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DfU


MMS

Machine Monitoring Systems

Direction for use (GB) / Gebrauchsanleitung (D)
Converter CON 021 / CON 031

Date: 23.04.2014 Valid for / Gültig für Serien

nummer / Serial number: 20xx/03?xxxxxx

9.2‘th Edition 6140-00030

Please note In correspondence concerning this instrument, please quote type number and serial number as given on the type plate and software version if applicable.

Bitte beachten Bei Schriftwechsel über dieses Ger?t wird gebeten, die Typennummer und die Ger?tenummer wie auf dem Typenschild aufgedruckt sowie, wenn vorhanden, die Softwareversion anzugeben

Important As this instrument is an electrical apparatus, it may be operated only by trained personnel. Maintenance and repairs may also be carried out by qualified personnel.

Wichtig Da das Ger?t ein elektrisches Betriebsmittel ist, darf die Inbetriebnahme und Bedienung nur durch eingewiesenes Personal erfolgen. Wartung und Reparatur dürfen nur von geschultem, fach? und sachkundigen Personal durchgeführt werden.

? epro GmbH J?bkesweg 3 D48599 Gronau Germany Phone/Telefon: (+49) 02562.709 0 Fax: (+49) 02562.709255 email: mmssupport.epro@emerson.com

All rights are strictly reserved Reproduction or divulgation in any form whatsoever is not permitted without written authority from the copyright owner. Issued by epro GmbH Printed in Germany

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Vermerk zur Installation der Messketten in explosionsgef?hrdeter Umgebung.Soll die Messkette in explosionsgef?hrdeter Umgebung installiert werden, so ist auf die Einhaltung der in der Gebrauchsanweisung enthaltenen Installationshinweise zu achten. Sollten dabei sprachliche Schwierigkeiten auftreten, wenden Sie sich bitte an die Herstellerfirma, sie wird Ihnen

D

eine ?bersetzung der relevanten Artikel in der Landessprache des Verwendungslandes zukommen lassen.

Nota fuq l?installazzjoni tal?ktajjen tal?kejl f’ambjent esplo? iv Jekk il?katina tal?kejl suppost li tigi installata f’ambjent esplo? iv, hu importanti li ssegwi l?istruzzjonijiet pertinenti tal? manwal. Jekk issib xi diffikultà bil?lingwa, jekk joghgbok ikkuntattja lill?manifattur biex tikseb traduzzjoni tal?paragrafi rilevanti fil?lingwa mehtiega.

M

Anm?rkning betr?ffande installation av m?tkedjorna i explosionsfarlig milj? Ska m?tkedjan installeras i explosionsfarlig milj?, m?ste de anvisningar f?ljas som ges i instruktionsboken betr?ffande installationen. Skulle d?rvid spr?kproblem uppst?, ber vi dig kontakta det tillverkande f?retaget som d? kommer att s?nda dig en ?vers?ttning av de relevanta artiklarna p? anv?ndningslandets spr?k.

S

Opomba za namestitev merilne verige v eksplozivno ogro?enem okolju ?e se merilna veriga name?èa v eksplozivno ogro?enem okolju, je potrebno upo?tevati namestitvena opozorila, ki so v Navodilih za uporabo.

SLO

?e se pri tem pojavijo jezikovne te?ave, se posvetujte z izdelovalcem; poslali vam bodo prevod ustreznih èlankov v jeziku dr?ave, kjer se naprava uporablja. Záznam k in?talácii meracích re? azcov vo v?bu?nom prostredíAk má by?merací re? azec in?talovan? vo v?bu?nom prostredí, treba dba?na dodr?iavanie pokynov k in?talácii, uveden?ch v návode na pou?itie.

SK

V prípade, ?e by sa pritom vyskytli jazykové problémy, obrá? te sa prosím na v?robcu, ktor? Vám za?le preklad relevantn?ch èlánkov v jazyku Va?ej krajiny.

Nota referente à instala??o de cadeias de agrimensor em ambientes potencialmente explosivos Caso a cadeia de agrimensor deva ser instalada em um ambiente potencialmente explosivo, é imprescindível observar e cumprir as indica??es de instala??o das instru??es de servi?o. Caso tenha dificuldades idiomáticas, queira entrar em contato com a firma produtora, esta poderá enviar?lhe uma tradu??o dos capítulos mais importantes no idioma do país onde o produto deverá ser empregado.

P

Wskazówka dotycz? ca instalacji ?a?cuchów mierniczych w otoczeniach zagro? onych eksplozj? y Je?li ?a?cuch mierniczy ma by? zainstalowany w otoczeniu zagro? onym eksplozj? , nale? uwzglêdni? wskazówki dotycz? ce instalacji zawarte w instrukcji obs?ugi. Je? eli w trakcie lektury wst? pi? jakiekolwiek problemy zwi? zane ze zrozumieniem tekstu, prosimy zwróci? siê do producenta, który chêtnie prze?le t?umaczenie konkretnego artyku?u w jêzyku danego kraju.

