Betriebsanleitung, Prozessrefraktometer PR-43€¦ · PR-8431 Split cable M12 M12-8 pin, A-code, F...

Prozessrefraktometer PR-43

IM-DE-PR43GEN: Rev. 1.0206/2016

Bedienungsanleitung

Dokument/Revision IM-DE-PR43GEN/1.02 1.6.2016

Bei der vorliegenden Anleitung handelt es sich um die Übersetzung des englischen

Originalhandbuchs zu unseren Prozessrefraktometern PR-43. Im Zweifelsfall gilt die

aktuellste englische Originalfassung.

Allgemeine Sicherheitsüberlegungen

Das Prozessmedium kann heiß oder anderweitig gefährlich sein. Verwen-

den Sie für das Prozessmedium angemessene Abschirmungen und Schutz-

kleidung; verlassen Sie sich nicht auf die Vermeidung von Kontakt mit dem

Prozessmedium.

Vorsichtsmaßnahmen bei der Entfernung eines Refraktometers aus der

Prozessstrecke:

• Überprüfen Sie zunächst, dass die Prozessstrecke drucklos und entleert

ist.

• Stellen Sie sicher, dass Sie sich nicht im Bereich möglicherweise herausspritzender

oder auslaufender Flüssigkeiten befinden und dass der Fluchtweg frei ist.

Entsorgung

Bitte beachten Sie die lokalen und nationalen Vorschriften und Anfor-

derungen zur Entsorgung von elektrischen und elektronischen Geräten,

wenn alte Refraktometer oder Teile eines Refraktometers entsorgt wer-

den sollen.

In dieser Anleitung verwendete Symbole und Begriffe:

Dieses Symbol bezeichnet eine Warnung. Warnungen beinhalten Informatio-

nen zu Sicherheitsvorkehrungen, die notwendig sind, um bei Arbeiten mit dem

Refraktometersystem Unfälle zu vermeiden.

Dieses Symbol bezeichnet Informationen, die für die Bedienung des Refrakto-

metersystems wichtig sind.

Hinweis. Hinweise enthalten Zusatzinformationen und Tipps.

Garantie

Garantie Für alle K-Patents-Produkte wird garantiert, dass diese frei von Material- und

Ausführungsfehlern sind. K-Patents bietet eine eingeschränkte Garantie, welche die

kostenlose Reparatur oder den kostenlosen Ersatz von defekten Produkten oder Bautei-

len abdeckt, sofern der Defekt innerhalb von zwei (2) Jahren ab Lieferdatumauftritt. Die

Reparatur kann ausschließlich durch die nächste autorisierte K-Patents-Reparaturstelle

vorgenommen werden.

K-Patents ist nicht verantwortlich für dieMaterialauswahl vonproduktberührenden Tei-

len.

Die Garantie deckt nicht den normalen Verschleiß des Produkts mit der Zeit oder Pro-

dukte, die entgegen den Herstellerangaben gehandhabt, installiert oder verwendet

werden.

Die vollständigen Informationen zur Garantie sind im Support-Bereich unter

http://www.kpatents.com zu finden.

Bitte beachten Sie, dass eine Anforderung einer Genehmigung zur Materialrück-

sendung (Request for Return Materials Authorization, RMA) ausgefüllt und an

die Auftragsbearbeitungsabteilung von K-Patents gesendet werden muss, bevor

Produkte oder Artikel an K-Patents versandt werden. Das RMA-Formular ist unter

http://www.kpatents.com im Support-Bereich zu finden.

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2 Refraktometer-Anschlüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2.1 Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2.2 mA-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2.3 Ethernet-Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.3.1 IP- Einstellungen für das PR-43 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.3.2 IP-Einstellungen für einen Stand-Alone-Computer . . . . . . . . . . . . . 6

2.3.3 Konfiguration eines Refraktometer-Netzwerks . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.3.4 Überprüfung der Ethernet-Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.3.5 Fehlersuche und Störungsbeseitigung der Verbindung . . . . . . . . . 8

3 Web-Schnittstelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.1 Hauptseite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.2 Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.3 Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.3.1 Messung von Vor-Ort-Proben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.3.2 Optisches Abbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.4 Verifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4 Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.1 Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.1.1 Erste Überprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.1.2 mA-Überprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.1.3 Überprüfung der Kalibrierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.2 Anzeige des Refraktometerstatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

5 Konfiguration und Kalibrierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

5.1 Konfiguration des Refraktometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

5.1.1 Signaldämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

5.1.2 Konfiguration des mA-Ausgangs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.2 Kalibrierung der Konzentrationsmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5.2.1 Die chemische Kurve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5.2.2 Vor-Ort-Kalibrierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

© Copyright K-Patents 2016.

6 Fehlersuche und Störungsbeseitigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

6.1 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

6.1.1 Meldung HIGH SENSOR HUMIDITY (HOHE SENSORFEUCHTE) . . . . 28

6.1.2 Meldung HIGH SENSOR TEMP (HOHE SENSORTEMPERATUR) . . . . 28

6.2 Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

6.2.1 Meldung OUTSIDE LIGHT ERROR (STREULICHT-FEHLER)

oder OUTSIDE LIGHT TO PRISM (PRISM STREULICHT AUF PRISMA) 28

6.2.2 Meldung NO OPTICAL IMAGE (KEIN OPTISCHES ABBILD) . . . . . . . . 29

6.2.3 Meldung PRISM COATED (PRISMA BELEGT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

6.2.4 Meldung LOW IMAGE QUALITY (NIEDRIGE ABBILDQUALITÄT) . . . . 30

6.2.5 Meldung NO SAMPLE (KEINE PROBE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

6.2.6 Meldung TEMP MEASUREMENT FAULT (FEHLER

TEMPERATURMESSUNG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

6.2.7 Konzentrationsdrift bei NORMAL OPERATION (NORMALBETRIEB) 30

6.3 Tabelle Diagnosemeldungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7 Messprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

8 Spezifikation des Ethernet-Protokolls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

8.1 Kommunikationsprotokoll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

8.1.1 Abfrageformat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

8.1.2 Antwortformat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

8.1.3 Abfrage- und Antwortfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

8.2 Spezifikation von Abfrage-Antwort-Paaren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

8.2.1 NULL-Meldung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

8.2.2 Protokollversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

8.2.3 Informationen zum Refraktometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

8.2.4 Messergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

8.3 Spezifikation von Fehlermeldungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

A A PR-43 Refraktometer Vor-Ort-Kalibrierungsformular . . . . . . . . . . . . . . . . 39

B EU-Konformitätserklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

IM-DE-PR43GEN Betriebsanleitung


1 Einführung 1


1 Einführung

Das Inline-Prozessrefraktometer von K-Patents ist ein Instrument zurMessung der Flüs-

sigkeitskonzentration innerhalb der Prozessstrecke. Die Messung basiert auf der Licht-

brechung innerhalb des Prozessmediums; dies ist eine genaue und sichere Methode

zur Messung der Flüssigkeitskonzentration. Weitere Informationen zum Messprinzip

erhalten Sie in Kapitel 7 for more information on the measurement principle.

Die PR-43 Refraktometer sind in drei Standardausführungen erhältlich: als eigenständi-

ges RefraktometermitWeb-BenutzerschnittstelleWI, als Refraktometermit kompakter

Benutzerschnittstelle CI und 1–4 Refraktometer mit Mehrkanal-Benutzerschnittstelle

MI.

Die Web-Benutzerschnittstelle WI eignet sich zur direkten Integration in die Steue-

rung für Anwendungszwecke, bei denen kein Überwachungsdisplay notwendig ist

(siehe Kapitel 2, 4 und 3). Compact user interface CI verfügt über ein lokales Display

oder ein Remote-Display mit denselben Informationen wie in der WI (siehe Bedie-

nungsanleitung zur Compact user interface CI). Multichannel user interface MI verfügt

über eine leistungsstarke Industrieinformatik, die z. B. für Mehrfachverbindungen

und die Reinigungssteuerung eingesetzt werden kann (siehe Bedienungsanleitung zur

Multichanneld user interface MI).

