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Betriebsanleitung September 2005

AS 100sitrans

© Siemens Milltronics Process Instruments Inc. 2005

Sicherheitstechnische Hinweise: Warnhinweise müssen zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie der Sicherheit Dritter und zur Vermeidung von Sachschäden beachtet werden. Zu jedem Warnhinweis wird der jeweilige Gefährdungsgrad angegeben.

Qualifiziertes Personal: Inbetriebsetzung und Betrieb dieses Gerätes/Systems dürfen nur unter Beachtung dieser Betriebsanleitung und nur von qualifiziertem Personal vorgenommen werden. Qualifiziertes Personal im Sinne der sicherheitstechnischen Hinweise dieses Handbuchs sind Personen, die die Berechtigung haben, dieses Gerät gemäß den Standards der Sicherheitstechnik in Betrieb zu nehmen.

Gerätereparatur und Haftungsausschluss:

• Der Anwender ist für alle vom Anwender oder seinem Bevollmächtigten durchgeführten Änderungen und Reparaturen am Gerät verantwortlich.

• Alle neuen Bauteile sind von Siemens Milltronics Process Instruments Inc. bereit zu stellen.

• Reparieren Sie lediglich defekte Bauteile. • Defekte Bauteile dürfen nicht wiederverwendet werden.

Warnung: Der einwandfreie und sichere Betrieb des Produktes setzt sachgemäßen Transport, Lagerung, Aufstellung und Montage sowie sorgfältige Bedienung und Instandhaltung voraus.

Hinweis: Das Produkt muss immer in Übereinstimmung mit den technischen Daten verwendet werden.

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Haftungsausschluss

Diese Unterlage ist sowohl in gebundener als auch in elektronischer Form verfügbar. Wir fordern Benutzer auf, genehmigte, gebundene Betriebsanleitungen zu erwerben oder die von Siemens Milltronics Process Instruments Inc. entworfenen und genehmigten elektronischen Ausführungen zu betrachten. Siemens Milltronics Process Instruments Inc. ist für den Inhalt auszugsweiser oder vollständiger Wiedergaben gebundener oder elektronischer Ausführungen nicht verantwortlich.

Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit dem beschriebenen Gerät geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden regelmäßig überprüft, und notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Für Verbesserungsvorschläge sind wir dankbar. Technische Änderungen vorbehalten.

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Inhaltsverzeichnis

Allgemeine Hinweise ......................................................................................................... 1SITRANS AS 100 Sensor .......................................................................................................................1Eigenschaften ...........................................................................................................................................1

Technische Daten ............................................................................................................... 2

Maßbilder ............................................................................................................................. 4

Installation ........................................................................................................................... 6Auswahl des Einbauortes .....................................................................................................................6Vermeiden Sie... .......................................................................................................................................6Beachten Sie... .........................................................................................................................................6

Montage .............................................................................................................................. 7Hinweise zur Temperatur ......................................................................................................................8

Anschluss ............................................................................................................................. 9SITRANS AS 100 Standard Temperaturbereich (ST) .....................................................................9Erweiterter Temperaturbereich (ET) ..................................................................................................9Analogausgang ......................................................................................................................................10Relative Empfindlichkeit ......................................................................................................................10

Applikationen .................................................................................................................... 11Pneumatische Förderanlagen ............................................................................................................11Austrag einer Förder-schnecke .........................................................................................................11Schüttgutweiche ....................................................................................................................................11

7ML19985DM32 SITRANS AS 100 – BETRIEBSANLEITUNG Seite 1

Allgemeine Hinweise

SITRANS AS 100 Sensor Der SITRANS AS 100 ist ein akustischer Sensor zur Materialflussüberwachung. Er dient zur Überwachung hochfrequenter akustischer Schwingungen (Schallwellen), die erzeugt werden durch:

• Reibung und Aufprall von Schüttgütern in Rohren, Fallstrecken und Förderanlagen• Kavitation in Pumpen, Rohren und Ventilen• Turbulenzen von Gasen oder Flüssigkeiten, die aus Ventilen oder Flanschen

austreten• Reibung und Stöße mechanischer Teile

Akustische Schwingungen breiten sich gut in Festkörpern wie Metall aus, werden jedoch in Luft stark gedämpft. Der Sensor ist damit unempfindlich gegen Umgebungsgeräusche und erlaubt eine berührungslose Prozessüberwachung.