PL

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Opmerking m.b.t. installatie van meetkettingen in explosiegevaarlijke omgeving Dient installatie van de meetketting in explosiegevaarlijke omgeving te geschieden, moet op naleving van de in de gebruikshandleiding opgenomen installatie?instructies worden toegezien. Bij problemen van taalkundige gelieve u contact op te nemen met de fabrikant, deze zal u vervolgens een in de taal van het gebruiksland gestelde vertaling van de desbetreffende teksten doen toekomen. Pastaba d? l matavimo grandin? s? rengimo sprogimo at?vilgiu pavojingoje aplinkoje Jei matavimo grandin? turi būti ? rengta sprogimo at?vilgiu pavojingoje aplinkoje, privaloma laikytis vartotojo instrukcijoje pateikt? ? rengimo nurodym?.

NL

LT

Jei kilt? sunkum? d? l kalbos, pra?ome kreiptis ? gamintojo ? mon? , kuri pateiks Jums reikiamo skyriaus vertim? ? vartotojo valstyb? s kalb? . Nota sull’installazione delle catene per misurazione in ambienti a rischio di esplosioni Nel caso in cui si debbano installare le catene per misurazione in ambienti a rischio di esplosioni, è necessario attenersi alle avvertenze per l’installazione contenute nelle istruzioni d’uso.

I

Per difficoltà di carattere linguistico, rivolgetevi alla ditta produttrice. Quest’ultima Vi farà pervenire una traduzione degli articoli rilevanti nella lingua del paese d’impiego. Megjegyz? s a m? r?láncok robbanásvesz? lyes k?rnyezetben t?rt? n? szerel? s? hez. Ha a m? r?láncot robbanásvesz? lyes k?rnyezetben kell felszerelni, akkor ügyeljen a Használati útmutatóban k?z?lt szerel? si utasítások betartására. Amennyiben nyelvi neh? zs? gek merül-

H

nek fel, szíveskedjen a gyártó céghez fordulni, amely elküldni ?nnek a felhasználó ország nyelv? re lefordított, erre vonatkozó cikket. Remarque concernant l’installation des cha?nes de mesure dans un environnement présentant un risque d’explosion Si la cha?ne de mesure doit être installée dans un environnement présentant un risque d’explosion, il est impératif de veiller à respecter les consignes d’installation contenues dans les instructions de service. S’il devait ce faisant surgir des problèmes linguistiques, veuillez vous adresser à la société fabricante: elle vous fera parvenir une traduction des articles significatifs dans la langue du pays de mise en oeuvre.

F

Huomautus mittausketjun asentamisesta r?j?hdysalttiissa ymp?rist?ss? Jos mittausketju tulee asentaa r?j?hdysalttiissa ymp?rist?ss?, on k?ytt?ohjeessa annettuja asennusohjeita noudatettava. Jos k?ytt?ohjeessa k?ytetty kieli aiheuttaa ongelmia, k??ntyk?? valmistajayrityksen puoleen. Se toimittaa k?ytt??nne tarvittavat artikkelit k?ytt?maan vir alliselle kielelle k??nnettyn?.

FIN

Juhend m??dukettide ülespanemiseks plahvatusohtlikus piirkonnas. Kui panna üles m??dukettid plahvatusohtlikkus piirkonnas, nii tuleb j?lgida kasutusjuhendis sisaldatud instalationim?rkmeid. Juhul kui tekkivad raskused keelega, siis p??rduge palun tootja poole. Tootja saadab emakeelse t?lge vastavalt artiklile ning maale.

EST

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Notas sobre la instalación de cadenas de medición en un entorno potencialmente explosivo. Si ha de instalar la cadena de medición en un entorno potencialmente explosivo, deberá respetar las indicaciones sobre la instalación, contenidas en el manual de uso. Si surgieran difi-

E

cultades lingüísticas, póngase en contacto con la empresa fabricante, que le facilitará una traducción del artículo en la lengua del país donde se emplee.

Note on the installation of the measuring chains in an explosive environment If the measuring chain is supposed to be installed in an explosive environment, it is important to follow the pertinent installation instructions in the manual. Should you encounter difficulties with the language, please contact the manufacturer to obtain a translation of the relevant paragraphs into the language required.

GB

Σημεíωση για τηυ εγκατáσταση αλuσíδωυ μ?τòηση? σε pεòιbáλλου, στο opoío upàòΧει κíυduuo? ?κòηξη? Εáυ η αλuσυδα μ?τòηση? pòóκειται υα εγκατασταQεí σε pεòιbáλλoυ, στo opoío upáòΧει κíυduυo? ?κòηcη?, pò?pει υα τηòηQoúυ opωσδńpoτε oι oδηγíε? εγκατáσταση? poυ pεòιλαμbáυoυται στι? oδηγíε? Χòńση?. Εáυ υpáòcouυ γλωσσικ?? δuσκoλíε? καταυóηση?, pαòακαλoúμε υα αpεuQuυQεíτε στηυ κατασκεuáστòια εταιòεíα, η opoíα Qα ?òoυτíσει για τηυ αpoστoλń μια? μετá?ραση? τωυ σΧετικωυ áòQòωυ στη γλωσσα τη? Χωòα? Χòńση?.

