomiędzy % obj. o ile używany jest odpowiedni gaz referencyjny Sposób montażu Panel czołowy pionowo Zgodność CE, EN , EN Obudowa Stopień ochrony IP0 zgodnie z EN 6059 Masa Dana elektryczne Zasilanie Pobór mocy Odporność na zakłócenia EMC (Zgodność elektromagnetyczna) Ochrona Bezpieczniki ok. 13 kg V AC, Hz V AC, Hz ok. 37 VA Zgodnie z wymaganiami normy NAMUR NE1 (08/98) Zgodnie z EN , kategoria III V: 1.0T/ V: 0.63T/50 Warunki dla gazu mierzonego Dopuszczalne ciśnienie wejściowe Zewnętrzne doprowadzenie hpa gazu referencyjnego Ze zintegrowaną pompką ciśnienie atmosferyczne ± 50 hpa Przepływ gazu l/h ( l/min) Temperatura gazu C Wilgotność gazu < 90% wilg. wzgl. Ciśnienie gazu referencyjnego hpa powyżej ciśnienia próbki, lecz maks hpa Czas odpowiedzi Nagrzewanie W temperaturze otoczenia < 30 min (maksymalna dokładność osiągana po godzinach) Czas odpowiedzi (T90) 3.5 s Opóźnienie s, ustawialne (stała czasowa elektroniczna) Czas martwy (czas przedmuchu ścieżki gazowej Czas wewnętrznego przetwarzania sygnału Zakres korekcji ciśnienia Czujnik ciśnienia, wewnętrzny ok s, zależnie od wersji < 1 s hpa (dopuszczalne ciśnienie próbki gazu patrz warunki dla gazu mierzonego) Dokładność pomiarowa (odniesiona do ciśnienia absolutnego próbki 1000 hpa, przepływu gazu pomiarowego 0.5 l/min i temperatury otoczenia 5 C) Zmienność sygnału wyjściowego < 0.75% najmniejszego możliwego zakresu pomiarowego wymienionego na tabliczce znamionowej z elektroniczną stałą czasową 1 s ( odniesiona do ± 0.5% dla σ) Dryft zera < 0.5%/miesiąc najmniejszego możliwego zakresu pomiarowego wymienionego na tabliczce znamionowej Dryft zakresu < 0.5%/miesiąc w odniesieniu do odpowiedniego zakresu pomiarowego Powtarzalność < 1%/miesiąc w odniesieniu do odpowiedniego zakresu pomiarowego Minimalny próg detekcji 1% aktualnego zakresu pomiarowego Błąd liniowości < 1%/miesiąc odpowiedniego zakresu pomiarowego Wpływ na pomiar (odniesiony do ciśnienia absolutnego próbki 1000 hpa, przepływu gazu pomiarowego 0.5 l/min i temperatury otoczenia 5 C) Temperatura otoczenia < 0.1% [% O ] /1 K odniesiona do najmniejszego możliwego zakresu pomiarowego wymienionego na tabliczce znamionowej Ciśnienie próbki gazu z powietrzem Bez kompensacji ciśnienia: (ok. 100 hpa) jako gazem < % zakresu pomiarowego / 1% odniesienia, korekcja zmienności zmiany ciśnienia ciśnienia atmosferycznego jest Z kompensacją ciśnienia: możliwa tylko gdy wylot gazu < 0,% zakresu pomiarowego / mierzonego do atmosfery 1% zmiany ciśnienia Gazy pozostałe Przepływ gazu mierzonego Zasilanie Wejścia / wyjścia Wyjście analogowe Wyjścia przekaźnikowe Wejścia analogowe Wejścia cyfrowe Różnica w punkcie zerowym zależnie od paramagnetycznych lub diamagnetycznych właściwości gazów pozostałych (patrz tabela) < 1% najmniejszego możliwego zakresu pomiarowego wymienionego na tabliczce znamionowej przy zmianie przepływu o 0.1 l/min w dopuszczalnym zakresie przepływu < 0.1% wyjściowego zakresu przy napięciu ± 10% 0// ma; maks. obciążenie 750 Ohm 6, ze zmiennymi stykami, dowolnie ustawialne, np. do identyfikacji zakresu; obciążalność: 4 V AC/DC/ 1 A, zaprojektowane dla 0// ma, dla zewnętrznej korekty ciśnienia oraz korekcji skrośnej (np. dane z innych analizatorów) 6, zaprojektowane na 4 V, dowolnie programowalne, np. do zmiany zakresów Interfejs szeregowy RS 485 Opcje Funkcja automatycznej kalibracji z 8 dodatkowymi wejściami cyfrowymi i 8 wyjściami przekaźnikowymi; również z PROFIBUS PA lub PROFIBUS DP Warunki zewnętrzne Dopuszczalna temperatura otoczenia C w czasie przechowywania i transportu, ºC w czasie pracy Dopuszczalna wilgotność < 90% wilg. wzgl. jako średnia roczna, w trakcie przechowywania i transportu (nie może spaść poniżej punktu rosy) /119 Siemens PA