Beim elektrischen Anschluss kann der Sensor auf eine Betriebsart mit hoher oder niedriger Empfindlichkeit konfiguriert werden. Der hohe Empfindlichkeitsbereich bezieht sich auf Signale bis maximal 40 dB. Die niedrige Empfindlichkeitsstufe ist für einen Signalbereich zwischen 28 und 68 dB geeignet.

Der SITRANS AS 100 Sensor liefert einen Analogausgang für die Verwendung mit der SITRANS Kontrolleinheit. Ein Betrieb unabhängig von dieser Kontrolleinheit ist möglich, sofern eine externe Spannungsversorgung bereitgestellt wird. Das Ausgangssignal kann von einem Steuerpult, einem Aufzeichnungsgerät, einem Data-Logger oder einer SPS Steuerung mit geeigneter Eingangskarte verarbeitet werden.

Der SITRANS AS 100 Sensor dient hauptsächlich der Materialflussüberwachung bei Schüttgütern. Er kann jedoch auch eine Pumpenkavitation oder das Austreten von Flüssigkeit erfassen, vorausgesetzt, der erzeugte Geräuschpegel ist ausreichend.

Eigenschaften• Berührungslos• Befestigung durch Ein-, Anschrauben oder Kleben• Analogausgang• Empfindlichkeitsstufen (hoch und niedrig)

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Technische Daten

Ausführung• Standard: Standard Betriebstemperaturbereich (siehe unten)• Erweitert: Erweiterter Betriebstemperaturbereich (siehe unten)

Hilfsenergie• DC 20 bis 30 V• typischerweise 18 mA

Betriebstemperatur

• Standard1: -20 bis 80 °C (-4 bis 176 °F)• Erweitert:

-30 bis 120 °C (-22 bis 248 °F)2 oder -40 bis 125 °C (-40 bis 257 °F)

Relative Empfindlichkeit• 0,5% / ºC des Anzeigewertes, Durchschnittswert über den Betriebsbereich

Ausgang• Analog, DC 0,08 bis 10 V nominal, min. Bürde 100 KΩ

Bauart• Gehäuse: Edelstahl W-Nr. 1.4301 (304)

Edelstahl W-Nr. 1.4305 (303) (Ex-Ausführung)• Kabel: Standard: 4 m (13 ft) Kabel, PVC Mantel, 3 verdrillte Paare, 24 AWG

(0,25 mm²), abgeschirmtErweitert: 4 m (13 ft) Kabel, Mantel aus thermoplastischem Elastomer, 6-adrig, 24 AWG (0,25 mm²), abgeschirmt

1. Class II und ATEX II Ausführungen verfügbar2. Class II Ausführung verfügbar


Schutzart• IP 68 (wasserdicht). Für den IP 68 Test wurde das Gehäuse 30 Minuten lang in 1,8 m

tiefes Wasser eingetaucht.

Gewicht• 0,4 kg (1 lb)

Zulassungen• Allg. Verwendung CE• Ex-Bereich Europa: ATEX II 3D

USA: FM Class II, Div. 1, Gruppen E, F, GKanada: CSA Class II, Div. 1, Gruppen E, F, G


Maßbilder

SITRANS AS 100 (Standard- und erweiterte Ausführung)

SITRANS AS 100 (Standard- und erweiterte Ausführung für Klasse II)

8mm (0,3")

44mm (1,8")

36mm (1,4")

17mm (0,7")

67mm (2,7")

Montageteil, 17A/F Mutter und M10 Gewinde

6 x 24 AWG Kabel

8mm (0,3")

44mm (1,8")

36mm (1,4")

32mm (1,3")

82mm (3,2")

Montageteil, 17A/F Mutter und M10 Gewinde

6 x 24 AWG Kabel

Anschlussbuchse½" NPT(CSA und FM Zulassungen)oder M20 (ATEX Zulassung)


Zubehör

Verlängerungsstück (Option)

Montagescheibe (Option)

Hinweis: Verlängerungsstück und Montagescheibe aus Edelstahl W-Nr. 1.4301 (304).

