MANUAL DE INSTRUÇÕES Conversor p/ Termoresistência: KD - 40T...Ex

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1 Rua Tuiuti, 7 - CEP: São Paulo Tel.: Fax.: vendas@sense.com.br - MANUAL DE INSTRUÇÕES Conversor p/ Termoresistência: KD - 40T...Ex Fixação do Drive: A fixação do conversor internamente no painel deve ser feita Instalação Elétrica: Esta unidade possui 9 bornes conforme a tabela abaixo: Des. utilizando-se de trilhos de 5 mm (DIN-4677),onde inclusive Bornes Descrição pode-se instalar um acessório montado internamente ao trilho metálico (sistema Power Rail) para alimentação de todas as Entrada do Pt-00 unidades montadas no trilho. Entrada comum do Pt-00 Fig.5 Entrada do Pt-00 Com auxílio de uma chave de fenda, empurre a trava de fixação do conversor para fora, (fig.05) 7 Contato auxiliar de Defeito 8 Contato auxiliar de Defeito 9 Saída Analógica ( + ) 0 Saída Analógica ( - ) Alimentação Positiva ( + ) Alimentação Negativa ( - ) 0 Preparação dos Fios: Tab. 0 Fig. 6 Fazer as pontas dos fios conforme desenho abaixo: Fig. Fig. Função: Este equipamento tem por finalidade converter o sinal de termoresistência, em sinal analógico de corrente, permitindo que o Pt-00 possa ser instalado em áreas potêncialmente explosivas livrando-as do risco de explosão, que por efeito térmico ou faísca elétrica. Diagrama de Conexões: Des. Descrição de Funcionamento: O equipamento possui uma entrada intrinsecamente segura própria para termoresistências do tipo Pt-00, a dois ou três fios, e prove ao termoelemento alimentação e simultaneamente monitora sua variação de corrente. Já o circuito de saída converte precisamente o sinal de entrada em um sinal analógico de corrente ou tensão, mantendo-o totalmente desvinculado do potencial do circuito de entrada e alimentação. O instrumento requer alimentação externa para que seja possível compensar as perdas causadas ao sinal, quando este passa pelo isolador galvânico. O instrumento é um poderoso e preciso conversor, que transforma a variação de resistência de um termoresistor tipo Pt-00 em um sinal de corrente 4-0mA ou de tensão -5Vcc. Nota: o instrumento não faz a linearização do sinal da termoresitência, portanto apresenta um erro que deve ser considerado. Elemento de Campo: O conversor foi projetado para atuar com termoresistência do tipo Pt-00. Nota: O instrumento não lineariza o sinal da termoresitencia. Fig. 4 Abaixe o conversor até que ele se encaixe no trilho,(fig. 06) Aperte a trava de fixação até o final (fig.07) e certifique que o conversor esteja bem fixado. Fig. 7 Cuidado: Na instalação do conversor no trilho com um sistema Power Rail, os conectores não devem ser forçados demasiadamente para evitar quebra dos mesmos, interrompendo o seu funcionamento. Montagem na Horizontal: Recomendamos a montagem na posição horizontal afim de que haja melhor circulação de ar e que o painel seja provido de um sistema de ventilação para evitar o sobre aquecimento dos componentes internos. Fig. 8 Cuidado ao retirar a capa protetora para não fazer pequenos cortes nos fios, pois poderá causar curto circuito entre os fios. Procedimentos: Retire a capa protetora, coloque os terminais e prense-os, se desejar estanhe as pontas para uma melhor fixação. Terminais: Para evitar mau contato e problemas de curto circuito aconselhamos utilizar terminais pré-isolados (ponteiras) cravados nos fios. Des. 40 Sistema Plug-in: No modelo básico KD-40TA/EX as conexões dos cabos de entrada, saída e alimentação são feitas através de bornes tipo compressão montados na própria peça. Opcionalmente os instrumentos da linha KD, podem ser fornecidos com o sistema de conexões plug-in. Neste sistema as conexões dos cabos são feitas em conectores tripolares que de um lado possuem terminais de compressão, e o do outro lado são conectados os equipamento. Para que o instrumento seja fornecido com o sistema plug-in, acrescente o sufixo -P no código do equipamento. 5 Alicate ZA Des. Des. Fig. 4 Fig. 5 Conexão de Alimentação: A unidade pode ser alimentada em: Tensão Bornes Consumo 4Vcc e,5 W Tab.6 Recomendamos utilizar no circuito elétrico que alimenta a unidade uma proteção por fusível. Folha /6 EA Rev-F - 05/5