GR

Info vedr?rende installation af m?lek?derne i eksplosionstruede omgivelser Hvis m?lek?den skal installeres i eksplosionstruede omgivelser, skal installationsanvisningerne i brugsanvisningen f?lges. Hvis der i denne forbindelse opst?r sproglige problemer, bedes De henvende Dem til produkti-

DK

onsfirmaet, som s? vil s?rge for, at De modtager en overs?telse af den relevante artikel p? Deres sprog.

Poznámka k instalaci m?? icích ? etě zc? v prost? edí s nebezpe?ím v?buchu. Kdy? má b?t mě? icí ? etě zec (sestávající z ?idla a konvertoru) instalován v prost? edí s nebezpe?ím v?buchu, tak je t? eba respektovat instala?ní pokyny, které jsou sou?ástí návodu k upot? ebení.

CZ

Kdyby p? i tom do?lo k jazykov?m potí?ím, tak prosíme kontaktujte v?robní firmu, která Vám relevantní ?lánek za?le v jazyku krajiny pou?ití.

Piezī me par mē rī? anas ?ē? u instalē? anu sprā dziena bī stamā s zonā s. Ja mē rī? anas ?ē de jā uzstā da sprā dzienbī stamā zon?, ir jā ievē ro lieto?anas instrukcijā dotie instalē? anas norā dī jumi.

LV

s Ja rodas kā das valodas grūtī bas, lūdzu griezieties pie izgatavotā ja firmas, kas Jums nosūtī nozī mī g?ko noda? u tulkojumus lietotā ja valsts valodā .

email: mms@epro.de

epro GmbH J?bkesweg 3 D?48599 Gronau Germany

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Page 6

1
1.1
1.1.1

GB

Direction for use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8
8
9

Purpose and Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CSA ? Conditions of Acceptability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2 1.3 1.4
1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4

Function Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Extended Measuring Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Installation and Commissioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hints for installation and connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Adjustment of measuring chains at the machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mutual influences of two measuring chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Recalibration of the converter (only necessary in special cases) . . . . . . . . . . . . . . . .

9 10 11
11 12 13 14

1.5
1.5.1 1.5.2 1.5.3

Maintenance, Fault finding, Repair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hints for fault finding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Repair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15
15 15 16

1.6
1.6.1 1.6.2 1.6.3 1.6.4 1.6.5

Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Errors and tolerances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Environmental conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17
17 17 17 18 24

2
2.1 2.2 2.3

Explosion Proof Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Special Requirements for CSA ? approval installations . . . . . . . . Technical data, explosion ? proof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Status of chapter ?Explosion Proof Installation “ . . . . . . . . . . . . .

25
27 27 31

3
3.1 3.2

Ex ? Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Influence of safety barriers on the cable length . . . . . . . . . . . . . . . Influence of safety barriers on the senor signal . . . . . . . . . . . . . . .
D

32
32 34

4
4.1
4.1.1

Gebrauchsanleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35
35
36

Zweck und Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CSA ? Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2 4.3 4.4
4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4

Funktionsprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sondermessbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Installation und Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Verkabelungs? und Anschlusshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einstellung der Messkette an der Maschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gegenseitige Beeinflussung zweier Messketten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nachkalibrierung des Konverters (nur in Sonderf?llen erforderlich) . . . . . . . . . . . . . .

36 37 38
38 39 40 41

4.5
4.5.1 4.5.2 4.5.3

Wartung, Fehlersuche, Reperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wartung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fehlersuchhinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reparatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42
42 42 43

4.6
4.6.1 4.6.2 4.6.3

Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Eingang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Speisung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44
44 44 44

Direction for Use (GB) / Gebrauchsanleitung (D) Converter CON 021 / CON 031

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4.6.4 4.6.5

Fehler und Toleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Umgebungsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45 51

5
5.1 5.2 5.3

Explosionsgeschützte Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Spezielle Anforderungen für CSA – zugelassene Installationen Technische Daten, Explosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Status des Kapitels ?Explosionsgeschützte Installation“ . . . . . .

52
54 54 58

6
6.1 6.2

Ex ? Applikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einfluss von Sicherheitsbarrieren auf die Kabell?nge . . . . . . . . . Einfluss von Sicherheitsbarrieren auf das Sensorsignal . . . . . . .