10mm (0,4")

85mm (3,3")

15mm (0,6")

15mm (0,6")

Schraubenloch, 14 mm (0,55") Ø

SITRANS AS 100 Montagebohrung M10 Gewinde

30mm (1,2")

30mm (1,2”) Ø

SITRANS AS 100 Montagebohrung M10 Gewinde

15mm (0,6")


Installation

Auswahl des Einbauortes• Bereiche mit höchstmöglicher akustischer Schwingung.• Stellen, an denen der Materialaufprall am stärksten ist.• So nah wie möglich an der Stelle des Lecks (z. B. am Ventil).• So nah wie möglich an der Kavitationsstelle (z. B. an der Pumpe).

Vermeiden Sie...• nicht metallische Oberflächen, die die akustische Aktivität dämpfen.• Rohre mit nicht metallischer Einlage, die die akustische Aktivität dämpfen.

Beachten Sie...• dass Dichtungen und Übergangsstellen die Schallschwingungen dämpfen. • minimale Temperaturschwankungen, wenn der Schallpegel niedrig ist. • dass die Einbaustelle eine ausreichende Reaktionszeit bei Alarmschaltungen oder

für den Steuerungskreis (Bsp.: mangelnde Lagerschmierung, Verstopfung von Fallleitungen) bietet.

Erfassung des Materialflusses

Starke Reibung zwischen Material und Rohr. Sensormontage auf der Zulaufseite der Dichtung für optimale Geräuscherfassung.

Geringe akustische Aktivität aufgr-und geringer Reibung zwischen Material und Rohr.

Empfohlener Einbauort Nicht empfehlenswert


Montage

Direkte Montage

Hinweise:• Um den idealen Einbauort zu bestimmen, sollte der SITRANS AS 100 getestet

werden. Klemmen Sie den Sensor in Ihre Applikation und überwachen Sie die Systemleistung während einer Probezeit. Die akustische Aktivität kann mit einem Voltmeter über den Analogausgang gemessen werden. Nähere Angaben finden Sie unter Anschluss auf Seite 9.

• Durch das Fetten der Kontaktoberflächen kann die Ausbreitung der akustischen Wellen optimiert werden.

Montage Akustische Kupplung und Empfindlichkeit

Spanloch Gut

Gewindebohrung Gut

Montagescheibe Gut

Verlängerungsstück Ausreichend

Hinweis: Für eine optimale Kupplung muss die Fläche der Sensormutter eng auf der Applikationsoberfläche aufliegen.

SpanlochMontageteil durch die Bohrung im zu kontrollierenden Gerät führen und mit kundenseitigen Scheiben und Muttern befestigen.

GewindebohrungMontageteil in Gewindebohrung des zu kontrollierenden Geräts einschrauben.


Montage über Zubehör

Hinweise zur Temperatur

* Maximaler Bereich je nach Ausführung.

Hinweise:• Achten Sie beim Schweißen auf eine durchgehende Schweißnaht. Das

Anheften ergibt keine ausreichende akustische Kupplung.• Kein Elektroschweißen auf angeschlossenen Geräten. SITRANS AS 100 abneh-

men oder elektrisch abschalten, damit kein Schweißstrom durchfließen kann.• Zum Kleben ist Loctite 326 Klebstoff (oder gleichwertiges) zu verwenden.

Beachten Sie die Herstellerangaben für optimales Kleben.