2 Sistema Power Rail: Consiste de um sistema onde as conexões de alimentação são conduzidas e distribuídas no próprio trilho de fixação, através de conectores multipolares localizados na parte inferior do drive. Este sistema visa reduzir o número de conexões, pois a unidade é automaticamente alimentada em 4Vcc ao conectar-se a barreira ao trilho auto alimentado. ON DIP 4 Conectores Conectores Trilho Condutores de Alimentação Trilho de Fixação Des. 7 Trilho Autoalimentado tipo Power Rail : O trilho power rail TR-KD-0 é um poderoso conector que fornece interligação dos instrumentos conectados ao Somente a versão TA. Conector emenda TR-KD-PL Tampa TR-KD-TE Trilho TR-KD-0 500mm (5 SLOTS 0mm) Trilho TR-DIN-5 Des. 8-4Vcc Barramento de alimentação + tradicional trilho 5mm. Quando unidades KD forem montadas no trilho automaticamente a alimentação, de 4Vcc será conectada com toda segurança e confiabilidade que os contatos banhados a ouro podem oferecer. Nota: indicamos utilizar o KF-KD, nosso monitor de alimentação, com a finalidade de prover a tensão 4Vcc ao trilho protegendo-o de sobrecarga e picos de tensão. Leds de Sinalização: O instrumento possui dois leds no painel frontal conforme ilustra a figura abaixo: Fig. 9 Função dos Leds de Sinalização: A tabela abaixo ilustra a função dos led do painel frontal: Alimentação ( verde ) Defeitos ( vermelho ) ( opcional ) Quando aceso indica que o equipamento está alimentado Indica a ocorrência de defeitos: Aceso: cabo em curto ou quebrado Apagado: operação normal Monitoração de Defeitos (opcional): Tab. 0 O instrumento possui um circuito interno que identifica defeitos na interligação com o instrumento de campo, tornando mais fácil sua detecção e correção, além de tornar o loop mais seguro e confiável. É possivel se detectar o rompimento, ou o curto circuito do cabo. Defeito Led Vermelho Circuito de Monitoração Modelos: O conversor pode ser fornecido em quatro versões: Modelo Versões Conexão KD-40T/Ex Sem monitoração de defeitos borne KD-40TA/Ex Com monitoração de defeitos borne KD-40T/Ex-P Sem monitoração de defeitos plug-in KD-40TA/Ex-P Com monitoração de defeitos plug-in Tab. Sinalização de Defeitos (opcional): A sinalização da ocorrência de defeitos é efetuada por um led vermelho que esta montado no painel frontal. Sempre que ocorrer um curto circuito ou ruptura da cabeação de conexão com elemento de campo, o led acenderá, sinalizando a ocorrência. Capacidade dos Contatos Auxiliar (opcional): Verifique se a carga não excede a capacidade máxima dos contatos apresentada na tabela abaixo: Capacidade CA CC Tensão 5Vca 0Vcc Corrente Aca Acc Potência 6,5VA 0W Circuito de Alarme Des. Tab. Normalmente a conexão de motores, bombas, lâmpadas, reatores, devem ser interfaceadas com uma chave magnética. Folha /6 Contato Auxiliar Sinalização de Defeito (opcional): O modelo com monitoração de defeito, (versão TA) possui um relé auxiliar independente, que opera com bobina normalmente energizada, com contato NF. Sempre que ocorrer algum defeito na cabeação de campo, ou falta de alimentação no equipamento, o relé é imediatamente desernergizado, abrindo o contato. O contato auxiliar de sinalização de defeitos de vários equipamentos podem ser ligados em série e conectados a um único sistema de alarme. Caso ocorra algum defeito, o sistema de alarme será acionado, possibilitando a identificação do equipamento em alarme através do led vermelho frontal. Entrada Termoresistêcia Tipo Pt-00 Ajuste da Faixa de Alarme (opcional): Através dos potenciômetros P4 (baixo) e P (alto), o usuário pode ajustar os pontos de acionamento do circuito de alarme de detecção de defeitos, ou seja, determinar uma janela de operação onde o instrumento irá considerar como situação normal, caso estes valores sejam ultrapassados o circuito de alarme será acionado. Faixa Normal Entrada máx. mín. Janela de Operação Normal,5 4mA P4 Alarme Baixa: de,5 a ma Des. 4 Sinalização externa de Alarme P Alarme Alta: de,5 a ma Área Alarme Atuado Saída CA Fig. 5 6 Des. 0mA Histerese Alarme: 0,mA Programação: Este equipamento possui uma dipswitch e duas chaves. As duas chaves, que tem por função programar o tipo de sinal de saída (corrente ou tensão), e o nível do sinal de saída sob falhas (Up ou Down Scale). A dipswitch de 0 chaves destina-se a seleção das faixas de zero e span. Tipo de Sinal de Saída: Atuando sobre a chave S, é posível selecionar o tipo de sinal de saída (tensão ou corrente) de acordo com cada