2 IM-DE-PR43GEN Betriebsanleitung


2 Refraktometer-Anschlüsse

Das Refraktometer hat eine Ethernet-Verbindung zur digitalen Datenerfassung und

Konfiguration. Das Standard-Verbindungskabel hat einen industriellen, 8-poligen M12-

Stecker am Refraktometer-Ausgang. Weitere Informationen zu den Kabeln finden Sie

in der Bedienungsanleitung zu Ihrem Refraktometer-Modell.

2.1 Stromversorgung

Das PR-43 Refraktometer benötigt eine Stromversorgungmit 24 V Gleichspannung (die

zulässige Toleranz beträgt ± 10 %). Das Refraktometer verbraucht weniger als 80 mA.

Die Stromversorgung sollte vor externen Stoßspannungen abgeschirmt sein.

2.2 mA-Ausgang

Das PR-43 Refraktometer kann ausschließlich über den mA-Ausgang angeschlossen

werden. Die analoge Verbindung überträgt ausschließlich das Messsignal.

10m (33ft)

90m (295ft)

180m (590ft)

200m (656ft)

P4-001

PR-43 REFRACTOMETERM-12-8 pin, A-code, Mnon-Ex




max. 90m (295ft) max. 90m (295ft)

max. 90m (295ft)

10m (33ft)

PR-8430Platform 4 cableM12-8 pin, A-code, F+MEthernet, mA, 24V



PR-8660Platform 4 cable extenderM12-8 pin, A-code, F+M

PR-8431Split cable M12M12-8 pin, A-code, FEthernet (M12-4 pin, D-code,M)mA, 24V

PR-8431Split cable M12M12-8 pin, A-code, FEthernet (M12-4 pin, D-code,M)mA, 24V1m (3ft)

PR-8431Split cable M12M12-8 pin, A-code, FEthernet (M12-4 pin, D-code,M)mA, 24V1m (3ft)

max. 200m (656ft)

PR-8680M12-8 pin, A-code, FField plug

PR-8432Power supply and mA output cable

Refractometer only Cables

M

M M

M MM

F

F

F

F

F

F F

Abbildung 2.1 Analoger Anschluss

Wenn das Refraktometer mit dem Verteilungskabel PR-8431 angeschlossen wird, sind

sowohl mA- als auch Ethernet-Ausgang verfügbar.

2 Refraktometer-Anschlüsse 3


10m

(33f

t)

90m

(295

ft)

180m

(590

ft)

200m

(656

ft)

P4-0

01

PR-4

3 RE

FRAC

TOM

ETER

M-1

2-8

pin,

A-c

ode,

Mno

n-Ex

PR-4

3 RE

FRAC

TOM

ETER

M-1

2-8

pin,

A-c

ode,

Mno

n-Ex

PR-4

3 RE

FRAC

TOM

ETER

M-1

2-8

pin,

A-c

ode,

Mno

n-Ex

PR-4

3 RE

FRAC

TOM

ETER

M-1

2-8

pin,

A-c

ode,

Mno

n-Ex

max

. 90m

(295

ft)

max

. 90m

(295

ft)

max

. 90m

(295

ft)

10m

(33f

t)

PR-8

430

Plat

form

4 c

able

M12

-8 p

in, A

-cod

e, F

+MEt

hern

et, m

A, 2

4V

PR-8

430

Plat

form

4 c

able

M12

-8 p

in, A

-cod

e, F

+MEt

hern

et, m

A, 2

4V

PR-8

430

Plat

form

4 c

able

M12

-8 p

in, A

-cod

e, F

+MEt

hern

et, m

A, 2

4V

PR-8

660

Plat

form

4 c

able

ext

ende

rM

12-8

pin

, A-c

ode,

F+M

PR-8

431

Split

cab

le M

12M

12-8

pin

, A-c

ode,

FEt

hern

et (M

12-4

pin

, D-c

ode,

M)

mA,

24V

PR-8

431

Split

cab

le M

12M

12-8

pin

, A-c

ode,

FEt

hern

et (M

12-4

pin

, D-c

ode,

M)

mA,

24V

1m (3

ft)

PR-8

431

Split

cab

le M

12M

12-8

pin

, A-c

ode,

FEt

hern

et (M

12-4

pin

, D-c

ode,

M)

mA,

24V

1m (3

ft)

max

. 200

m (6

56ft

)

PR-8

680

M12

-8 p

in, A

-cod

e, F

Fiel

d pl

ugPR

-843

2Po

wer

sup

ply

and

mA

outp

ut c

able

Refr

acto

met

er o

nly

Cabl

es

M

MM

MM

M

F F F F

F

FF

Abbildung 2.2 mA- und Ethernet-Ausgang



2.3 Ethernet-Verbindung

Die Ethernet-Verbindung ermöglicht das Herunterladen von Refraktometerdaten auf

einen Computer. Jede Art Computer (PC, Mac, Mainframe...) mit einer kompatiblen

Netzwerkumgebung kann zur Ansicht und zum Herunterladen von Refraktometer-

daten konfiguriert werden. Das Refraktometer kann ohne spezielle Software über

einen Standard-Webbrowser konfiguriert und überwacht werden. In Kapitel 8 sind alle

notwendigen Spezifikationen zu finden, die zum Schreiben eines Datenerfassungspro-

gramms benötigt werden.

Die Steckverbindung am Verteilungskabel PR-8431 ist ein M12-Industriestecker. Wenn

ein Gerät mit RJ45-Anschluss verbunden werden soll, um beispielsweise einen Laptop

anzuschließen, wird das Ethernet-Konverterkabel PR-8442-001 benötigt.

Abbildung 2.3 RJ45-Netzwerkanschluss

Mehrere Refraktometer können mit demselben Ethernet-Netzwerk verbunden wer-

den. Das Refraktometer hat auch eine automatische Funktion (die sogenannte Auto

MDI/MDIX-Funktion), zur Erkennung der Polarität des Netzwerks, sodass das Netzwerk

sowohl gekreuzte als auch nicht gekreuzte Verbindungskabel nutzen kann.

Figure 2.4 zeigt beispielhaft, wie drei Refraktometer mit Hilfe eines Switchs mit einem

bestehenden LAN verbunden werden.



Hub/Switch

LAN

Ethernet Ethernet-Kabel

24 VDC

24 VDC

24 VDC

mAAusgangmA

AusgangmAAusgang

Abbildung 2.4 Drei Refraktometer im selben Netzwerk.

Mit einem WLAN-Zugangspunkt kann die Anzahl der Kabel reduziert werden (Abbil-

dung 2.5).

WLAN

Zugangs-punkt

Ethernet

24 VDC

mAAusgang

Abbildung 2.5 Drahtlose Verbindung von Refraktometern.

Dermaximale Abstand einer einzelnen Ethernet-Verbindung beträgt 100m (einschließ-

lich eines Adapters/Verbindungsstücks); falls jedoch weitere Entfernungen überbrückt

werden müssen, kann die Reichweite mit Hilfe einer Glasfaserverbindung erweitert

werden (siehe Abbildung 2.6). Die Reichweite kann mit Hilfe einer geeigneten Glas-

faserverbindung auf mehrere Kilometer erweitert werden.

mAAusgang

24 VDC

Glas-faser

Medien-konverter

Medien-konverter

Ethernet

Abbildung 2.6 Verwendung einer Glasfaserverbindung

zur Verbindung von Refraktometern.