59
59 61

7
7.1 7.2

Figures and Certificates / Abbildungen und Zertifikate .
Figures / Abbildungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Certificates / Zertifikate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

62
62 67

8

List of Changes / ?nderungsliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69

Direction for Use (GB) / Gebrauchsanleitung (D) Converter CON 021 / CON 031 Direction for use

Page 8

1
1.1

GB

DIRECTION FOR USE

Purpose and Application
Sensors of type PR 6422 ... PR 6426 together with the CON 021, CON 031 signal converters of the epro machine monitoring system form measuring chains according to the eddy current principle. The subsequent electronic circuits allow the measuring chains to be used for static and dynamic distance measurements. This means that slow axial displacements and fast radial vibrations of rotating machines can be measured. By using pulse wheels or key marks sticked on the shaft, the speed of the machine can be measured and key pulses generated. Probes and signal converters are adjusted together and are delivered as complete measuring chains in order to achieve a maximum accuracy. For this reason it is very important that probes and converters always operate together. The type of the sensor and its serial number are marked on the type plate of the converter. The characteristics of the measuring chain are adapted to the material mainly used for turbomachinery (reference material: 42 Cr Mo 4, according to SAE 4140). The standard adjustment of the measuring chains is generally related to this material ? if necessary, other materials can be used for the adjustment (refer to operating manual PR 6422...PR 6426). During installation at the machine only the distance between the head of the sensor and the measuring target are to be adjusted. Criterion for the adjustment of the sensor is the output signal of the converter. The CON021 and CON031 signal converters are accommodated in a simple housing prepared for the installation in a mounting box. Connection of the eddy current probe to the CON021 is made with a LEMO connector at the front of the converter, the CON031 is provided with screw terminals for transducers without connector. Supply circuits for the eddy current probe and the measuring electronic are contained in the converter. The nominal supply voltage for the converter is –24VDC, the nominal range of the output signal – proportional to the nominal measuring range of the sensor ? may be set to either –4 ... ?20V or –2 ... 18V. With the converters for the special measuring range (CON 021 & CON031 / 91x?xxx) the output voltage is firmly adjusted to the range ?4...?20V. Five eddy current probes are at disposal. The actual type to be used depends on the measuring range, the available space for measuring and the environmental temperature

Direction for Use (GB) / Gebrauchsanleitung (D) Converter CON 021 / CON 031 Direction for use

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1.1.1

CSA ? Conditions of Acceptability
? ? Converter shall be powered by 24Vdc supply double or reinforced from isolated from mains and with a max. available current of 8A. The converter is evaluated for a max. ambient temperature: ?30°C to +85°C. This is only valid for non?hazardous areas.

1.2

Function Principle
The measuring coil of the eddy current sensors PR 6422...PR 6426 is connected to an oscillator circuit in the converter via a screened connection cable (see Fig 9). The oscillator circuit generates a high frequent signal, thus resulting in a high frequent magnetic field around the tip of the eddy current probe. If this magnetic field meets a metallic target in front of the probe, it induces high frequent currents and another magnetic field contrary to the original one. The damping factor of the oscillator depends on the distance between transducer head and measuring target ? the smaller the distance, the higher is the damping factor i.e. the smaller the amplitude of the oscillator signal. The demodulator at the output of the oscillator generates a low?frequent signal from the amplitude modulated HF– signal. The following units serve the purpose of linearization and amplification of the signal. The output connectors OUT and ⊥ provide a signal proportional to the actual distance between sensor head and target material.

Direction for Use (GB) / Gebrauchsanleitung (D) Converter CON 021 / CON 031 Direction for use

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1.3

Extended Measuring Ranges
If a larger measuring range than the standard measuring range is required the CON 021 / 031 is also available with special measuring ranges The following table shows the available extended measuring ranges depending on the used sensor type as well as the resulting sensitivity of the measuring chain.

Sensor PR 6422 PR 6423

Extended Measuring Range Sensitivity 1,5 mm 3,0 mm 4,0 mm ?10,67 V/mm ?5,33 V/mm ?4,0 V/mm ?2,67 V/mm ?2,0 V/mm ?1,6 V/mm ?1,33 V/mm ?1,0 V/mm ?0,8 V/mm ?0,67 V/mm

PR 6424 and PR 6425

6 mm 8 mm 10 mm

PR 6426

12 mm 16 mm 20 mm 24 mm

Converter with extended measuring range have generally an output voltage range of ?4 to ?20V and they are labeled as shown in Fig 1. Due to this the jumper J2 for changing the output voltage range is missing (Fig 10).