aplicação. Posicionando-se a chave na posição II, programa-se a saída de forma a fornecer um sinal em corrente (4-0mA). Posicionando-se a chave na posição I, a saída é programada para fornecer um sinal em tensão (-5Vcc). Nível de Saída Sob Falha (opcional): Esta função atua sobre o sinal de saída que comanda o elemento de campo, e pode ser programado para que em caso de defeitos possa determinar o nível de saída que pode ser programado para atuar na função Up Scale ou Dow Scale. Chave de Programação: Posicionadas no painel frontal do instrumento existe chave de programação e nas laterais do instrumento 4 potênciometros e 0 dips, conforme os desenhos 7 e 8: Up scale KD-TA/Ex-P Sinal em tensão Sinal em corrente a 5Vcc 4 a 0mA Des. 7 0 Defeito Led vermelho Alimentação Led verde Down scale Função Up Scale (opcional): Determina que a saída assuma o nível máximo (0mA ou 5V) na ocorrência de defeitos, programada posicionando-se a chave na posição I. Função Down Scale (opcional): Determina que a saída assuma o nível mínimo (4mA ou V) na ocorrência de defeitos, programada posicionando-se a chave na posição II. P Zero Faixas de Zero P Span Faixas de Span Alarme hi low P P4 Potênciometro de Alarme Alto P P4 Potênciometro de Alarme Baixo Des. 8 EA Rev-F - 05/5

3 Seleção de Faixa de Zero: A seleção da faixa de zero é efetuada pelas chaves,,, 4 do Dipswitch, onde o usuário pode selecionar pontos de zero entre - 00ºC e + 5ºC, divididos em 6 faixas distintas, conforme ilustra a tabela abaixo: Faixa Chaves 4 Faixas de Zero mín máx Tmín Tmáx ,4 68,4 46ºC 5ºC , 50, 409ºC 467ºC ,7,7 59ºC 46ºC ,5 4,5 07ºC 64ºC ,9 96,9 58ºC ºC ,7 78,7 08ºC 6ºC , 6, 6ºC 4ºC 8 0 6,0 4,0 ºC 65ºC ,4 5,4 66ºC 8ºC , 07, 8ºC 70ºC ,7 89,7-6ºC 5ºC 0 9,5 7,5-7ºC -ºC 0 0 7,9 5,9-6ºC -66ºC ,7 5,7-59ºC -ºC 5 0 8, 8, -0ºC -54ºC 6 0,0 0-44ºC -97ºC A seleção correta da faixa, depende do ponto de zero do processo a ser controlado, ou seja, deve-se escolher a faixa em que o ponto médio seja o mais próximo possivel do ponto de zero do processo. Exemplo de seleção de Faixa: Tomemos o exemplo: +70 a +00ºC. Seleção de Faixa de Zero: Deve-se procurar na tabela de zero a faixa em que o valor médio entre Tmín e Tmáx, esteja mais próximo de 70ºC. Para nosso exemplo devemos escolher a faixa 9 de 66ºC a 8ºC, pois é a única que permite o ajuste para 70ºC. Seleção de Span: A seleção de Span é realizada pelas chaves 5, 6, 7, 8, 9 e 0 da dipswitch, onde o usuário pode selecionar pontos entre -64ºC e +845ºC, divididos em 40 faixas, distribuidas em três tabelas: Cada tabela possui pontos extremos diferentes: Tabela : +445ºC a +8ºC Tabela : +9ºC a +845ºC Tabela : -64ºC a +690ºC Permitindo uma melhor adequação do ponto de span em função do ponto de span em função do ponto de zero, pois adota-se a tabela em que o ponto de zero do porcesso esteja o mais próximo possivel do limite inferior de uma das tabelas. Fai xa Span - Ta bela (de +445 o C a + 8 o C) Chaves mín máx Tmín Tmáx , - 8ºC , 85, 8ºC 8ºC ,0 78,0 795ºC 85ºC , 74,6 776ºC 797ºC 5 0 6,9 68,9 758ºC 778ºC ,6 6,9 74ºC 758ºC ,7 57, 78ºC 79ºC , 5,6 700ºC 7ºC , 45,7 68ºC 70ºC , 9,8 66ºC 68ºC 0 0 7,,9 64ºC 664ºC 0 0, 7,9 64ºC 645ºC 0 4,9,9 604ºC 66ºC ,7 5,8 585ºC 607ºC ,8 09,4 565ºC 587ºC ,7 0,9 545ºC 567ºC ,8 96,4 55ºC 547ºC ,9 90, 506ºC 58ºC ,9 8,5 485ºC 508ºC , 76,9 465ºC 488ºC 6,4 69,85 445ºC 467ºC Escolha da Tabela de Span: A escolha de uma das três tabelas irá depender do ponto de zero, ou seja, devemos escolher a tabela em que o valor mínimo esteja mais próximo possível do ponto de zero. Exemplo de Seleção da Tabela e da Faixa: Tomemos o exemplo: +70 a +00ºC. Seleção de Faixa de Zero: Os valores iniciais das tabela são: Tabela : +445ºC Tabela : +9ºC Tabela : -64ºC Concluimos então que devemos utilizar a tabela, pois +9ºC está mais próximo de 70ºC do que os valores apresentados nas outras tabelas. Seleção da Faixa: Agora devemos selecionar a faixa em que o ponto médio é o mais próximo possível do span do nosso exemplo: +0ºC. Analisando a faixa 50 (de +7ºC a +47ºC), com ponto médio em 7ºC é o que mais se aproxima. Tanto as faixas 49 e 5 não permitem o ajuste do valor de span desejado. Span - Ta bela (de +9 o C a o C) Faixa Chaves mín máx Tmín Tmáx ,9 88,8 8ºC 845ºC , 85, 89ºC 8ºC ,6 8,8 807ºC 8ºC ,7 77,9 794ºC 808ºC ,8 74,6 78ºC 796ºC ,9 70,4 768ºC 78ºC ,7 66, 754ºC 