2.3.1 IP- Einstellungen für das PR-43

Alle PR-43 Refraktometer werden mit der werkseitig voreingestellten IP-Adresse

169.254.43.43 geliefert. Diese Adresse gehört zu den Zeroconf-Adressen (definiert

im IETF-Standard RFC 3927), sodass sie von eigenständigen Computern aus einfach

und meist ohne die Netzwerkeinstellungen des Computers zu verändern erreichbar

ist. Diese Adresse bleibt auch dann im Refraktometer gespeichert, wenn eine neue

IP-Adresse zugeordnet wurde. Das Refraktometer antwortet mit der Adresse, die nach

dem Start zuerst abgerufen wird.

Hinweis: Wenn mehr als ein Refraktometer im selben Netzwerk vorhanden ist, kann

diese Adresse nicht verwendet werden (Abschnitt 2.3.3).

Die IP-Adresse des Refraktometers kann über das Hauptmenü des Refraktometers

geändert werden (siehe Kapitel 3).

2.3.2 IP-Einstellungen für einen Stand-Alone-Computer

Wenn ein Computer mit automatischen IP-Einstellungen (DHCP-fähig) innerhalb eines

Netzwerks eingeschaltet wird, in dem sich nur das Refraktometer befindet, sollte der

Computer automatisch eine IP-Adresse 169.254.x.x beziehen. In diesem Fall kann die

werkseitig eingestellte Standardadresse des Refraktometers ohne weitere Änderungen

der Einstellungen verwendet werden. Sollte dies nicht funktionieren, stellen Sie sicher,

dass die drahtlose Netzwerkverbindung (WLAN) desmit dem Refraktometer verbunde-

nen Computers nicht eingeschaltet ist. Wenn die WLAN-Verbindung aktiviert ist, funk-

tioniert die Ethernet-Verbindung des Computers eventuell nicht wie erwartet. Es kann

außerdem bis zu eine Minute dauern, die Adresse 169.254.x.x zu beziehen.

Wenn die Verbindungmit dem Refraktometer weiterhin nicht hergestellt werden kann,

können Sie die IP-Adresse des Computers überprüfen, indemSie das Kommandofenster

(die Kommandozeile) öffnen und den Befehl ipconfig in die Kommandozeile einge-

ben (drücken Sie die Eingabetaste, um den Befehl auszuführen); siehe Abbildung 2.7

((unterMac OS X und Linux heißt derselbe Befehl ifconfig). Die ausgegebenen Infor-mationen enthalten unter anderem die IP-Adresse des Computers. Wenn die Adresse

nicht mit 169.254 beginnt, muss die IP-Adresse des Computers manuell geändert wer-

den, z. B. in 169.254.43.44, Netzmaske 255.255.0.0.

Weitere Informationen zu Fehlersucheund Störungsbeseitigungfinden Sie inAbschnitt2.3.5.



Abbildung 2.7 Typische IP-Konfiguration für einen Stand-Alone-Laptop

während er mit einem Refraktometer verbunden ist; die drahtlose

Internetverbindung (WLAN) des Laptops ist ausgeschaltet.

Hinweis: Es kann keine Verbindung hergestellt werden, wenn Computer und Refrakto-

meter genau dieselbe IP-Adresse haben.

Nachdem die Netzwerkeinstellungen des Refraktometers (und/oder des Computers)

gemäß den obigen Anweisungen geändert wurden, ist der nächste Schritt die Überprü-

fung der Verbindung, wie unten in Abschnitt 2.3.4 beschrieben wird.

2.3.3 Konfiguration eines Refraktometer-Netzwerks

Falls mehr als ein Refraktometer im Netzwerk vorhanden ist, müssen die IP-Adressen

manuell konfiguriert werden, da die werkseitige Standardeinstellung dann nicht funk-

tionieren wird.

Wenn das Refraktometer mit einem Produktionsnetzwerk verbunden werden soll, soll-

ten Sie den Netzwerkadministrator um Rat fragen.

Handelt es sich bei demNetzwerk um ein Stand-Alone-Netzwerk mit nur einem Refrak-

tometer und einemComputer odermehreren Computern ohne Verbindung zu anderen

Netzwerken, können die IP-Adressen relativ frei gewählt werden. Eine Möglichkeit ist

die Nummerierung der Refraktometer, sodass alle Geräte Adressen nach dem Muster

192.168.43.x haben und jeder Computer und jedes Refraktometer eine andere Num-

mer x zwischen 1 und 254 hat. Die Subnetzmaske (oder Netzmaske) ist in diesem Fall

255.255.255.0 (siehe Abbildung 2.8).



Hub/SwitchIP = 192.168.43.1

IP = 192.168.43.2

IP = 192.168.43.3 IP = 192.168.43.100 Netzmaske = 255.255.255.0

Abbildung 2.8 Ein Netzwerk aus PR-43-Refraktometern.

Hinweis: Es gibt keine Einstellungsmöglichkeiten für die Subnetzmaske, das Standard-

Gateway oder für Namensserver im Refraktometer, da diese Einstellungen nicht benö-

tigt werden.

2.3.4 Überprüfung der Ethernet-Verbindung

Wenn das Refraktometer mit einem Switch verbunden ist, sollte die entsprechende

Verbindungslampe am Switch aufleuchten.

Sobald das Refraktometer eingeschaltetwurde, sollte es von allen richtig konfigurierten

Computern aus erreichbar sein. Wird die IP-Adresse des Refraktometers in die Adress-

zeile eines Webbrowsers eingegeben, sollte die Startseite des Refraktometers erschei-

nen (siehe Kapitel 3).

Hinweis: Die werkseitig eingestellte Standard-IP-Adresse des Refraktometers ist

169.254.43.43. Diese Adresse sollte immer antworten (siehe Abschnitt 2.3.1).

2.3.5 Fehlersuche und Störungsbeseitigung der Verbindung

Falls das Refraktometer nicht über das Netzwerk erreichbar sein sollte, überprüfen Sie

das Folgende:

1. Das Refraktometer ist ans Stromnetz angeschlossen; die Ethernet-Verbindungslampe

leuchtet.

2. Die Netzwerkeinstellungen des Computers sindmit denen des Refraktometers kom-

patibel (Abschnitt 2.3.2)



3. Wenn das Refraktometer die IP-Adresse 169.254.43.43 hat, aber nicht erreichbar

ist, sollten Sie überprüfen, ob nur ein Refraktometer in diesemNetzwerk vorhanden

ist, da sonst ein Adresskonflikt besteht.

4. Stellen Sie sicher, dass die Software-Firewall des Computers die Verbindung nicht

blockiert.

Eine hilfreiche Methode zur Überprüfung, ob die Netzwerkeinstellungen das Problem

sind, ist die Einrichtung eines kleinen Netzwerks. Führen Sie folgende Schritte durch:

1. Richten Sie ein Netzwerk für nur ein Refraktometer und einen Computer ein.

2. Stellen Sie sicher, dass die Netzwerkeinstellungen des Computers geeignet sind und

dass die WLAN-Verbindung ausgeschaltet ist (Abschnitt 2.3.2)

3. Versuchen Sie mit Hilfe des Ping-Dienstprogramms des Computers, das Refrakto-

meter zu erreichen.

Das oben erwähnte Ping-Dienstprogramm ist bei Windows-Systemen über die Befehls-

zeile erreichbar (üblicherweise unter "Zubehör" (Accessories)zu finden; Sie können

auch "Ausführen" (Run) öffnen, cmd in die leere Zeile eingeben und die Eingabetaste

drücken, um in die Befehlszeile zu gelangen). Die Verwendung des Ping-Dienstes ist

sehr einfach: Öffnen Sie die Kommandozeile, geben Sie den Befehl und die IP-Adresse

ein, die Sie überprüfen möchten und drücken Sie die Eingabetaste. Wenn die Ethernet-

Verbindung physisch besteht und die vergebene IP-Adresse korrekt ist, antwortet das

Refraktometer auf den Ping, indemes die an es gesendetenDatenpakete zurücksendet;

siehe Abbildung 2.9.



Abbildung 2.9 Ping an Adresse 169.254.23.33, Ping wurde

vollständig erwidert und die Verbindung ist in Ordnung.