CON 021 or 031 / 9 1 x ? x x x
Extended Measuring Range Sensor Typ
2: PR 6422 3: PR 6423 4: PR 6424 5: PR 6425 6: PR 6426

Measuring Range
015: 1,5 mm 030: 3,0 mm 040: 4,0 mm 060: 6,0 mm 080: 8,0 mm 100: 10,0 mm 120: 12,0 mm 160: 16,0 mm 200: 20,0 mm 240: 24,0 mm

Fig 1:

Label converter with extended measuring range

Direction for Use (GB) / Gebrauchsanleitung (D) Converter CON 021 / CON 031 Direction for use

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1.4

Installation and Commissioning

1.4.1

Hints for installation and connection
To ensure the electromagnetic compatibility of the eddy current measuring chain, we recommend using double screened twisted pair cable for connecting the signal converter to the measuring amplifier. For direct connections to the converter, cables of type LiYCY–CY 2x2xn mm@ ... (n = 0.25...1.5 mm@) should preferably be used. Master connection cable may be any multicore cable with a corresponding cable structure. We recommend to connect the outer screen of the cable to protective earth / measuring ground close to the measuring amplifier directly at the cable inlet of the control cubicle. Moreover the outer screen of the cable should be connected to protective earth as often as possible i.e. at every intermediate distribution frame or cable gland. In case that only cables of type LiYCY?CY 2x2x0,25mm@ are used, the maximum cable length is 400m. If longer cables are used, an intermediate distributor must be set close to the converter and cables with a higher cross section used for connection to the measuring amplifier (e.g. LiYCY?CY n x 2 x 1,5 mm@). Measuring cables have to be installed according to general standards for measuring and control cables and, if possible, in metallic cable channels or tubes. It must be observed that the measuring cables are arranged orthogonally.

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1.4.2

Adjustment of measuring chains at the machine
Connect converter supply –24VDC (+24V to ⊥ !). Fit connector of sensor to converter input or connect sensor cable to screw terminals of CON 031. Measure output level at pins OUT and ⊥ with a digital voltmeter.

Sensor PR 6422...PR 6425: ? ? ? Loosen the lock nut from the sensor. Before mounting and turning the sensor first remove the sensor cable to avoid twisting of it. Turn the sensor in the holder as long as the nominal distance between sensor head and measuring target is reached and the voltmeter indicates the desired point on the characteristical curve. For measuring shaft vibrations it is sufficient to adjust the sensor to an output value of 12V resp. 10V ± 1V. For static measurements a precise adjustment to an output value is required, the sensor is preferably set to one of the three output levels of the CON 021 / CON 031: → for symmetrical displacements around the centre point (see Fig 11, Ace) to ?12V (?4...?20V) or –10V (?2...?18V) ±0,05V → for the measuring range minimum (= minimum distance) to – 4V (?4...?20V) resp. –2V (–2...?18V) ± 0,05V for single side movements to greater distances (Fig 11, Amin) → for the measuring range maximum (= maximum distance) to –20V (?4...?20V) resp. –18V (–2...?18V) ± 0,05V for single side movements to smaller distances. (Fig 11, Amax) → or to any other value within the measuring range when different distances in both directions must be measured. ? Fix the sensor by means of the lock nut. The maximum torque is:

? ?

PR 6422: 1Nm (0,1 kpm); PR 6423: 15Nm (1,5kpm); PR 6424 and PR 6425: 100Nm (10kpm). Sensor PR 6426: If the distance between mounting flange and measuring target is not correct, it must be adjusted by shifting the mounting flange (refer to Fig 14 of the operating manual PR 6422...PR 6426). In order to achieve a precise adjustment, we recommend using a linear guided support e.g. a dove tail bearing. Special solutions for the customer’s application can be designed and produced at epro’s on request. Adjust the distance between sensor and measuring target by shifting the support, until the con?verter output signal has reached the required point of the characteristical curve. ? ? ?12V (?4...?20V) or –10V (?2...?18V) ±0,05V for symmetrical displacements around the centre point (see Fig 11, Ace) the measuring range minimum (=minimum distance) –4 (?4...?20V) resp. ?2V (–2...?18V) for single sided displacements in direction to greater values (greater distances) (Fig 11, Amin) the measuring range maximum (=maximum distance) –20V (?4...?20V) resp. –18V (–2...?18V) for single sided displacements in direction to smaller values (smaller distances) (Fig 11, Amax)

?

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?

or any other value within the measuring range if different displacements in both directions are to be measured (unsymmetrical measuring ranges)

Fix the mounting flange in the correct position and secure screws and nuts to prevent them from getting loose. The sensor must be mounted vertically to the measuring target.

1.4.3

Mutual influences of two measuring chains
If two eddy current measuring chains are mounted close together, it might happen that they influence each other and generate invalid measuring results. This could e.g. happen with a shaft vibration measurement by using two PR 6423 sensors, mounted in an 90° angle at a shaft with ≤100mm diameter, in case of measuring shaft displacements with two sensors in tandem arrangements, with cone or double cone arrangements of two sensors. In this case the carrier frequency must be slightly shifted at one of the converters by opening link J1 (e.g. with side?cutting pliers).

i

After changing the carrier frequency the measuring chain must be recalibrated (refer to chapter 1.4.4).

The minimum distance between two sensors is calculated based on the sensor head diameter and a factor x (Fig 2). Head Diameter

x * Head Diameter

Fig 2:

Minimum distance

The following table shows the necessary factor x for calculating the minimum distance between sensors at de?tuned (different carrier frequency) and tuned (identical carrier frequency) measuring chains depending on the sensor type.