769ºC ,7 6, 74ºC 756ºC , 58, 79ºC 74ºC ,7 54,4 75ºC 70ºC ,7 50,4 70ºC 77ºC ,0 46, 690ºC 704ºC ,7 4, 676ºC 69ºC 5 0 0, 8,0 66ºC 667ºC ,,9 649ºC 664ºC ,7 9,5 65ºC 650ºC ,6 5,4 6ºC 67ºC ,,0 608ºC 6ºC ,7 6,8 594ºC 60ºC ,8, 580ºC 596ºC 0 0 0,0 08,0 567ºC 58ºC 0 98,0 0, 55ºC 568ºC ,5 97,7 55ºC 55ºC ,9 9, 5ºC 57ºC , 88,5 507ºC 5ºC , 8,6 49ºC 508ºC ,6 78,9 478ºC 494ºC ,5 7,9 46ºC 479ºC ,4 69, 448ºC 465ºC , 64, 4ºC 450ºC ,6 59,0 49ºC 45ºC , 5,9 40ºC 40ºC ,9 48,8 88ºC 405ºC ,7 4,9 7ºC 9ºC ,5 8,4 58ºC 75ºC ,9,8 4ºC 59ºC 8 0 0,0 7,6 7ºC 44ºC 9 0 5,6,0 ºC 8ºC ,5 6,0 9ºC ºC ,8 0, 77ºC 95ºC , 04,5 6ºC 79ºC , 98,8 45ºC 6ºC ,4 9,0 9ºC 47ºC , 86,8 ºC 0ºC ,4 8,0 96ºC 4ºC ,7 74,7 78ºC 97ºC ,8 68,8 6ºC 8ºC , 6,5 44ºC 64ºC ,7 5, 7ºC 47ºC 5 0 4, 49,5 0ºC 9ºC ,8 4,0 9ºC ºC 5 0 9,0 6,6 75ºC 95ºC 54 0,5 9,8 58ºC 77ºC 55 5,,9 9ºC 59ºC Span - Ta bela (de -64 o C a o C Fai Chaves xa mín máx Tmín Tmáx ,6 4,0 679ºC 690ºC ,5 8,6 667ºC 679ºC ,4 5, 656ºC 668ºC ,9,7 645ºC 657ºC ,8 8,6 65ºC 647ºC , 5, 64ºC 66ºC ,8,6 6ºC 65ºC , 8, 60ºC 64ºC ,7 4,6 59ºC 60ºC ,8,0 579ºC 59ºC , 07,5 568ºC 58ºC ,7 0,6 557ºC 569ºC ,0 00,0 546ºC 558ºC , 96,4 54ºC 547ºC ,5 9,8 5ºC 56ºC ,6 88,6 5ºC 54ºC , 84,6 598ºC 5ºC , 80,6 486ºC 499ºC , 76,9 474ºC 488ºC , 7,9 46ºC 476ºC ,5 68,8 45ºC 464ºC ,0 64,8 48ºC 45ºC ,0 60,7 46ºC 440ºC ,9 56,6 44ºC 48ºC ,7 5, 40ºC 45ºC , 48, 89ºC 40ºC ,0 4,9 77ºC 9ºC ,6 9,4 64ºC 78ºC ,4 5, 5ºC 66ºC ,8 0,7 9ºC 5ºC 0 0, 6, 6ºC 40ºC 0 6,6,6 ºC 7ºC ,0 6, 97ºC ºC ,,7 84ºC 99ºC ,0 07,0 7ºC 86ºC ºC 7ºC ,9 97, 44ºC 59ºC ,8 9,6 0ºC 46ºC , 87,5 7ºC ºC ,9 9,4 0ºC 8ºC ,8 77,7 89ºC 05ºC ,6 7,9 75ºC 9ºC ,4 67, 6ºC 77ºC , 6, 47ºC 6ºC ,0 56,9 ºC 49ºC , 5, 8ºC 4ºC ,0 46, 04ºC 0ºC , 40,4 89ºC 05ºC , 4, 7ºC 89ºC , 8,6 57ºC 74ºC ,7,9 4ºC 59ºC ,5 7, 7ºC 44ºC ,7, ºC 9ºC ,8 05,5 -ºC 4ºC ,6 99,6-9ºC -ºC , 9, -5ºC -7ºC , 87, -50ºC -ºC ,9 80,7-66ºC -49ºC ,5 74,7-8ºC -64ºC ,7 67,9-99ºC -8ºC , 6,9-5ºC -96ºC ,6 55,0 -ºC -ºC 6 0 4,0 48,4-47ºC -9ºC 64,9 4,4-64ºC -46ºC Folha /6 EA Rev-F - 05/5

4 Conexão da Entrada da Termoresistência: A entrada para termoresistência deste módulo permitem a conexão de Pt-00, que pode ser a fios ou a fios: Ligação a fios: Esta configuração fornece uma ligação para cada estremidade do Pt-00, sendo feito um jumper entre os bornes e. Pt-00 Está é a ligação mais simples, sendo satisfatória nos casos de medição de menor precisão onde a resistência do cabo pode ser considerada como um constante aditiva no circuito e particulamente quando mudanças na resistência do cabo devido a variações da temperatura ambiente podem ser ignoradas. É usada normalmente quando a distância entre o sensor e o instrumento é inferior a 0 m e a precisão necesária é moderada. Ligação a fios: Esta configuração fornece uma ligação numa extremidade do sensor e duas na outra. Des.0 Conectado no instrumento com ligação a fios, obtém-se a componsação da resistência do cabo e efeitos de variação de temperatura sobre ela. É a ligação mais utilizada Des. 9 Compatibilidade Ex: O diagrama acima é parte da viabilidade de conexão da barreira e elemento de campo, devem ser analizados os certificados de conformidade Ex dos produtos para se determinar a segurança da interconexão dos instrumentos, vide o capítulo seguinte, Segurança Intrísica para maiores detalhes. Circuito de Saída: O circuito de saída converte precisamente a variação de resistência enviado pela termoresistência para Des. um 5 sinal de corrente ou tensão, além de isolá-lo galvanicamente. Esquema de Ligação Incorreto: O controlador lógico programável (CLP), que vai receber o sinal de saída (4-0mA) do conversor NÃO pode alimentar o loop. Des. Termoresitência Tipo Pt-00 Barra de Aterramento Esquema de Ligação correto: Como o conversor é galvanicamente isolado entre: entrada, alimentação e saída. O próprio conversor gera a tensão 4Vcc para alimentar o estágio de saída que gera o sinal de 4-0mA. Portanto o controlador (PLC) não deve possuir entrada alimentada mas a entrada do controlador deve ser passiva, ou seja deve ler o sinal de corrente gerado externamente. Caso não seja conhecido se a entrada do PLC ou controlador alimente o loop, confira conectando um voltímetro na entrada que não pode indicar nenhuma tensão. Termoresitência Tipo Pt-00 Des. SENSE KD-40TA/Ex + - 4Vcc SENSE KD-40TA/Ex + - 4Vcc Malha de Aterramento Malha de Aterramento + - Fonte 4Vdc Cartâo