3 Web-Schnittstelle 11


3 Web-Schnittstelle

Jedes PR-43 Refraktometer verfügt über einen eingebauten Webserver mit einer

Homepage. Die Homepage des Refraktometers ermöglicht die Konfiguration, Überwa-

chung, Überprüfung und Diagnose des Refraktometers.

Sobald ein Refraktometer verbunden wurde, kann die Homepage einfach aufgerufen

werden, indem die IP-Adresse des Refraktometers in die Adresszeile des Webbrowsers

eingegeben wird.

Öffnen der Refraktometer-Homepage:

1. Stellen Sie eine funktionierende Ethernet-Verbindung zum Refraktometer her. Wei-

tere Details hierzu finden Sie in Abschnitt 2.3.

2. Öffnen Sie Ihren bevorzugtenWebbrowser (beispielsweiseMozilla Firefox, Internet

Explorer, Safari, Edge oder Chrome).

3. Die Adresse (URL) zur Homepage des Refraktometers ist die IP-Adresse des Refrak-

tometers; bei einem PR-43 mit Werkseinstellungen lautet diese 169.254.43.43.

Geben Sie die IP-Adresse in die Adresszeile des Browsers ein und drücken Sie die

Eingabetaste, wie sie es auch mit anderen Internetadressen (z. B. http://www.kpa-

tents.com) tun würden.

4. Warten Sie, bis die Homepage geladen wurde; dies kann einige Sekunden dauern.

Die Homepage sieht ungefähr aus wie das Beispiel in Abbildung 3.1; das genaue

Aussehen der Seite ist vom verwendeten Browser und von den Bildschirmeinstel-

lungen abhängig.

5. Mit Hilfe der Linkleiste auf der linken Seite können Sie weitere Informationen zum

Refraktometer abrufen.

Wichtig: Damit dieWebseiten wie vorgesehen funktionieren, muss JavaScript in Ihrem

Browser aktiviert sein.



3.1 Hauptseite

Sobald die Refraktometer-Homepage geladen ist, werden alle wichtigen Informationen

zum Refraktometer angezeigt.

Abbildung 3.1 Hauptseite

Die Hauptseite enthält die Messwerte, die Seriennummer und das zum Refraktometer

gehörige Tag. Die kleine numerische Angabe unten rechts auf der Seite gibt die Anzahl

der Messzyklen (einer pro Sekunde) seit der letzten Anmeldung am Refraktometer an.

Abbildung 3.2 Messzyklen seit

der letzten Anmeldung



3.2 Diagnose

Die Diagnoseseite (Abbildung 3.3) zeigt die Diagnosewerte an, die das Refraktometer

ausgibt. Zusätzlich zu den Messergebnissen zeigt die Seite auch mehrere Zwischener-

gebnisse und andere Diagnosewerte an.

Auf dieser Seite sind die optischen Abbilder zu sehen, die das Refraktometer erzeugt.

Sowohl die Abbilder als auch die Diagnosewerte sind Livewerte, die in Intervallen von

wenigen Sekunden aktualisiert werden.

Abbildung 3.3 Diagnoseseite

3.3 Parameter

Alle Funktionsparameter des Refraktometers können mit Hilfe der Parameter-Seite

geändert werden. Der Link auf die Parameter-Seite befindet sich im Menü im rechten

Teil der Computeranzeige.



Abbildung 3.4 Parameter-Seite

Die meisten Parameter werden geändert, indem der alte Parameter gelöscht und der

neue in das Feld eingetragen wird. Einige Parameter, wie z. B. die Temperatureinheit,

befinden sich in Dropdown-Listen; klicken Sie auf das kleine Dreieck auf der rechten

Seite, um die Liste aufzuklappen und den Parameter zu ändern. Nachdem Sie einen

Parameter geändert haben, klicken Sie auf die Schaltfläche Submit changes (Änderun-

gen anwenden), um Änderungen zu übernehmen. Die Aktualisierung der Parameter

kann einige Sekunden dauern.

Wenn Sie einen Parameter geändert haben, die Änderung jedoch noch nicht angewen-

det haben, können Sie alle Änderungenmit Hilfe der SchaltflächeUndo changes (Ände-

rungen zurücksetzen) rückgängigmachen.Hinweis: Die Parameteränderungenwerden

erst gespeichert, wenn Sie die Schaltfläche Submit changes (Änderungen anwenden)

anklicken. Wenn Sie Änderungen an Parametern vornehmen, dann aber z. B. auf die

Diagnoseseite wechseln, werden die Parameter nicht geändert und die alten Parame-

ter bleiben erhalten.



3.3.1 Messung von Vor-Ort-Proben

Die Diagnoseseite (Abbildung 3.3) bietet die Möglichkeit, Proben zur Kalibrierung vor

Ort zu messen.

Eine Probe wird gemessen, wenn die Schaltfläche Field point (Feldpunkt) auf der Seite

angeklickt wird. Nach Anklicken der Schaltfläche misst das Refraktometer die Probe

zehnmal und zeigt dann den Durchschnittswert und die Standardabweichung der Mes-

sungen an. Auch der Messstatus wird angezeigt, und wenn der Status nicht Normal

operation (Normaler Betrieb)lautet, wird der Punkt nicht angenommen.

Mehrere Punkte können gemessenwerden; alle Punktewerden auf der Seite angezeigt,

bis diese neu geladen wird.

Abbildung 3.5 Messung von Vor-Ort-Proben



3.3.2 Optisches Abbild

Sie können das unbearbeitete optische Abbild (Figures 3.6 und 3.7) das alle optischen

Informationen enthält einsehen, indem Sie auf den Link Optical image (Optisches

Abbild auf der rechten Seite der Diagnoseseite klicken.

Abbildung 3.6 Unbearbeitetes optisches Abbild eines kompakten Refraktometers

Abbildung 3.7 Unbearbeitetes optisches Abbild eines Sonden-Refraktometers



3.4 Verifizierung

Die Verifizierung des Refraktometers kann auf dieser Seite durchgeführt werden (Abbil-

dung 3.8). Folgen Sie den Anweisungen auf der Verifizierungsseite, um das Gerät zu

überprüfen.

Abbildung 3.8 Verifizierungsseite



4 Inbetriebnahme

4.1 Inbetriebnahme

4.1.1 Erste Überprüfung

Verbinden Sie das Refraktometer und stellen Sie sicher, dass es korrekt eingeschaltet

ist (siehe Abschnitt 2.3.4). Verwenden Sie einen Webbrowser, um die Homepage des

Refraktometers aufzurufen und stellen Sie sicher, dass die Seriennummer des Refrak-

tometers mit der Seriennummer auf dem Typenschild des Refraktometers überein-

stimmt.

Überprüfen Sie die Parameter auf der Parameterseite und passen Sie sie gegebenenfalls

an (siehe Abschnitt 3.3). Denken Sie daran, die Änderungen anzuwenden!

4.1.2 mA-Überprüfung

Messen Sie den mA-Ausgang. Wenn sich das Refraktometer nicht in der Leitung befin-

det (d. h. die Meldung NO SAMPLE (KEINE PROBE)), liegt an), sendet der mA-Ausgang

den Standard-mA-Wert. Sowohl der Standard-mA-Wert als auch das mA-Minimum

und -Maximum werden über die Parameterseite im Webbrowser eingestellt (siehe

Abschnitt 3.3).

4.1.3 Überprüfung der Kalibrierung

Warten Sie auf normale Prozessbedingungen. Der Konzentrationsmesswert ist bei Aus-

lieferung vorkalibriert und eine Kopie des Kalibrierungszertifikats des Refraktometers

liegt dem Refraktometer bei. Wenn die Diagnosemeldung NORMAL OPERATION (NORMAL-

BETRIEB) ausgibt, die Konzentrationswerte jedoch nicht den Laborwerten entsprechen,

konsultieren Sie Abschnitt 5.2, „Kalibrierung der Konzentrationsmessung“.