Sensor Type PR 6422/xxx?xxx PR 6423/xxx?xxx PR 6424/xxx?xxx

Factor x de?tuned 3 2,5 1

Factor x tuned 4 3 2

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Example for PR 6423 with head diameter 8mm: MinimumDistance de*tuned + 8mm * 2, 5 + 20mm MinimumDistance tuned + 8mm * 3 + 24mm

1.4.4

Recalibration of the converter (only necessary in special cases)
The adjustment is made with a micrometer calibration device, refer to Fig 16.

STOP

Before soldering at the converter, switch off the supply power. In respect to CSA & ATEX conformity, soldering is not approved. If it‘s necessary anyway, the converter loses its ATEX and CSA conformity.

!

To change the output voltage range from –2...?18 V to –4...?20 V, link J2 must be opened. This action does only change the voltage range without any influence on linearity or adjustment of the measuring chain.

Opening of link J1 increases the oscillator frequency of the converter by approx. 250 kHz, a new adjustment of the measuring chain according to the following description is necessary. The position of the components is shown in Fig 10. Adjustment sequence for PR 6422...6424 and PR 6426: Adjustment steps: [...] values are valid for J2 open 1. Desolder resistances R 22 (gain factor, approx. 0...10 kΩ) and R 23 (zero point, approx. 10 kΩ ...200 kΩ) and connect resistance decades to these positions. Set potmeter GAIN to centre position. Resistance R24 depends on the sensor type: PR 6422 / 6423 / 6425: 4,02 kΩ, PR 6424: 5,62 kΩ, PR 6426: 10 kΩ. 2. Set distance measuring target ? sensor head to minimum gap (PR 6423: 500 μm, refer to operating manual PR 6422...6426) 3. Set output level to ?2,00V [?4,00V] with potmeter R23. 4. Set distance to half the meas. range (+ minimum gap) (PR 6423: 1500 μm) 5. Read the output voltage and calculate the difference between output voltage and ?10,00V [?12,00V]. Adjust output voltage with R 22: → at Uout > ?10V [?12V] reduce it by twice the difference, → at Uout < ?10V [?12V] increase it by twice the difference. Example: Uist > ?10V: Uist < ?10V: Measured value (centre of the range) ?10,50V ?9,00V Adjustment value (with R 22) ?9,50V ?11,00V

6. Repeat steps 2...5 till optimum accuracy is reached (v1%).

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7. Set distance to full range (+ minimum gap) (PR 6423: 2500 μm) → If the output voltage is ?18,00V [?20,00V] (max. ± 1%), the adjustment is correct, go on with step 8. → If the output voltage is < ?17,8V [?19,8V] repeat the adjustment with a slightly reduced minimum gap according to steps 2...6 (PR 6423: e.g. 490 μm) → With output voltages > ?18,2V [?20,2V] repeat the adjustment with a slightly increased minimum gap according to steps 2...6 (PR 6423: e.g. 510 μm). 8. If the distances at ?2V, ?10V and –18V [?4, ?12 and –20V] are within the tolerances, check the linearity at intermediate steps –4V, ?6V, ?8V.... . 9. Set the distance to the full range, and note the output voltage. The resistance values for R22 and R23, found with the decades, must now be soldered as fixed resistors. After the resistors have cooled down, set the output voltage with potmeter GAIN to the value just noted. 10. Check the linearity according to step 8.

1.5 1.5.1

Maintenance, Fault finding, Repair Maintenance
During operation, sensors and converter do not require any maintenance. High sophisticated materials and a rugged construction ensure undisturbed operation and a long life time, even in harsh environments.

1.5.2

Hints for fault finding
For quick fault finding we recommend the provisional connection of an identical sensor to the converter. If the head of the sensor is moved to a metallic target, the output voltage of the converter must change from approx. ?20V [?18V] to –4V [?2V]. In case the converter input is open or short?circuit, the output voltage should amount to approx. 0.3V. The open converter input does not show any supply voltage or supply frequency. Eddy current sensors consist of a low?impedance coil, i.e. with a resistance measurement it is only possible to detect a break of the cable. A detection of short?circuits or defective coils is not possible. The cable screen must be isolated from the metal protection tube and from the housing of the LEMO connector. One possible error source could be a missing or incorrect shrinkage tube at the adapter between sensor and connection cable (at the protection tube cable in the protection sleeve).

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Page 16

1.5.3

Repair
Due to a compact design and the high reliability, it is not intended to repair the signal converters. In case of defects, the signal converters must be replaced. In this case it is recommended to return the sensor to the factory to get a precise adjustment for the measuring chain with the new converter. If this should be not possible, all information stated on the type plate of the converter together with the exact type of converter and sensor and the exact material designation of the measuring target must be defined. The typical exchange error with substitution of the sensor PR 6423 with 4m sensor cable or of the converter including an internal reference alignment at epro averages 1.5% ? 2%. Epro assures a maximum exchange error of 5% related to the measuring range final value. The maximum exchange error can be higher at measuring chains consisting of other sensor types.