8 jednostka 19" analizator tlenu 7MB001- jednostka 19" 4HU do montażu w szafach pomiarowych - A nie można łączyć Złącza próbki gazu mierzonego i gazu referencyjnego Rurka o średnicy zewnętrznej 6 mm 0 Rurka o średnicy zewnętrznej 1/4" 1 Najmniejszy możliwy zakres O %, ciśnienie gazu referencyjnego 3000 hpa C %, ciśnienie gazu referencyjnego z wewnętrzną pompką D D Y0 5%, ciśnienie gazu referencyjnego 3000 hpa E 5%, ciśnienie gazu referencyjnego z wewnętrzną pompką F F Y0 Zasilanie AC 100 V do 10 V, 48 do 63 Hz 0 AC 00 V do 40 V, 48 do 63 Hz 1 Monitoring gazu Bez A Próbka gazu mierzonego (z rotametrem i czujnikiem ciśnienia) D Dodatkowa elektronika Bez A Płyta autocal Z dod. 8 wejściami cyfrowymi i 8 wyjściami cyfrowymi B Ze złączem szeregowym dla przemysłu motoryzacyjnego D Z dod. 8 wejściami/wyjściami cyfrowymi E i PROFIBUS PA Z dod. 8 wejściami/wyjściami cyfrowymi F i PROFIBUS DP Język (dostarczona dokumentacja, oprogramowanie) Niemiecki 0 Angielski 1 Francuski Hiszpański 3 Włoski 4 Dodatkowe warianty Należy dodać "-Z" do Nr zam. Konwerter RS 485 / RS 3 A11 Szyny teleskopowe ( szt.) A31 Zestaw narzędzi Torx A3 Tabliczki opisowe wg specyfikacji zamawiającego B03 Podniesienie ciśnienia próbki gazu mierzonego B04 Y0 Specjalnie oczyszczona ścieżka gazowa do pomiaru wysokich stężeń tlenu Y0 Wartość pomiarowa dużym tekstem, Y11 jeśli inna od standardowej Zestaw dopasowujący Konwerter RS 485 / Ethernet C79451-A3364-D61 Konwerter RS 485 / RS 3 C79451-Z1589-U1 Płyta autocal z 8 cyfrowymi wejściami/wyjściami C79451-A3480-D511 Płyta autocal C79451-A3480-D51 z interfejsem szeregowym dla przemysłu motoryzacyjnego Płyta autocal z 8 cyfrowymi wejściami/wyjściami A5E i PROFIBUS PA Płyta autocal z 8 cyfrowymi wejściami/wyjściami A5E i PROFIBUS DP 1) Standardowe ustawienia: Zakres pomiarowy 1: 0 do najmniejszego możliwego zakresu ( lub 5%) Zakres pomiarowy : 0 do 10% Zakres pomiarowy 3: 0 do 5% Zakres pomiarowy 4: 0 do 100%. /10 Siemens PA

9 jednostka 19" Wymiary analizatora, jednostka 19,wymiary w mm Siemens PA /11

10 19" unit Schematy Schemat złączy (podłączenia elektryczne) O X Y M AT 61, jednostka 19, specyfikacja złączy /1 Siemens PA

11 jednostka 19" Schemat złączy (podłączenia elektryczne), jednostka 19, schematy sygnałów dla płyty AUTOCAL i złączy PROFIBUS Siemens PA /13

12 jednostka 19" Złącza gazowe i elektryczne, jednostka 19, złącza gazowe i elektryczne /14 Siemens PA

13 Dokumentacja Wybór podręcznika użytkownika Manual Gasanalysengerät für IR-absorbierende Gase und Sauerstoff (German) Gas Analyzers for IR-absorbing Gases and Oxygen (English) Analyseurs de gaz pour la mesure de composants infrarouges et d oxygène (French) Analizadores para gases absorbentes de infrarrojo y oxígeno (Spanish) Analizzatori per i gas assorbenti raggi infrarossi ed ossigeno (Italian) Nr zam. A5E A5E A5E A5E A5E Podręcznik w języku polskim zapewnia dostawca analizatora. Siemens PA /15

14 Zestawienie części zamiennych Nr katalogowe do zamawiania części Opis ilość na ilość na Nr zamówieniowy lata 5 lat Blok analityczny Podawanie gazu referencyjnego (pompa, restryktor, czujnik ciśnienia, wężyk) 1 1 A5E O-ring 1 C7411-Z100-A6 Czujnik ciśnienia (gaz mierzony) 1 C7930-Z110-A Rotametr (tylko dla wersji z pompką) 1 C7940-Z560-T1 Komora pomiarowa SS, typ C79451-A377-B535 O-ring (głowica pomiarowa) 4 C7911-Z100-A3 O-ring (króciec) 4 C7111-Z100-A159 Głowica pomiarowa 1 1 C79451-A3460-B55 Restryktor do ścieżki gazu mierzonego, wężyk C79451-A3480-C10 Ścieżka gazu referencyjnego, 3000 hpa (zestaw części) 1 1 C79451-A3480-D518 Elektronika Panel czołowy z klawiaturą 1 1 A5E Płyta główna (bez firmware) - 1 C79451-A3474-B601 Płytka łączeniowa LCD/klawiatura 1 1 C79451-A3474-B605 Płyta podłączeniowa magnesu - 1 C79451-A3474-B606 Wyświetlacz ciekłokrystaliczny 1 1 W7505-B5001-B1 Filtr złącza - 1 W75041-E560-K Bezpieczniki 0.63 A / 50 V (wersja 30-V) 4 W79054-L1010-T A / 50 V (wersja 110-V) 4 W79054-L1011-T100 UWAGA: Jeżeli był dostarczony w wersji specjalnie oczyszczony do pomiaru tlenu (opcja Y0) prosimy bezwzględnie zaznaczyć to na zamówieniu. Gwarantuje to spełnienie wymagania czystości całej ścieżki gazowej zgodnie z zamówioną opcją Y0 analizatora. /16 Siemens PA