4 Inbetriebnahme 19


4.2 Anzeige des Refraktometerstatus

Die Basisinformationen zu den Messwerten werden auf der Hauptseite des Refrakto-

meters angezeigt (Abschnitt 3.1). Weitere Informationenwerden auf der Diagnoseseite

angezeigt (Abschnitt 3.2).

DasMessergebnis wird aus dem Brechungsindex (nD ) und dem Prozesstemperaturwert

(T) berechnet. Beide Werte werden auf der Hauptseite angezeigt.

Zusätzlich zu diesen Messwerten überwacht das Refraktometer seine interne Tempe-

ratur und Luftfeuchtigkeit; diese Messwerte sind auf der Diagnoseseite verfügbar. Die

interne Temperatur sollte nicht über 55 °C steigen und die Luftfeuchtigkeit sollte unter

30 % betragen.



5 Konfiguration und Kalibrierung

5.1 Konfiguration des Refraktometers

Beim PR-43 werden alle Parameteränderungen mit Hilfe der Parameterseite im Web-

browser vorgenommen; siehe Abschnitt 3.3.

5.1.1 Signaldämpfung

Das System bietet die Möglichkeit, eine Signaldämpfung anzugeben, um den Einfluss

von Prozessrauschen zu reduzieren. Die Dämpfung wird auf den CONC-Wert angewen-

det (und damit auf das Ausgangssignal).

Das PR-43 bietet zwei Arten der Signaldämpfung. Exponentielle (Standard) Dämp-

fung funktioniert für die meisten Prozesse und ist die Standardwahl für langsame und

kontinuierliche Prozesse. Wenn der Prozess jedoch schnelle, sprunghafte Änderungen

beinhaltet, bietet die lineare (schnelle) Dämpfung die kürzere Einschwingzeit.

Die Dämpfungszeit wird separat eingestellt. Der Einfluss der Dämpfung auf das Aus-

gangssignal hängt von der Dämpfungsart ab:

Bei der exponentiellen Dämpfung, ist die Dämpfungszeit die Zeit, die benötigt wird,

bis die Konzentrationsmessung bei einer Schrittänderung die Hälfte ihres Endwertes

erreicht. Wenn sich die Konzentration zum Beispiel von 50 % auf 60 % ändert und die

Dämpfungszeit 10 s beträgt, dauert es 10 Sekunden, bis das Refraktometer eine Kon-

zentration von 55 % anzeigt. Eine Dämpfungszeit von 5–15 Sekunden scheint in den

meisten Fällen am besten zu funktionieren.

Bei der linearen Dämpfung (schnellen Dämpfung) entspricht das Ausgangssignal dem

Durchschnittswert des SignalswährendderDämpfungszeit. Nach einer Schrittänderung

steigt das Signal linear an; der Endwert wird nach der Dämpfungszeit erreicht. Abbil-

dung 5.1 zeigt, wie die Dämpfungszeit die Messung beeinflusst.

Hinweis: Die Werkseinstellung für die Dämpfung ist beim PR-43 5 s linear. Vermeiden

Sie eine zu starke Dämpfung des Signals, es sollte nicht unempfindlich werden.

5 Konfiguration und Kalibrierung 21


40

41

42

43

44

45

46

47

48

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Zeit [s]

CO

NC

[%

]

20 s

10 s5 s

Exponentielle Dämpfung

40

41

42

43

44

45

46

47

48

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Zeit [s]

CO

NC

[%

]

30 s

15 s

7 s

Lineare Dämpfung

Abbildung 5.1 Effekt der Dämpfungszeit auf die Messung



5.1.2 Konfiguration des mA-Ausgangs

DiemA-Ausgangswerdewerden auf der Parameterseite eingestellt (sieheAbschnitt3.3).

Die Minimal- und Maximalwerte stellen den Messbereich ein. Wenn die Messeinheit

CONC% ist und Sie den Bereich 15–25 CONC% messen wollen, beträgt das Ausgangs-

signal für das Minimum 15 CONC% 4 mA und das Ausgangssignal für das Maximum

25 CONC% beträgt 20 mA. "Standard mA" stellt einen Standard-mA-Ausgangswert

ein, den das Refraktometer in bestimmten Situationen verwendet. Der Wert kann ein

niedriger oder hoher mA-Wert sein, z. B. 3,0 mA oder 22 mA.

Hinweis: Die NAMUR ist ein internationaler Verband der Anwender von Automa-

tisierungstechnik der Prozessindustrie. Die Empfehlung NE 43 des Verbands fördert

eine Standardisierung der Signalpegel für Ausfallinformationen. Das Ziel der NE 43

ist es, eine Grundlage zur proaktiven Nutzung von Ausfallsignalen von Transmittern

in Prozesssteuerungsstrategien zu schaffen. Mit Hilfe dieser Ausfallsignale werden

Instrumentenfehler von Prozessmessungen getrennt.

NAMUR NE 43 verwendet den Signalbereich zwischen 3,8 und 20,5 mA, für Messin-

formationen, während ≥ 21 mA oder ≤ 3,6 mA einen Diagnosefehler anzeigen (siehe

Abbildung 5.2). Mit diesen Informationen ist es einfacher, Störungen an einem Refrak-

tometer zu erkennen; sie geben zum Beispiel klar an, ob das Rohr leer ist oder ob das

Instrument ausgefallen ist.

0 3.6

3.8

4 20

20.5

21

mA

Störung OK

MessdatenStörung

Abbildung 5.2 Default mA output values

Das Refraktometer gibt den Standard-mA-Wert aus, wenn die Meldung SHORT-CIRCUIT

(KURZSCHLUSS), NOOPTICAL IMAGE (KEINOPTISCHES ABBILD), TEMPMEASUREMENT FAULT (FEHLER TEME-

RATURMESSUNG), NO SAMPLE (KEINE PROBE) oder PRISM COATED (PRISMA BELEGT) anliegt.



5.2 Kalibrierung der Konzentrationsmessung

EBENE 1Parameter A nD-Kalibrierung

Chemische Kurve

Vor-Ort-Kalibrierung

EBENE 2Parameter C

EBENE 3Parameter F

mA-Ausgang

CCD-Kamera Pt-1000

mA

nD

CALC

CCD

TEMP

TEMP

CONC

Abbildung 5.3 Die Ebenen der

Konzentrationskalibrierung

Die Konzentrationskalibrierung ist in 3 Ebenen aufgeteilt: die nD -Kalibrierung des

Refraktometers, die chemische Kurve und die Vor-Ort-Kalibrierung. Der Vorteil der

Ebenenfunktion ist die freie Austauschbarkeit der Refraktometer, Anwendungen und

Rezepturen, ohne dass vor Ort eine erneute mechanische Anpassung der Kalibrierung

notwendig ist.



Die Informationendes optischenAbbildeswerden vomCCD-Element erfasst und in eine

Zahl umgewandelt (CCD). Die Prozesstemperatur wird über einen Pt-1000-Widerstand

gemessen.

EBENE 1: Kalibrierung des Refraktometers: Der tatsächliche Brechungsindex nD wird

über den CCD berechnet.

EBENE 2: Die chemische Kurve: Das Refraktometer berechnet den Brix-Wert oder die

Konzentration auf Grundlage von nD und TEMP. Das Ergebnis ist ein temperaturkom-

pensierter, berechneter Konzentrationswert CALC.

EBENE 3: Vor-Ort-Kalibrierung: Eine Anpassung des berechneten Konzentrations-

wertes CALC kann notwendig sein, um bestimmte Prozessbedingungen zu kompen-

sieren oder um das Messergebnis an die Laborergebnisse anzupassen. Die Vor-Ort-

Kalibrierung bestimmt die notwendige Anpassung von CALC. Die angepasste Konzen-

tration heißt CONC.

