Transmissor de Temperatura Descrição O é uma excelente solução para aplicações envolvendo medição de temperatura. Com o protocolo HART, o é facilmente configurável via computador desktop ou configurador de campo tipo hand held. O utiliza uma carcaça de alumínio robusta para instalações industriais e também para lugares agressivos. A alta precisão eletrônica com um avançado processo de compensação térmica proporciona ótima performance com sensores tipo RTD e termopares. Como complemento, o pode também operar transdutores com sinais de volts com saídas variando de 1mv a 1v, ou saídas em s, que por intermédio de uma fonte de corrente controlável por software, este consegue ler valores de resistência. Características Transmissor 4-20 ma com comunicação HART; Sensor tipo Resistência (RTD), Termopar (TP), Diodo e Transistor; Sensor único com 2, 3 ou 4 fios de configuração; Sensor duplo para leitura Diferencial, média, máxima e mínima; Entrada de voltagem para Transdutores Voltaicos; Saída de corrente para Transdutores icos; Sensor e alarme detector de falha nos sensores; Entradas analógicas com isolação mínima de 500v; Compatível com instalações industriais robustas;
O propósito deste documento é auxiliar na configuração, instalação, operação e manutenção do assim como oferecer especificações técnicas e dados base. Para mais informações sobre este produto visite www.springres.com ou www.fertron.com.br. Índice 1 - Informação geral 2 - Montagem e elétrica 3 - Fiação elétrica 4 - Especificação funcional 5 - Especificação de performance 6 - Especificação física 7 - Configuração de Hardware 8 - Configuração de Software 9 - Seleção de sensor 10 - Código de compras 11- Dimensões mecânicas 02 03 03 04 05 05 06 08 09 10 10 1 Informação Geral O transmissor oferece uma excelente alternativa para medição de temperatura de processos por intermédio de sensores tipo RTD e termopares, suas entradas analógicas de 16 bits configuradas via software oferecem grande flexibilidade permitindo também configurações compatíveis com transdutores de resistência ou mv. Os terminais de entrada analógica podem ser diretamente ligados a poços de temperatura ou com sensores remotos. O é compatível com o protocolo HART e pode ser programado e ou monitorado remotamente. A precisão do depende da instalação. Exposição direta à luz solar ou fontes de calor deve ser evitada pois podem causar desvios térmicos na compensação eletrônica. Deve-se evitar também direta exposição a fontes de calor, se isto for inevitável, recomendamos o uso de placas refletoras de calor, ou instalar o transmissor o mais distante possível da fonte de calor. Para ótima performance a temperatura ambiente ao redor do instrumento deve ser limitada a 60C sempre mantendo as tampas fechadas. O é totalmente envolto por uma carcaça robusta de alumínio com excelente proteção a vibração, impacto, humidade e sujeira industrial. Deve ser mantido um cuidado especial ao redor dos terminais do, em casos extremos de corrosão ambiental recomendamos aplicar uma fina camada de silicone sobre os terminais e ligações. Muitas das aplicações do não irão exigir estes cuidados extras. Os fios dos sensores devem ser os mais curtos possíveis para minimizar interferências de ruídos elétricos (EMI). O possui algoritmo para compensar os erros devidos aos fios de conexão de sensores RTD com compensação para 3 ou 4 fios. Como regra, os fios de conexão devem ser curtos e se possível utilizar cabos com guarda (shielded) aterrada no transmissor. 02