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Page 17

1.6

Technical Data
Only specifications with tolerances are guaranteed. Data without tolerances are not guaranteed and are only for information purposes. If not stated otherwise, the specifications are valid for the nominal supply voltage –24V.

1.6.1

Input
Connection for eddy current sensors self locking LEMO socket (CON 021), screw terminals (CON 031) for connection of epro sensors PR 6422.... PR 6426.

1.6.2

Supply
Supply voltage range: ?23 ... –28V for output voltage range ?4..?20V ?21 ... –28V for output voltage range ?2..?18V ?18 ... –21V with reduced output voltage range < 15 mA, with 10kΩ load resistance Reverse connect protection of all 3 terminals (common, output, ? 24V) approx. 1,25 MHz open link J1 (delivery state: closed)

Nominal supply current: Reverse connect protection: Nominal operating frequency: De?adjustment of oscillator for adjacent arrangement of sensors:

1.6.3

Output
d.c. voltage with superimposed AC? signal corresponding to shaft vibration or displacement. Open?circuit and short?circuit proof. J2 closed: ?2 ... – 18V (delivery state), J2 open: ?4 ... – 20V, adjusted with 100kΩ load resistance ?1...?22V (at –24V supply voltage) 0 ... 20 kHz (–3dB) with C – load = 10 nF 0 ... 15 kHz (?3dB) with C – load = 20 nF < 15 μs, with C ? load = 1nF approx. 100 Ω nominal value 100kΩ (for R=10kΩ error <1%)

Output voltage range:

Limit range Nominal frequency range: Rise time: Output impedance: Load resistance:

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Page 18

1.6.4

Errors and tolerances
Error of gain factor Supply voltage response of output signal: Long term drift Temperature response: ? on the average output signal: ? on the gain factor: Interferences Calibration see 1.6.4.1 see 1.6.4.2 < 10mVrms with 1 nF capacitive load with soldered resistors and potmeters in the converter an adjustment on several sensor types and target materials is possible. The adjustment is made at the factory, but may be made by the customer or by a service engineer on site if special adjustment tools are available. The adjustment procedure is described in chapter 1.4.4. < 20 mV/V 0,3% max. (in range: ?30...+70°C) <1% range 0....1000 Hz and with C ? load < 20 nF

Errors of the measuring chain These error definitions are related to the nominal measuring range (reference value). Linearity errors are defined as deviations from the linear curve, crossing the –12V value and which gradient is defined by the nominal sensitivity. Absolute linearity error for standard measuring ranges with: PR 6422 PR 6423 PR 6424 PR 6425 PR 6426 v ±1,5%; v ±1% v ±1,5% v ±0 ...?6% v ±1,5%

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Absolute linearity errors and sensor temperature influence for extended measuring ranges CON 021(031)/91x?xxx) :

Sensor Type

Meas. Range [mm]

Special Version

Linearity Failure [%] ±2,00 ±1,50 ±2,00 ±1,00 ±1,50 ±2,00 ±1,50 ±2.00 ±3,00 ±4,00 ±1,50 ±2,00 ±2,50 ±3,50

Temperature Failure* [%/10K] ±1,8 ±1,4 ±1,8 ±0,7 ±1,4 ±2,6

Initial Air Gap [mm] (approx.) 0,6 0,8 1,0 0,7 0,7 0,6 1,0

PR 6422 PR 6423

1,5 3 4 6

912?015 913?030 913?040 914?060 914?080 914?100 915?040 915?060 915?080 915?100 916?120 916?160 916?200 916?240

PR 6424

8 10 4

PR 6425

6 8 10 12

±1,5 ±1,7 ±3,0 ±2,2 ±2,3 ±2,8 ±3,6

1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5

PR 6426

16 20 24

* Maximum temperature failure over the full sensor temperature range.

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Page 20

1.6.4.1 Thermal response (absolute deviation)
The following tables show the converter temperature influence on the output voltage of the converter with standard measuring range as well as with extended measuring ranges. All values are based on +23°C. Sensors of type PR 6422 and PR 6426 have been used for completing the eddy current measuring chains. Due to their performance these sensors set the adjustment range for gain and zero point. Measurement with PR 6422:

Temperature Range [5C] ?35…10

Middle Voltage [V]

Output Voltage Range [V] Standard

Deviation [mV] Measuring Range 2x extended 0 / +1800 0 / +4300 0 / +2700 +400 / ?300 +800 / ?500 +500 / ?400 ?200 / 0 ?500 / +100 ?400 / ?100 3x extended 0 / +2100 0 / +6500 0 / +4100 ?300 / +300 ?900 / +800 ?800 / +700 ±200 ?400 / + 800 ±400

?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*)

0 / +1200 0 / +1900

?4(?2*)…?16(?14*)** 0 / +1500 10…70 ?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*) ±200 ±200

?4(?2*)…?16(?14*)** ±200 70…100 ?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*) +100 / ?100 +200 / ?100

?4(?2*)…?16(?14*)** ?100 / 0
*

Values in brackets for converter output range ?2V to ?18V. Range up to 75% of the output voltage range as the trigger levels for the speed measurement are generally within this range.