de Saída Analógica Cartâo de Saída Analógica Barra de Aterramento Painel do PLC Exemplo de Programação: Para testar o funcionamento correto do instrumento vamos programar a unidade para saída em corrente, no range de 0 à 00ºC e na condição defeito do cabo de campo, a saída deve permanecer em 0mA. A chave S deve ser configurada para a posição II, selecionando a saída em corrente, conforme a figura ao lado. No produto da versão TA com Alarmes, posicione-os fora da faixa girando o potênciometro P4 do Alarme de Baixa totalmente no sentido anti-horário e o potênciometro P do Alarme de Alta no sentido horário. Programe a condição de defeito para up scale, posicionando a chave S na posição I, comforme a figura. Agora nas dips de seleção de faixa vamos selecionar a faixa de zero para 0ºC (utilize a faixa da tabela de zero) e a faixa de span para 00ºC (utilize a Faixa de zero faixa 5 da tabela de span), conforme a figura 4. Ajuste o simulador de Pt-00 para 0ºC e atue sobre o potênciometro de zero P até que indique 4mA. Ajuste o simulador de Pt-00 para 00ºC e atue sobre o potênciometro de span P até que indique 0 ma. Verifique agora a linearidade da conversão e observe os erros obtidos, conforme a tabela a seguir. Gere as temperaturas indicadas com o simulador de termoresistência e anote os valores das correntes obtidas na tabela: Percentual da Faixa Temperatura o C Saída Esperada Saída Obtida Erro % 0 % 0ºC 4 ma 4,00 ma 0 % 5 % 5ºC 8 ma 8,0 ma 0,05 % 50 % 50ºC ma,0 ma 0, % 75 % 75ºC 6 ma 6,0 ma 0,05 % 00 % 00ºC 0 ma 0,00 ma 0 % Nota: Deve-se utilizar instrumentos preciso tanto para gerar com estabilidade o Pt-00 como para medir a corrente de saída, indicamos multímetros de pelo menos seis digítos. Calcule o erro e a linearidade através da fórmula abaixo para cada linha da tabela. I obtido I esperado 0mA x 00 Curto circuite os terminas de entrada e com o miliamperímetro verifique se a corrente de saída assume o valor de Up Scale que é entre 0 e ma, observe que o led vermelho de defeito irá ascender. Agora abra um dos terminais de entrada e com o miliamperímetro verifique se a corrente de saída assume o valor de Up Scale que é entre 0 e ma, observe que o led vermelho de defeito irá ascender. Teste Rápido: Para testar o funcionamento do instrumento iremos simular uma termoresitência atravéz de um potênciometro. Nota: Este procedimento presta-se somente como teste para verificar o funcionamento do produto, para a calibração deve-se utilizar um instrumento com precisão adequada. Teste de Funcionamento: Conecte o simulador de Pt-00 nos bornes, e, sendo Teste de Funcionamento com Potênciometro: o borne o comum da termoresistência. Agora alimente o conversor nos bornes (+) e (-) KD-40TA/Ex 9+ com 4Vcc, observe que o led verde ascende. Fig. Folha 4/6 Faixa de span Fig. 4 Tab. 5 Potenciômetro 50R/ W Agora alimente o conversor nos bornes (+) e (-) com 4Vcc, observe que o led verde ascende. Posicione a chave S na posição I, para que a saída permaneça em 0mA sob condição de defeitos. Fig. 7 A chave S deve ser configurada para a posição II, selecionando a saída em corrente, conforme a figura 7. Agora nas dips de seleção de faixa vamos selecionar a faixa de zero para 0ºC (utilize a faixa da tabela de zero) e a faixa de span para 800ºC (utilize a faixa 4 da tabela de span), conforme a figura Vcc Faça a ligação conforme o diagrama acima: Faixa de zero Miliamperímetro 4 a 0mA Vamos fazer o ajuste fino de zero, ajuste o simulador de Pt-00 para 0ºC e atue sobre o potênciometro de zero P até que indique 4 ma. Ajuste agora o span, ajuste o simulador de Pt-00 para 800ºC e atue sobre o potênciometro de span P até que indique 0 ma. Conecte um miliamperímetro nos bornes 9(+) e 0(-). Ajuste os alarmes fora da faixa de 4-0mA posicionando o potênciometro P totalmente no sentido horário e o P4 no sentido anti-horário. Agora varie a termoresistência com o potênciometro, e verifique se a corrente de saída corresponde ao sinal da entrada, em caso de divergência utilize equipamentos precisos para verificar a calibração do produto. Ajuste a corrente de entrada em,8ma, e ajuste o Alarme de Baixa retornando lentamente o potenciômetro P4, no sentido horário até que o led de defeito ascenda. Ajuste ajuste o Alarme de Alta ajustando a corrente de entrada em,8ma. Retorne lentamente o potenciômetro P, no sentido anti-horário até que o led de defeito ascenda. Agora teste o monitoramento de defeitos, curto circuitando os terminas de entrada e com o miliamperímetro e verifique se a corrente de saída assume o valor de Up Scale que é entre 0 a ma, observe que o led vermelho de defeito irá ascender. Agora abra um dos terminais da entrada e no miliamperímetro verifique se a corrente de saída assume o valor de Up Scale que é entre 0 a ma, observe também que o led vermelho de defeito irá ascender. A Fig. 6 Faixa de span Fig. 8 EA Rev-F - 05/5