Warnung: Die Temperatur am Sensor darf die Min. und Max. Werte nicht überschreiten.

VerlängerungsstückSensor in Gewindebohrung des Ver-längerungsstücks einschrauben und auf dem zu kontrollierenden Gerät befestigen.

MontagescheibeSensor in Montagescheibe einschrauben, nachdem diese auf das zu kontrollierende Gerät geschweißt oder geklebt wurde.

Hinweis: Die max. Temperatur für Standardausführungen beträgt 80 °C.

Hinweis: Bei einer Flanschtemperatur von 100 °C und einer Umgebungstemperatur von 20 °C liegt die Sensortemperatur unterhalb des zugelassenen Höchstwertes.

Garantieren Sie eine angemessene Isolierung zu heißen Flächen durch zusätzlichen Zwischenraum.

Die Verlängerung dient als Kühlkörper.

65 ºC

100 ºC

< 80 ºC

>80 ºC

20 ºC


Anschluss

SITRANS AS 100 Standard Temperaturbereich (ST)

Erweiterter Temperaturbereich (ET)

Je länger das Kabel, desto empfindlicher ist es gegen Störgeräusche und Erdschleifen. Deshalb wird empfohlen, Kabel mit großem Innendurchmesser und guter Abschirmung gegen Störungen und elektrische Geräusche zu verwenden (Kupferlitze statt Drain und Folie). Ein angemessener Anschlusskasten in der Nähe des Sensors ist die ideale Stelle für eine Kabelverlängerung, sowie für die Konfiguration auf hohe oder niedrige Empfind-lichkeit.

Hinweise:• Schirm nur an einem Ende erden!• Bei Erdung der Sensormontage ist die Kabelabschirmung nicht anzuschließen.• Bei nicht geerdeter Sensormontage ist die Kabelabschirmung an Erde zu legen.

*Wahl des Sensorbereichshohe Empfindlichkeit = rot und grün an Vsup +niedrige Empfindlichkeit = rot an Vsup + und grün an Vsup -

oder

DC 20 ... 30V Spannungs-versorgung

Analogausgang DC 0,08 bis 10V nominal

Vsup:

Vsens:

Schirm—mit Sensorgehäuse verbunden

weißschw

grn*schw

rotschw

-+

-+

*Wahl des Sensorbereichshohe Empfindlichkeit = rot und orange an Vsup +niedrige Empfindlichkeit = rot an Vsup + und orange an Vsup -

orggrn*gelbbrn

oder

DC 20 bis 30V Spannungs-versorgung

Analogausgang DC 0,08 bis 10 V nominal

Vsup:

Vsens:

Schirm—mit Sensorgehäuse verbunden

rotschw

-+

-+


In der folgenden Tabelle finden Sie Richtlinien für passende Kabeldurchmesser bei großen Abständen.

Maximaler Abstand zwischen Sensor und Spannungsversorgung (24 V oder Kontrolleinheit)

* nominaler Leitungsquerschnitt

AnalogausgangDer Sensor liefert ein analoges Ausgangssignal proportional zur akustischen Aktivität. Das Niveau der akustischen Schwingungen steht in Zusammenhang mit dem Prozess oder der mechanischen Aktivität. Der Ausgang ist daher als Eingang für Datalogger, Aufzeichnungsgeräte, SPS Steuerungen usw. geeignet.

Das Ausgangssignal beträgt 0,08 bis 10 V (nominal), DC-Ankopplung. Der Ausgang ist kurzschlusssicher mit einer Ansprechzeit von 60 µs. Der minimale Belastungswiderstand beträgt 100 KΩ. Siehe Abschnitt Installation auf Seite 6 oder Anschluss auf Seite 9.

Relative EmpfindlichkeitDie Detektion von Schallwellen ist temperaturabhängig. Im Allgemeinen stellt dies kein Problem dar, weil die Veränderungen des Materialflusses weit größere Sig-nalschwankungen verursachen. Trotzdem sollte diese Tatsache in Betracht gezogen wer-den.