Ausgangssignal: Das Ausgangssignal wird über den 4–20 mA Stromausgang oder über

die Ethernet-Verbindung übertragen.

5.2.1 Die chemische Kurve

Die chemische Kurve ist die theoretische Konzentration auf Grundlage von nD und

TEMP. Sie wird durch 16 Parameter definiert.

Eine chemische Kurve ist für das jeweilige Prozessmedium, z. B. Saccharose oder

Natronlauge, spezifisch. Die Parameter werden von K-Patents vorgegeben und sollten

nur bei der Umstellung auf ein anderes Prozessmedium verändert werden.

5.2.2 Vor-Ort-Kalibrierung

K-Patents bietet einen Vor-Ort-Kalibrierungsdienst an, der die Kalibrierung an auf

Grundlage der zur Verfügung gestellten Werte an die Werkslaborwerte anpasst. Die

Vor-Ort-Kalibrierung sollte unter normalen Prozessbedingungen und mit normalen

Laborwerten der Probenkonzentration erfolgen.

Tragen Sie die Daten der Kalibrierung in das PR-43 Vor-Ort-Kalibrierungsformular

(ist dieser Anleitung am Ende beigefügt) ein, das ebenfalls unter <http://www.kpa-

tents.com/> und senden Sie eine Anfrage an



<[email protected]>. Senden Sie das ausgefüllte Vor-Ort-Kalibrierungsformular per

E-Mail oder Fax entweder an den Hauptsitz von K-Patents oder an Ihre lokale K-Patents-

Vertretung. K-Patents nimmt eine Computeranalyse der Daten vor und die optimalen

Kalibrierparameter werden zur Eingabe ins System an Sie gesendet.

Für einen vollständigen Bericht werden 10–15 gültige Datenpunkte (siehe unten) benö-

tigt. Ein Datenpunkt eignet sich nur zur Kalibrierung, wenn die Diagnosemeldung NOR-

MALBETRIEB (NORMAL OPERATION) ausgegeben wird..



Jeder Datenpunkt besteht aus:

LAB% der durch den Nutzer bestimmten Probenkonzentration,

CALC dem berechneten Konzentrationswert,

T der Prozesstemperatur in Grad Celsius,

nD dem tatsächlichen Brechungsindex nD und nD

CONC demMesswert in Konzentrationseinheiten, der großen Zahl.

Notieren Sie zusätzlich zu den Kalibrierdaten auch die Seriennummer des Refraktome-

ters.

Eine genaue Kalibrierung wird nur erreicht, wenn die Proben richtig genommen wer-

den. Achten Sie besonders auf folgende Details:

− Das Probenentnahmeventil und das Refraktometer sollten innerhalb des Prozesses

dicht beieinander installiert werden.

Warnung! Tragen Sie dem Prozess entsprechende Schutzkleidung, wenn Sie am Pro-

benentnahmeventil und mit der Probe arbeiten.

− Lassen Sie zuerst etwas Probenflüssigkeit ablaufen, bevor Siemit der Sammlung von

Datenpunkten beginnen, um eine Entnahme von alter Prozessflüssigkeit zu verhin-

dern, die noch im Probenentnahmeventil übrig geblieben ist.

− Lesen Sie die Werte für CALC, T(emperatur), nD und CONC genau während der Pro-

benentnahme ab.

− Verwenden Sie einen dichten Behälter für die Probe, um Verdunstung zu verhin-

dern.

Wichtig: Die Offline-Kalibrierungmit Prozessflüssigkeit führt nur sehr selten zu verläss-

lichen Ergebnissen, da die folgenden Faktoren zu Problemen führen:

− Durch eine niedrige Durchflussgeschwindigkeit entsteht auf dem Prisma ein nicht

repräsentativer Film.

− Die Verdunstung der Probe bei hohen Temperaturen oder nicht gelöste Festkörper

bei niedrigen Temperaturen führen zu Abweichungen von den Laborwerten.

− Alternde Proben sind nicht repräsentativ.

− Streulicht von Außen kann auf das Prisma treffen.



Daher sollte die Kalibrierung mit Prozessflüssigkeiten stets inline erfolgen.

Der Konzentrationsmesswert kann auch direkt korrigiert werden, indem der Vor-Ort-

Anpassungsparameter f00 geändert wird.

Der Wert des Bias-Parameters f00 wird zum Konzentrationswert addiert:

CONC NEU = CONC ALT + f00.



6 Fehlersuche und Störungsbeseitigung

Dieses Kapitel behandelt die Fehlermeldungen und weitere Fehlerzustände des Refrak-

tometers. Um die Fehlermeldungen einzusehen, ist Web user interface WI, Compact

user interface CI oder Multiuser interface MI notwendig. Die Fehlermeldungen sind

auf der Hauptseite der Benutzerschnittstelle sichtbar.

Hinweis: Es wird immer eine Statusmeldung angezeigt. Die Meldung NORMALBETRIEB

(NORMAL OPERATION) bedeutet jedoch, dass keine Fehler vorliegen.

6.1 Hardware

6.1.1 Meldung HIGH SENSOR HUMIDITY (HOHE SENSORFEUCHTE)

Ursache: Die gemessene Luftfeuchtigkeit innerhalb des Refraktometers übersteigt die

relative Luftfeuchtigkeit von 60 %. Der Grund hierfür kann durch die Prismendichtung

sickernde Feuchtigkeit oder eine offene Abdeckung sein.

Abhilfe: Bitte wenden Sie sich an K-Patents.

6.1.2 Meldung HIGH SENSOR TEMP (HOHE SENSORTEMPERATUR)

Ursache: Die Temperatur innerhalb des Refraktometers übersteigt 65 °C (150 °F). Öff-

nen Sie die Diagnoseseite, um diese Temperatur abzulesen (Abschnitt 3.2).

Abhilfe: Konsultieren Sie die refraktometerspezifische Anleitung, um Informationen

zur Auswahl des richtigen Montageortes und zur Kühlung des Refraktometerkopfes zu

erhalten.

6.2 Messung

6.2.1 Meldung OUTSIDE LIGHT ERROR (STREULICHT-FEHLER) oder OUTSIDE LIGHT

TO PRISM (PRISM STREULICHT AUF PRISMA)

Ursache: Die Messung kann nicht durchgeführt werden oder wird durch Streulicht von

außen gestört, das die Kamera erreicht.

6 Fehlersuche und Störungsbeseitigung 29


Abhilfe: Identifizieren Sie die Lichtquelle und verhindern Sie, dass Licht auf das Prisma

am Refraktometerkopf trifft. Die Menge des von außen einfallenden Lichts kann unter

BGlight (Fremdlicht) auf der Diagnoseseite eingesehen werden (Abschnitt 3.2).

6.2.2 Meldung NO OPTICAL IMAGE (KEIN OPTISCHES ABBILD)

Diese Meldung kann mehrere Gründe haben:

1. Das Prisma ist stark belegt. Entfernen Sie das Refraktometer aus der Produktionsli-

nie und reinigen Sie manuell das Prisma.

2. Im Refraktometer ist Feuchtigkeit kondensiert; siehe Abschnitt 6.1.1.

3. Die Temperatur im Refraktometer ist zu hoch; siehe Abschnitt 6.1.2.

4. Die Lichtquelle ist defekt. Wenn das Refraktometer aus dem Prozess entfernt wird,

ist das gelb blinkende Licht durch das Prisma zu erkennen.

Hinweis: Das Licht ist nur aus einem schrägenWinkel sichtbar. Überprüfen Sie auch

die LED-Werte auf der Diagnoseseite (Abschnitt 3.2); wenn der Wert deutlich unter

100 liegt, ist ein LED-Defekt unwahrscheinlich.

5. Das optische Abbild weist negative Spitzen auf. Die wahrscheinliche Ursache hierfür

ist ein kontaminierter Lichtweg. Bitte wenden Sie sich an K-Patents.