5 Não Linearidade: Como este produto não oferece a linearização do sinal da termoresistência, ocorrerão erros de conversão que somardo a falta de linearidade do Pt-00 podem gerar os valores apresentados a seguir: Range de Temperaura (ºC) Tabela de Erros (calibração normal) Erro ºC Erro % 0 o C - 00 o C 0,49 o C 0,49% 0 o C - 00 o C 0,69 o C 0,5% 0 o C - 00 o C,0 o C 0,7% 0 o C o C,6 o C 0,4% 0 o C o C,6 o C 0,% 0 o C o C,96 o C 0,% 0 o C o C,4 o C 0,% 0 o C o C,77 o C 0,5% Calibração nos Pontos Intermediários: É possível ainda efetuar a calibração nos pontos intermediários da faixa, ou seja ajusta-se o ponto de zero e span conforme os procedimentos anteriores, e depois recalibrasse a curva ajustando para que os pontos de 5% e 75% da faixa sejam zero. E Esta forma de calibaração reduz o erro máximo, mas gera um pequeno erro na inicio e no fim da curva, veja a tabela abaixo com o novos valores: Tab. 4 Tabela de Erros (calibração em 5% e 75%) Range de Temperaura (ºC) E Erro ºC Erro % 0 o C - 00 o C 0, 0,% 0 o C - 00 o C 0,7 0,08% 0 o C - 00 o C 0,5 0,08% 0 o C o C 0, 0,08% 0 o C o C 0,4 0,08% 0 o C o C 0,495 0,08% 0 o C o C 0,59 0,08% 0 o C o C 0,676 0,08% Tab. 9 Des. 40 Nota: Os valores nas tabelas acima foram considerados a temperatura constante e deve-se acrescentar ainda os valores de desvio térmico e de industrialização. Malha de Aterramento: Um dos pontos mais importantes para o bom funcionamento do conversor e principalmente com comunicação HART é a blindagem dos cabos, que tem como função básica impedir que cabos de força possam gerar ruídos elétricos reduzidos que interfiram nos sinais. Nota: Aconselhamos que o cabo da comunicação HART seja conduzido separadamente dos cabos de potência, e não utilizem o mesmo bandejamento ou eletroduto. Fig. 4 Para que a blindagem possa cumprir sua missão é de extrema importância que seja aterrado somente em uma única extremidade. Blindagem dos Instrumentos no Painel: A blindagem dos cabos que chegam do instrumento de campo ao painel, não devem ser ligados aos módulos. O painel deve possuir uma barra de aterramento com bornes suficientes para receber todas as blindagens individuais dos cabos dos instrumentos de campo. Esta barra deve também possuir um borne de aterramento da instrumentação através de um cabo com bitola adequada. Fig. 4 Segurança Intrínseca: Conceitos Básicos: A segurança Intrínseca é dos tipos de proteção para instalação de equipamentos elétricos em atmosferas potencialmente explosivas encontradas nas indústrias químicas e petroquímicas. Não sendo melhor e nem pior que os outros tipos de proteção, a segurança intrínseca é simplesmente mais adequada à instalação, devido a sua filosofia de concepção. Princípios: O princípio básico da segurança intrínseca apoia-se na manipulação e armazenagem de baixa energia, de forma que o circuito instalado na área classificada nunca possua energia suficiente (manipulada, armazenada ou convertida em calor) capaz de provocar a detonação da atmosfera potencialmente explosiva. Em outros tipos de proteção, os princípios baseiam-se em evitar que a atmosfera explosiva entre em contato com a fonte de ignição dos equipamentos elétricos, o que se diferencia da segurança intrínseca, onde os equipamentos são projetados para atmosfera explosiva. Visando aumentar a segurança, onde os equipamentos são projetados prevendo-se falhas (como conexões de tensões acima dos valores nominais) sem colocar em risco a instalação, que aliás trata-se de instalação elétrica comum sem a necessidade de utilizar cabos especiais ou eletrodutos metálicos com suas unidades seladoras. Concepção: A execução física de uma instalação intrinsecamente segura necessita de dois equipamentos: Equipamento Intrinsecamente Seguro: É o instrumento de campo (ex.: sensores de proximidade, transmissores de corrente, etc.) onde principalmente são controlados os elementos armazenadores de energia elétrica e efeito térmico. Equipamento Intrins. Seguro Associado: É instalado fora da área classificada e tem como função básica limitar a energia elétrica no circuito de campo, exemplo: repetidores digitais e analógicos, drives analógicos e digitais como este. Confiabilidade: Como as instalações elétricas em atmosferas potencialmente explosivas provovacam riscos de vida humanas e patrimônios, todos os tipos de proteção estão sujeitos a serem projetados, construídos e utilizados conforme determinações das normas técnicas e atendendo as legislações de cada país. Os produtos para atmosferas potencialmentes explosivas devem ser avaliados por laboratórios independentes que resultem na certificação do produto. O orgão responsável pela certificação no Brasil é o Inmetro, que delegou sua emissão aos Escritórios de Certificação de Produtos (OCP), e credenciou o laboratório Cepel/Labex, que possui estrutura para ensaiar e aprovar equipamentos conforme as exigências das normas técnicas. Marcação: A marcação identifica o tipo de proteção dos equipamentos: Ex ia I IC T6 Ga Proteção: Indica que o equipamento possui algum tipo de proteção para atmosfera explosiva Tipo de proteção: À Prova de Explosão Pressurizado Encapsulado Imerso em Óleo Imerso em Areia Intrinsecamente Seguro Segurança Aumentada Não Acendível Especial d p ma mb o q ia ib ic e n s Ex indica que o equipamento possui algum tipo de proteção para ser instalado em áreas classificadas. i indica o tipo de proteção do equipamento: e - à prova de explosão, e - segurança aumentada, p - pressurizado com gás inerte, o, q, m - imerso: óleo, areia e resinado i - segurança intrinseca, Categ. a os equipamentos de segurança intrinseca desta categoriaa apresentam altos índices de segurança e parametros restritos, qualificando -os a operar em zonas de alto risco como na zona 0* (onde a atmosfera explosiva ocorre sempre ou por longos períodos). Categ. b nesta categoria o equipamento pode operar somente na zona * (onde é provável que ocorra a atmosfera explosiva em condições normais de operação) e na zona * (onde a atmosfera explosiva ocorre por curtos períodos em condições anormais de operação), apresentando parametrização memos rígida, facilitando, assim, a interconexão dos equipamentos. Categ. c os equipamentos classificados nesta categoria são avaliados sem considerar a condição de falha, podendo operar somente na zona * (onde a atmosfera explosiva ocorre por curtos períodos em condições anormais de operação). T6 Indica a máxima Indice Temp. o C temperatura de superfície desenvolvida pelo equipamento de campo, de acordo com a tabela ao lado, sempre deve ser menor do que a temperatura de ignição expontãnea da mistura combustível da área. Classe de temperatura: T, T, T, T4, T5, T6 Grupo de gases: I I C, I I B, I I A T T T T4 T5 T6 Nível de proteção de equipamento (EPL): Ga, Gb, Gc (Gás), Ma, Mb, Mc (Minas), Da, Db, Dc (Poeiras) Des o C 00 o C 00 o C 5 o C 00 o C 85 o C Tab. 45 Folha 5/6 EA Rev-F - 05/5

6 4 7 8 Informações de Certificação: O processo de certificação é coordenado pelo Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia e Normalização Insdustrial) que utiliza a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), para a elaboração das normas técnicas para os diversos tipos de proteção. O processo de certificação é conduzido pelas OCPs (Organismos de Certificação de Produtos credênciado pelo Inmetro), que utilizam laboratórios aprovados para ensaios de tipo nos produtos e emitem o Certificado de Conformidade. Para a segurança intrinseca o único laboratório credenciado até o momento, é o Labex no centro de laboratórios do Cepel no Rio de Janeiro, onde existem instalações e técnicos especializados para executar os diversos procedimentos solicitados pelas normas, até mesmo a realizar explosões controladas com gases representativos de cada família. Certificado de Conformidade A figura abaixo ilustra um certificado de conformidade emitido pelo OCP Cepel, após os teste e ensáios realizados no laboratório Cepel / Labex: Certificado CEPEL Marcação Na amrcação do CONVERSOR PARA TERMORESISTÊNCIA, GALVANICAMENTE ISOLADO, MODELO KD-40../Ex, deverão constar as seguintes