2 Montagem e elétrica O transmissor possui uma carcaça de alumínio mecanicamente robusta para montagem industrial, podendo ser diretamente fixada em estruturas mecânicas, tubulações ou abraçadeiras. Para proteção a interferências eletromagnéticas RFI/EMI a carcaça deve ser aterrada diretamente na estrutura metálica, se necessário podem ser utilizados os terminais de aterramento disponíveis na carcaça. O pode ser configurado e calibrado no campo por intermédio do protocolo HART, os terminais de configuração são completamente isolados da carcaça e também dos terminais do sensor de temperatura. 3 Fiação elétrica A figura 3.1 e a tabela abaixo descrevem os designadores elétricos dos terminais do. Pin # 1 2 3 4 P N Designator Terminal sensor: I+ (200uA) Terminal sensor: Vi+ Terminal sensor: Vi- Terminal Sensor: I- (200uA) Loop: 4-20mA HART (+/-) Loop: 4-20 ma HART (+/-) 2- Entrada Wire RTD ou 3- Entrada Wire RTD ou 4- Entrada Wire RTD ou Entrada termopares ou millivolt Entrada diferencial, mín, máx, média em ambos RTD ou Entrada diferencial, mín, máx, média em ambos termopares ou millivolt 03
4 Especificação funcional Entrada: Figura 3.1 pins 1, 2, 3, 4 Sinal de saída: Figura 3.1 pins P, N 4-20 ma mais protocolo HART Versão 7 Fonte de energia: Limite de carga: 12 a 45 Vdc ver diagrama 1650 1500 CARGA(s ) 1000 500 4-20mA e comunicação digital 250 4-20mA somente 12 17 20 30 40 45 Fonte de energia (V olts ) Área de operação Zero e ajuste do vácuo: Não interativo, via comunicador HART ou ajuste de fábrica Temperatura operante: -40C Ta +75C Temperatura de armazenamento: Perda de entrada (alarme de falha): Limites de umidade: Tempo de inicialização: Tempo de atualização: Amortecimento: Configuração: -40C Ta 90C saída programável de 3.6 ou para 21.0 ma 10 a100% RH aprox. 10 segundos. aprox. 0.5 a 32 segundos. 0.5 a 32 seconds. via comunicador HART. 04
5 Especificação de performance Precisão Ver tabela abaixo Efeito de temperatura ambiente: para cada variação de 10C mv (-6...22 mv), TC (NBS: B, R, S, T): ±0.03% ou 0.002 mv quaisquer maiores. mv (-10...100 mv), TC (NBS: E, J, K, N; DIN: (L, U): ±0.03% ou 0.01 mv quaisquer maiores. mv (-50...500 mv): ±0.03% ou 0.05 mv quaisquer maiores. s (0...100 s), RTD (GE: Cu10) : ±0.03%. s (0...400 s), RTD (DIN: Ni: 120; IEC: Pt50, Pt100; JIS: Pt50, Pt100): ±0.03%. s (0...2000 s), RTD (IEC: Pt500; Pt1000): ±0.03%. TC: Compensação de rejeição de junção fria 60:1 referência: 25,0 ± 0,3oC Efeito fonte de alimentação: ±0.005% de vácuo calibrado por volt. Efeito de vibração: de encontro a SAMA PMC 31.1 Interferência eletromagnética: projetado para complementar com IEC 801 6 Especificação física Conexão elétrica: condutores acima de 2.5mm2 (12 AWG) Montagem: roscas para montagem em estruturas 05