6. Die CCD-Karte im Refraktometer ist defekt. Bitte wenden Sie sich an K-Patents.

6.2.3 Meldung PRISM COATED (PRISMA BELEGT)

Ursache:Die optischeOberfläche des Prismas istmit demProzessmediumoder Unrein-

heiten um Prozessmedium bedeckt.

Abhilfe: Entfernen Sie das Refraktometer aus der Produktionslinie und reinigen Sie

manuell das Prisma.

Wenn das Problem erneut auftritt, sollten Sie die Verbesserung der Strömungsbedin-

gungen erwägen (weitere Informationen zur Auswahl des Montageortes finden Sie in

der refraktometerspezifischen Anleitung). Auch die automatische Prismenreinigung

kann das Problem lösen.



6.2.4 Meldung LOW IMAGE QUALITY (NIEDRIGE ABBILDQUALITÄT)

Ursache: Die wahrscheinlichste Ursache für diese Meldung ist Belag auf dem Prisma.

Ein optisches Abbild ist noch verfügbar, jedoch ist die Qualität der Messung eventuell

nicht optimal.

Abhilfe: Reinigen Sie das Prisma; siehe Abschnitt 6.2.3 oben.

6.2.5 Meldung NO SAMPLE (KEINE PROBE)

Das Gerät wird korrekt betrieben, es befindet sich jedoch keine Prozessflüssigkeit auf

dem Prisma. In einigen Fällen kann diese Meldung auch durch ein belegtes Prisma her-

vorgerufen werden.

6.2.6 Meldung TEMP MEASUREMENT FAULT (FEHLER TEMPERATURMESSUNG)

DieseMeldung weist auf ein defektes Temperaturelement hin. Bitte wenden Sie sich an

K-Patents.

Hinweis: Eine Differenz zu anderen Messungen der Prozesstemperatur ist kein Fehler.

Das Refraktometer zeigt die tatsächliche Temperatur auf der Prismenoberfläche an.

6.2.7 Konzentrationsdrift bei NORMAL OPERATION (NORMALBETRIEB)

Bei einer Verschiebung nach oben oder unten gegen Null ist das Prisma wahrscheinlich

belegt; reinigen Sie das Prisma.

6 Fehlersuche und Störungsbeseitigung 31


6.3 Tabelle Diagnosemeldungen

Wichtig: Die Meldungen sind nach Priorität in absteigender Reihenfolge aufgeführt.

Beispiel: Wenn sowohl NO OPTICAL IMAGE (KEIN OPTISCHES ABBILD) und TEMP MEASUREMENT

FAULT (FEHLER TEMPERATURMESSUNG) aktiv sind, wird nur NO OPTICAL IMAGE (KEIN OPTISCHES

ABBILD) angezeigt.

Meldung Abschnitt

OUTSIDE LIGHT ERROR (STREULICHT-FEHLER) 6.2.1

NO OPTICAL IMAGE (KEIN OPTISCHES ABBILD) 6.2.2

TEMP MEASUREMENT FAULT (FEHLER TEMPERATURMESSUNG) 6.2.6

HIGH SENSOR HUMIDITY (HOHE SENSORFEUCHTE) 6.1.1

HIGH SENSOR TEMP (HOHE SENSORTEMPERATUR) 6.1.2

NO SAMPLE (KEINE PROBE) 6.2.5

PRISM COATED (PRISMA BELEGT) 6.2.3

OUTSIDE LIGHT TO PRISM (STREULICHT AUF PRISMA) 6.2.1

LOW IMAGE QUALITY (NIEDRIGE ABBILDQUALITÄT) 6.2.4

NORMAL OPERATION (NORMALBETRIEB)



7 Messprinzip

Das K-Patents Inline-Refraktometer bestimmt den Brechungsindex nD der Prozesslö-

sung. Es misst den kritischen Brechungswinkel mit Hilfe einer gelben LED-Lichtquelle

mit derselbenWellenlänge (589 nm) wie die Natrium-D-Linie (daher nD ). Das Licht von

der Lichtquelle (L) in Abbildung 7.1 wird auf die Grenzfläche zwischen dem Prisma (P)

und dem Prozessmedium (S) gerichtet. Zwei der Prismenoberflächen (M) fungieren als

Spiegel, welche die Lichtstrahlen so brechen, dass sie in verschiedenenWinkeln auf die

Grenzfläche treffen.

L

P

MM

S

A C B

Abbildung 7.1 Das Refraktometer-Prinzip

Die reflektierten Lichtstrahlen ergeben ein Abbild (ACB), wobei (C) die Position des

Lichtstrahls imGrenzwinkel darstellt. Die Lichtstrahlen bei (A) werden vollständig intern

an der Grenzfläche reflektiert, während die Lichtstrahlen bei (B) teilweise reflektiert

und teilweise in die Prozesslösung abgelenkt werden. So teilt sich das optische Abbild

in eine helle (A) und eine dunkle (B) Fläche. Die Position der Schattengrenze (C) gibt den

Wert des Grenzwinkels an. Der Brechungsindex nD kann dann mit Hilfe dieser Position

bestimmt werden.

Der Brechungsindex nD verändert sich mit der Konzentration der Prozesslösung und

der Temperatur. Bei den meisten Lösungen erhöht sich der Brechungsindex, wenn die

Konzentration ansteigt. Bei hohen Temperaturen ist der Brechungsindex kleiner als bei

7 Messprinzip 33


niedrigeren Temperaturen. Daraus folgt, dass sich die optische Abbildung mit der Kon-

zentration der Prozesslösung ändert, wie in Abbildung 7.2 dargestellt wird. Die Farbe

der Lösung, Gasblasen oder nicht gelöste Partikel beeinflussen die Position der Schat-

tengrenze (C) nicht.

B BC CA ANiedrige Konzentration Hohe Konzentration

Abbildung 7.2 Optische Abbildungen

Die Position der Schattengrenze wird digital mit Hilfe eines CCD-Elements (Abbil-

dung 7.3) gemessen und dann von einem Prozessor im Refraktometer in einen Bre-

chungsindex nD umgewandelt. Dieser Wert wird zusammen mit der gemessenen

Prozesstemperatur verwendet, um die Konzentration zu bestimmen.

Optisches Abbild

CCD-Kamera

Digitales Abbild

Brechungsindex nD

Konzentration

Abbildung 7.3 Von Bilderkennung zu Konzentration



8 Spezifikation des Ethernet-Protokolls

Der Hauptzweck der Ethernet-Verbindung besteht darin, Messdaten vom Refraktome-

ter zu erfassen. Für diese Datenerfassung muss geeignete Software auf Ihrem Compu-

ter installiert sein. Mit Hilfe der folgenden Datenspezifikationen können Sie selbst ein

Datenerfassungsprogramm programmieren.

Bittewenden Sie sich an K-Patents,wenn Sie Beispiele oder fertigeAnwendungen erhal-

ten möchten.

8.1 Kommunikationsprotokoll

Das Kommunikationsprotokoll basiert aufUDP/IP auf Port 50023. Dabei handelt es sich

um ein Client-Server-Protokoll, bei dem das Refraktometer der Server ist und daher nur

Informationen sendet, wenn diese durch den Client (also Ihren Computer) angefordert

werden. Der Server sollte alle Abfragen innerhalb von 100 ms beantworten.

8.1.1 Abfrageformat

Die Kommunikation zwischen Client und Server, also die von Ihrem Computer versen-

deten Abfragen an das Refraktometer, sind im Binärformat kodiert. Die Abfragepakete

enthalten die folgenden binären Daten (alle Ganzzahlen (Integers) werden in der Netz-

werkreihenfolge gesendet, mit dem höchstwertigen Bit zuerst):

− 32-Bit-Integer: Paketnummer

− 32-Bit-Integer: Abfrage-ID

− (beliebig): Abfragedaten (abhängig von der Abfrage)

− (beliebig): Fülldaten

Wichtig: Die Maximalgröße der Nachricht beträgt 1472 Oktette (Bytes).