informações: Modelo Marcação KD-40../Ex [ Ex ia Ga ] IIC/ IIB/ IIA Grupos IIC IIB IIA Lo 55mH 560mH 000 mh Co 0,9 F,5 F 5,5 F Um= 50V Uo= 7Vcc Io= 5mA Po= 64mW Tamb = 60 C Certificado de Conformidade pelo CEPEL Des. 46 Conceito de Entidade: O conceito de entidade é quem permite a conexão de equipamentos intrinsecamente seguros com seus respectivos equipamentos associados. A tensão (ou corrente ou potência) que o equipamento intrinsecamente seguro pode receber e manter-se ainda intrinsecamente seguro deve ser maior ou igual a tensão (ou corrente ou potência) máxima fornecido pelo equipamento associado. Adicionalmente, a máxima capacitância (e indutância) do equipamento intrinsecamente seguro, incluindo-se os parâmetros dos cabos de conexão, deve ser maior o ou igual a máxima capacitância (e indutância) que pode ser conctada com segurança ao equipamento associado. Se estes critérios forem empregados, então a conexão pode ser implantada com total segurança, idependentemente do modelo e do fabricante dos equipamentos. Parâmetros de Entidade: Ui, Ii, Pi: Lo, Co: Li, Ci: Lc, Cc: Uo Ui Io Ii Po Pi Lo Li + Lc Co Ci + Cc máxima tensão, corrente e potência suportada pelo instrumento de campo. máxima indutância e capacitância possível de se conectar a barreira. máxima indutância e capacitância interna do instrumento de campo. valores de indutância e capacitância do cabo para o comprimento utilizado. Aplicação da Entidade Para exemplificar o conceito da entidade, vamos supor o exemplo da figura abaixo, onde temos um sensor Exi conectado a um repetidor digital com entrada Exi. Os dados paramétricos dos equipamentos foram retirados dos respectivos certificados de conformidade do Inmetro / Cepel, e para o cabo o fabricante informou a capacitância e indutância por unidade de comprimento. Sensores e Instrumentos Marcação do Equipamento e Elemento de Campo: Equipamento Uo = 7V Io = 5mA Po = 64mW Co = 0nF Lo = H KD-40TA/EX Conversor p/ Termoresistência: Des. 48 Elemento de Campo Ui < 47V li < 0mA Pi < 86mW Cc < 0nF Lc < 0,mH Tab. 47 Tab. 48 Cablagem de Equipamentos SI: A norma de instalação recomenda a separação dos circuitos de segurança intrinseca (SI) dos outros (NSI) evitando quecurto-circuito acidental dos cabos não elimine a barreira limitadora do circuito, colocando em risco a instalação Requisitos de Construção: A rigidez dielétrica deve ser maior que 500Uef. O condutor deve possuir isolante de espessura: 0,mm. Caso tenha blindagem, esta deve cobrir 60% superfície. Recomenda-se a utlização da cor azul para identificação dos circuitos em fios, cabos, bornes, canaletas e caixas. Recomendação de Instalação: Canaletas Separadas: Os cabos SI podem ser separados dos cabos NSI, através de canaletas separadas, indicado para fiações internas de gabinetes e armários de barreiras. Fig. 49 Cabos Blindados: Pode-se utilizar cabos blindados, em uma mesma canaleta. No entanto o cabos SI devem possuir malha de aterramento devidamente aterradas.. Amarração dos Cabos: Os cabos SI e NSI podem ser montados em uma mesma canaleta desde que separados com uma distância superior a 50 mm, e devidamente amarrados. Separação Mecânica: A separação mecânica dos cabos SI dos NSI é uma forma simples e eficaz para a separação dos circuitos. Quando utiliza-se canaletas metálicas deve-se aterrar junto as estruturas metálicas. Multicabos: Cabo multivias com vários circuitos SI não deve ser usado em zona 0sem estudo de falhas. Nota: pode-se utilizar o multicabo sem restrições se os pares SI possirem malha de aterramento individual. Fig. 50 Fig. 5 Fig. 5 Fig. 5 Caixa e Paineis: A separação dos circuitos SI e NSI também podem ser efetivadas por placas de separação metálicas ou não, ou por uma distãncia maior que 50mm, conforme ilustram as figuras: Fig. 54 Fig. 55 Cabo SI Cuidados na Montagem: Além de um projeto apropriado cuidados adicionais devem ser observados nos paineis intrinsecamente seguros, pois como ilustra a figura abaixo, que por falta de amarração nos cabos, podem ocorrer curto circuito nos cabos SI e NSI. Fig. 56 SI Cabo Dimensões Mecânicas: Des. 57 Ajuste Zero Ajuste Span Alimentação Led Verde Cabo NSI Defeito Led Vermelho 0 Saída Tensão/Corrente Defeito Up/Down P P Cuidado! SENSE KD-40TA/Ex ON S S ,5 Cabo NSI Seleção de Span Seleção de Zero Cabo SI 0 NSI Cabo Folha 6/6 EA Rev-F - 05/5