7 Configuração de Hardware O transmissor de temperatura é composto por um moderno microprocessador de 16bits, RAM para dados voláteis, EEPROM para parâmetros, FlashRAM para Firmware, possui HART interface, várias entradas analógicas isoladas operando com conversores A/D de 16bits. A configuração do é fácil e flexível, permitindo solução para diversos tipos de sensores como termopares, RTD, mv, table look-up, compensação de temperatura ambiente, diagnóstico de sensores, e muitas outras opções de acordo com as especificações do protocolo HART para classe de temperatura. 7.1 Terminais de Corrente elétrica O tem dois terminais de entrada para fonte de alimentação e corrente 4/20mA, nesta entrada existe também a modulação do protocolo HART (que permite até 15 instrumentos HART conectados em MULTIDROP em uma única linha de sinal). A conexão física está ilustrada pelas figuras 7.1.1 e 7.1.2 respectivamente. Fig. 7.1.1 Diagrama de conexão do em linha múltipla (ou qualquer outro instrumento HART). 250 s Min. + - Power Supply Transmissor #1 Transmissor #2 Transmissor #15 HPCOM Fig. 7.1.2 Diagrama de conexão do conectando (opcional) ao configurador HART. 06
7.2 Terminais de sensor O tem 4 entradas analógicas conectadas ao conversor A/D de 16bits, configuráveis via software para permitir o uso de múltiplos tipos de sensores como voltagem, resistência e corrente. Estas entradas são isoladas eletricamente dos terminais, eliminando problemas de "ground loop entre a fonte alimentação e o sensor conectado aos terminais. (Técnicas de configuração de software para cada modo serão abordadas adiante). Figura 7.2.1 mostra a conexão do diagrama em cada tipo de sensor. 2- Entrada Wire RTD ou 3- Entrada Wire RTD ou 4- Entrada Wire RTD ou Entrada termopares ou millivolt Entrada diferencial, mín, máx, média em ambos RTD ou Entrada diferencial, mín, máx, média em ambos termopares ou millivolt 07
8 Configuração de software O transmissor de temperatura permite aproximadamente 32 tipos diferentes de configuração de sensor, cada sensor tem seu próprio método de caracterização além da compensação de temperatura ambiente. O dispositivo de configuração oferece compatibilidade funcional com especificação HART para classe de temperatura, e mais algumas funções de configurações adicionais. O transmissor de temperatura (quando operando no modo mv ou OHM) pode também pode ser configurado para medição de outros tipos de transdutores como pressão, posição, nível, etc. Todas estas características demandam uma ferramenta de configuração capaz de reter todas as informações do EEPROM do, modificá-las e retornar ao instrumento sem causar problemas no processo. Para esta tarefa, nós recomendamos o uso dos comunicadores HART da SpringField, como o HART Pocket Configurator (HPC), HART Tablet Configurator (HTC) ou o HART Laptop Configurator (HLC). A configuração de software do pode ser dividida em dois blocos: a configuração das variáveis de classe especificadas no protocolo HART para a classe de temperatura, e a configuração para o específico sensor para leitura de temperatura, com suporte para a variedade sensores de temperatura disponíveis no mercado. A Figura 8.1 abaixo mostra as configurações das funções internas do seguidas de uma breve explicação de cada opção. Mais informações estão disponíveis dentro de nossas ferramentas de configuração. Info Conf Maint Sensor Monit Range Trim Alarm Factory HART Info - Dados de informação: Etiqueta, Descrição, Mensagem, Data e ID Única. Conf - Dados de configuração: Tipo de sensor, burn-out. Maint - Dados de manutenção: Testes de loop, reset, contadores, senha, códigos de compra. Sensor- Dados do sensor: tipo de sensor e modo de conexão. Monit - Função de monitoração: acumulador de dados para variáveis dinâmicas dentro disponíveis no transmissor. Range - Valores de operação: Limite inferior da variável (MVV), Limite superior da variável (MVV), unidade de operação, tempo de amortecimento. Trim - Ajuste de corrente: para a calibração da saída e linearidade de 4-20mA. Alarme - Definição do alarme: para configurar acima de 3 funções de alarmes e valores. Factory - Dados de fabricação: informação do proprietário e calibração de fábrica. HART - Protocolo HART: para configurar o endereço do instrumento e o tipo de operação. 08