Die Empfindlichkeit des SITRANS AS 100 Sensors fällt mit steigender Temperatur in einem Verhältnis von ca. 0,5% pro Grad Celsius.

Bsp.: Bei einem Temperaturanstieg des Standardsensors von 20 °C auf 50 °C nimmt seine Empfindlichkeit um 15% ab. Soll der Sensor zur Kontrolle des Materialflusses in diesem Temperaturbereich verwendet werden, dann ist es ratsam, dazu einen entsprechenden Alarmschaltpunkt bei mind. 30% vom normalen Betriebsniveau 20 °C zu programmieren.

Leitungsquerschnitt Abstand

AWG mm mm2 * Meter Feet

24 7 x 0,20 0,22 500 1600

22 7 x 0,25 0,35 800 2600

20 10 x 0,25 0,5 1200 3900


Applikationen

Eine Tankladung von Schüttgut wird pneumatisch in ein Silo befördert. Der Sensor erfasst die akus-tischen Schwingungen, die durch den Materia-laufprall auf den Rohrwänden erzeugt werden. Der Ausgang dient zum Einschalten des Staubfil-tersystems des Silos.

Als Einbauort ist jede Aufprallstelle entlang der Leitung geeignet (z.B. an Krümmungen).

Pneumatische Förderanlagen

Eine Körnungsmaschine wird über Förderschnecke mit Faserstoff versorgt. Wenn der Sensor ein Aus-setzen des Materialflusses feststellt, zeigt ein Alarm-signal in der Kontrollwarte dem Bediener eine mögliche Blockierung an.

Empfohlener Einbauort ist jede Stelle an der Unterseite des Fallrohrs, an der der Materialfluss Reibung verursacht.

Austrag einer Förder-schnecke

Das in einem Silo gelagerte Schüttgut wird dem Verarbeitungsprozess über eine Schüttgutweiche zugeführt. Ein Sensor ist in jedem Arm nach der Weiche montiert und zeigt das Vorhandensein eines Durchsatzes in dem betreffenden Arm an. Ein Min. Alarm weist rechtzeitig auf ein Problem an der Weiche oder dem Absperrschieber hin. Das gleiche gilt, falls es zu Verstopfung oder Materialmangel im Silo kommt.

Schüttgutweiche


Detektion undichter Stellen

Kavitationsüberwachung

Maschinenüberwachung

Installieren Sie den SITRANS AS 100 Sensor entweder an Einbaustelle A oder B.B

A

Installieren Sie den SITRANS AS 100 Sensor entweder an Einbaustelle A oder B.

AA

BB

Index

AAllgemeine Hinweise 1Analogausgang 10Anschluss 9Applikationen 11AS 100 (Standard- und erweiterte Aus-führungen für Klasse II) 4AS 100 Standard Temperaturbereich (ST) 9AS100 (Standard- und erweiterte Ausführun-gen) 4Ausführung 2Ausgang 2Austrag einer Förderschnecke 11Auswahl des Einbauortes 6BBauart 2Betriebstemperatur 2DDetektion undichter Stellen 12Direkte Montage 7EEigenschaften 1Erfassung des Materialflusses 6Erweiterter Temperaturbereich (ET) 9GGewicht 3HHilfsenergie 2Hinweise zur Temperatur 8IInstallation 6LLeitungsquerschnitt 10MMontage 7Montage über Zubehör 8Montagescheibe 8PPneumatische Förderanlagen 11RRelative Empfindlichkeit 10SSchüttgutweiche 11Schutzart 3Senaco AS100 Sensor 1

TTechnische Daten 2VVerlängerungsstück 8Vermeiden Sie: 6ZZubehör 5Zulassungen 3

IQ300IX.fm Page 5 Tuesday, October 2, 2001 1:43 PM

*7ml19985DM32*Rev. 2.2

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