Die Paketnummer wird vom Refraktometer wieder zurückgegeben, jedoch in kei-

ner Weise verarbeitet. Die Paketnummern müssen nicht aufeinander folgen; alle

32-Bit-Werte sind gültig.

8 Spezifikation des Ethernet-Protokolls 35


Die Abfrage-ID ist ein 32-Bit-Wert, der definiert, welche Funktion angefordert wird,

zum Beispiel die Refraktometerinformationen. Weitere Informationen zu Abfrage-IDs

finden Sie in Abschnitt 8.2.

Die Abfragedaten bestehen aus 0 bis 1464 Oktettenmit zusätzlichen Daten, die mit der

Abfrage in Verbindung stehen.

Die Fülldaten können verwendet werden, um die Anzahl der Oktette in einer Nach-

richt zu erhöhen. An das Ende einer Abfrage können beliebig viele NULL-Zeichen (0x00)

angehängt werden, so lange die Gesamtgröße der Nachricht die maximal 1472 zulässi-

gen Oktette nicht überschreitet. Dies kann zum Beispiel nützlich sein, wenn die Client-

Anwendung feste Paketgrößen verwendet.

8.1.2 Antwortformat

Die Antwortdaten, die das Refraktometer sendet, sind im ASCII-Format kodiert. Abge-

sehen von der Paketnummer sind diese Daten vonMenschen lesbar. Die Datenstruktur

ist sehr einfach:

− Paketnummer (32-Bit-Integer)

− null oder mehr Zeilen in ASCII (Text) mit Schlüsseln und den mit diesen Schlüsseln

assoziierten Werten (zum Beispiel Temperatur-Key und Prozesstemperatur in Cel-

sius).

DiePaketnummerwird unverändert zurückgegeben.Der Client (die Computer-Software)

kann die Paketnummer verwenden, um die Antwort mit der Paketnummer der Abfrage

zu vergleichen.

Der Nachrichtentext besteht aus Textzeilen, wobei jede Zeile aus einem einzelnen

Schlüssel (von einer Länge von einem Wort) und dem dazugehörigen Wert oder den

Werten besteht. Die Werte werden durch ein Gleichheitszeichen ( = ) vom Schlüssel

getrennt; mehrere Werte werden durch ein Komma voneinander getrennt. Leerräume

(Leerzeichen oder Tabulatoren) sind lediglich innerhalb eines einzelnen Wertes oder

eines Schlüsselnamens verboten.

Wenn die Antwort aus einer Zeichenfolge besteht, ist diese in doppelte Anführungszei-

chen (") gesetzt..

Diese Beispiele sind gültige Textzeilen:



ok

temp = 23.45

StatusMessage = "Normal Operation"

Hinweis: Die Schlüsselbezeichner (weitere Informationen siehe Abschnitt 8.2) unter-

scheiden nicht zwischen Groß- und Kleinschreibung. K-Patents empfiehlt jedoch, sie

wie in dieser Spezifikation zu schreiben.

Der Server (das Refraktometer) kann die Antwortschlüssel in jeder beliebigen Reihen-

folge senden. Es sendet die notwendigen Schlüssel (welche in Abschnitt 8.2 mit einem

Asterisk markiert sind) der spezifischen Abfrage, kann jedoch alle anderen Schlüssel

auslassen. Der Server kann auch Schlüssel senden, die in diesem Dokument nicht spe-

zifiziert werden; der Client (Computer) ignoriert diese jedoch eventuell.

8.1.3 Abfrage- und Antwortfehler

Wenn der Server (das Refraktometer) einen Fehler feststellt, reagiert er mit einer Feh-

lermeldung (weitere Informationen hierzu finden Sie in Abschnitt 8.3). Eine Fehlermel-

dung kann zum Beispiel durch eine unbekannte Abfrage oder die Unfähigkeit ausgelöst

werden, die Daten für die notwendigen Schlüssel einer Antwort zu erfassen.

8.2 Spezifikation von Abfrage-Antwort-Paaren

Die Liste unten beschreibt dieAbfragenachrichten, also die Abfrage-Antwort-Paare, die

verwendetwerden, umDaten über das Ethernet zu beziehen.Vor denjenigenAntwort-

schlüsseln, die immer gesendet werden, steht ein Asterisk (*).

8.2.1 NULL-Meldung

Die Null-Meldung ist in den Abfragenachrichten zur Fehlerbeseitigung enthalten, da sie

verwendetwerden kann, um zu überprüfen, ob der Server bereit ist. Die Nachricht stellt

eine „Ping“-Funktionalität auf hoher Ebene zur Verfügung.

Abfrage-ID 0x00000000Abfragedaten (keine)Antwortschlüssel IP : IP-Adresse

MAC : Ethernet-MAC-Adresse

8 Spezifikation des Ethernet-Protokolls 37


8.2.2 Protokollversion

Die Versionsabfrage wird mit einem Wert beantwortet, der die Protokollversion des

Servers (Refraktometers) darstellt.

Abfrage-ID 0x00000001Abfragedaten (keine)Antwortschlüssel *Version : Integer; Protokollversion des Servers (derzeit 3)

8.2.3 Informationen zum Refraktometer

Die Abfrage zu Refraktometerinformationen gibt die grundlegenden Informationen

zum Refraktometer aus.

Abfrage-ID 0x00000003Abfragedaten 0x00000000 : immer Null

Antwortschlüssel *SensorSerial : String; die Seriennummer desRefraktometers

*SProcSerial : String; die Seriennummer derProzessorplatine

*SensorVersion : String, Versionsnummer derRefraktometer-Software

8.2.4 Messergebnisse

Die Abfrage derMessergebnisse gibt die gemessenen und berechnetenMesswerte des

Refraktometers aus.

Abfrage-ID 0x00000004Abfragedaten 0x00000000 : immer Null

Antwortschlüssel Status : String; die Statusmeldung des Refraktometers

PTraw : Integer; PT1000-Wert

T : Gleitkommazahl; Prozesstemperatur



8.3 Spezifikation von Fehlermeldungen

Wenn der Server (das Refraktometer) die Abfrage nicht erkennt oder sie nicht ausfüh-

ren kann, antwortet der Server mit einer Fehlermeldung. Die Fehlermeldung hat die

folgenden Schlüssel:

*Error : Integer; Fehlercode 0x00000000 : Unbekannte Abfrage

*Error : Integer; Fehlercode 0x00000001 : Ungültige Abfrage (Abfrage erkannt,ungültige Abfragedaten)

*Error : Integer; Fehlercode 0x00000002 : Ungültige Refraktometer-Nummer

ErrorMsg : String,Fehlerdetails

Es können auch fehlerabhängige Zusatzschlüssel enthalten sein. Andere Fehlercodes

sind möglich. 0x00000003 muss als unbekannte Abfrage behandelt werden. Codes

mit größeren Zahlen beziehen sich auf interne Fehler; wenden Sich an K-Patents, wenn

Sie weitere Informationen zu diesen benötigen.

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A APR-43Refraktometer Vor-Ort-Kalibrierungsformular

Füllen Sie dieses Formular aus und senden Sie es per E-Mail (oder Fax) an K-Patents Oy

oder ihren lokalen Servicevertreter. Kontaktinformationen finden Sie unter

http://www.kpatents.com/.

Serien-Nr. des Refraktometers:

Kunde:

Anschrift:

Fax:

E-Mail:

Probenbeschreibung:

Lösungsmittel (Wasser/andere):

Laborverfahren:

Datum:

Daten erfasst von:

Probennr. LAB% CALC T nD CONC

Detailliertere Anweisungen finden Sie in Abschnitt 5.2.2.

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B EU-Konformitätserklärung

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Betriebsanleitung, Prozessrefraktometer PR-43€¦ · PR-8431 Split cable M12 M12-8 pin, A-code, F...

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