9 Seleção de sensor Na pasta sensor do as entradas podem ser configuradas para suportar vários tipos de temperatura e seus métodos de conexão. Há suporte para sensores de resistência (RTD), sensores de voltagem (termopares), transdutores de resistência ou transdutores de mv. Os sensores podem também ser configurados como individual, diferencial, médio, máximo e mínimo. As configurações de software disponíveis, medidas e precisões estão listadas a seguir nas tabelas 9.1, 9.2 e 9.3. 2, 3 OU 4 FIOS DIFERENCIAL SENSOR TIPO MÉDIA o C MÉDIA o F VÁCUO MÍNIMO o C PRECISÃO o DIGITAL C MÉDIA o C MÉDIA o F VÁCUO MÍNIMO C PRECISÃO DIGITAL C RTD Cu10 GE -2 a 250-4 482F 50 ±1.0-270 a 270-486 a 486 50 ±2.0 Ni120 DIN -50 a 270-58 a 518 5 ±0.1-320 a 320-576 a 576 5 ±0.5 Pt50 IEC -200 a 850-328 a 1562 10 ±0.2-1050 a 1050 Pt100 IEC -200 a 850-328 a 1562 10 ±0.2-1050 a 1050-1890 a 1890-1890 a 1890 10 ±1.0 10 ±1.0 Pt500 IEC -200 a 450-328 a 842 10 ±0.2 NA NA NA NA Pt50 JIS -200 a 600-328 a 1112 10 ±0.25-800 a 800-1440 a 1440 Pt100 JIS -200 a 600-328 a 1112 10 ±0.25-800 a 800-1440 a 1440 10 ±1.0 10 ±1.5 Pt1000 IEC -200 a 300-328 a 572 10 ±0.25-500 a 500-868 a 500 10 ±1.5 TERMOPAR B NBS +100 a 1800 212 a 3272 50 ±0.5** -1700 a 1700 E NBS -100 a1000-148 a 1832 20 ±0.2-1100 a 1100-3060 a 3060-1980 a 1980 60 ±1.0** 20 ±1.0 J NBS -150 a 750-238 a 1382 30 ±0.3-900 a 900-1620 a 1620 30 ±0.6 K NBS -200 a1350-328 a 2462 60 ±0.6-1550 a 1550 N NBS -100 a 1300-148 a 2372 50 ±0.5-1400 a 1400 R NBS 0 a 1750 32 a 3182 40 ±0.4-1750 a 1750 S NBS 0 a 1750 32 a 3182 40 ±0.4-1750 a 1750-2790 a 2790-2520 a 2520-3150 a 3150-3150 a 3150 60 ±1.2 50 ±1.0 40 ±2.0 40 ±2.0 T NBS -200 a 400-328 a 752 15 ±0.15-600 a 600-1080 a 1080 15 ±0.8 L DIN -200 a 900-328 a 1652 35 ±0.35-1100 a 1100-1980 a 1980 35 ±0.7 U DIN -200 a 600-328 a 1112 50 ±0.5-800 a 800-1440 a 1440 50 ±2.5 K DIN-IEC -200 a 1350-328 a 2462 60 ±0.6-1550 a 1550 S DIN-IEC 0 a 1750 32 a 3182 40 ±0.4-1750 a 1750-2758 a 2822-3118 a 3182 60 ±1.2 40 ±2.0 Tabela 9.1: Configuração de sensor, médias e precisões para sensores de temperatura. 09
SENSOR MÉDIA OHM MÍN. M VÁCUO mv PRECISÃO DIGITAL (%) Special 0 a 2000 20 OHM 0 a 100 1 0 a 400 4 0 a 2000 20 OHM DIF -100 a 100 1-400 a 400 4 ±0.02% ou ±0.20 ±0.02% ou ±0.01 ±0.02% ou ±0.04 ±0.02% ou ±0.20 ±0.08% ou ±0.04 ±0.1% ou ±0.2 Tabela 9.2: Configuração do sensor, médias e precisões para sensores resistíveis. SENSOR MÉDIA OHM MÍN. M VÁCUO mv PRECISÃO DIGITAL (%) Special -50 a 500 10.00 mv -6 a 22 0.40-10 a 100 2.00-50 a 500 10.00 mv DIF -28 a 28 0.40-110 a 110 4 ±0.02% a ±50 μv ±0.02% a ±2 μv ±0.02% a ±10 μv ±0.02% a ±50 μv ±0.1% a ±10 μv ±0.1% a ±10 μv Tabela 9.3: Configuração do sensor, médias e precisões para sensores de voltagem. Van Dusen: Tipos: Cálculo de temperatura especial RTD de acordo com parâmetros RO, A, B, C 10 Código de compras Transmissor de Temperatura 11 Dimensões mecânicas Fig. 10.1 Dimenções Mecânicas 10
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