**

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Measurement with PR 6426:

Temperature Range [5C]

Middle Voltage [V]

Output Voltage Range [V] Standard

Deviation [mV] Measuring Range 2x extended 0 / +1800 0 / +4300 0 / +2700 +400 / ?300 +800 / ?500 +500 / ?400 ?200 / 0 ?500 / +100 ?400 / ?100 3x extended 0 / +2100 0 / +6500 0 / +4100 ?300 / +300 ?900 / +800 ?800 / +700 ±200 ?400 / + 800 ±400

?35…10

?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*)

0 / +1200 0 / +1900

?4(?2*)…?16(?14*)** 0 / +1500 10…70 ?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*) ±200 ±200

?4(?2*)…?16(?14*)** ±200 70…100 ?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*) +100 / ?100 +200 / ?100

?4(?2*)…?16(?14*)** ?100 / 0 * Values in brackets for converter output range ?2V to ?18V.

** Range up to 75% of the output voltage range as the trigger levels for the speed measurement are generally within this range.

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1.6.4.2 Temperature influence on sensitivity
The following tables show the temperature influence on the sensitivity of the converter with standard as well as extended measuring ranges in the range ?35°C to 100°C. Sensors of type PR 6422 and PR 6426 have been used for completing the eddy current measuring chains. All values are based on +23°C environmental temperature. The indicated deviation is the deviation from sensitivity in the center of the measuring range. Measurement with PR 6422:

Measuring Range ?35°C Standard 1,5x extended 2,0x extended 2,5x extended* 3,0x extended*
*

Deviation from Sensitivity in [%] ?15°C ?0,85 ?5,04 ?8,02 ?14,56 ?23,08 10°C 0,49 ?1,51 ?2,25 ?5,48 ?12,39 45°C 0,14 1,16 2,57 4,74 8,07 70°C ?0,43 ?0,58 3,18 1,73 4,47 100°C ?1,06 ?0,42 1,86 0,59 ?2,31

?5,60 ?11,80 ?17,73 ?27,47 ?38,49

Measuring chains with PR 6422 are not available with extended measuring ranges higher than 2x. This values are available for interpolation between sensors PR 6422 and PR 6426.

Measurement with PR 6426:

Measuring Range ?35°C Standard 1,5x extended 2,0x extended 2,5x extended 3,0x extended ?5,61 ?11,61 ?16,80 ?28,90 ?38,28

Deviation from Sensitivity in [%] ?15°C ?3,44 ?8,36 ?11,82 ?21,53 ?29,21 10°C ?0,89 ?2,94 ?2,76 ?7,28 ?10,55 45°C 0,31 2,14 5,80 8,17 12,45 70°C ?0,26 1,70 5,15 11,71 19,76 100°C ?0,68 0,85 7,84 17,44 25,11

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Diagram for PR 6426 for exemplification of the temperature influence on the sensitivity at 3.0x extended measuring range (0 … 24mm).
0 12,0 24,0 Distance [mm]

?4,0

?12,0

E2 = ?0,41 V/mm (?38,28%) ?20,0 E0 = ?0,67 V/mm E1 = ?0,84 V/mm (+25,11%)

Converter output voltage [V]

E0: Sensitivity at +23°C environmental temperature E1: Sensitivity at +100°C environmental temperature E2: Sensitivity at ?35°C environmental temperature

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Page 24

1.6.5

Environmental conditions
Temperatures: ? Reference value ? Nominal operating range ? Limit range for operating +23°C ?30 ... +100°C ?40 ... +105°C only for non?Ex?i applications (see 2.2) except CSA (see 1.1.1) ?40 ... +105°C 0...95%, non condensing 10...60 Hz with a = 0,35 mm 60...150 Hz with 5 g constant

? Storage and transport Humidity Vibration according to IEC 68?2?6

Shock 40 g for 6 ms according to IEC 68?2?29 CE – compatibility Test according to: EN 55011(1998) & A1(1999) & A2(2001) (emitted interference) EN 61362(1997) & A1(1998) & A2(2001) & A3(2003) IEC 61326?1:2005 including EN 61000?4?5:2006 (interference resistance) The converter CON021/.. and CON031/.. meets the specifications mentioned above. The test specifications as setup, test levels, pass criteria, etc. are described in the document “CON0x1_EMV?Testspezifikationen”. For copies of this document contact epro GmbH. Housing ? dimensions (mm) ? material ? protection class Weight see Fig 14 (CON 021) and Fig 15 (CON 031) AlMgSi0,5F22 IP 20 net weight: 95 g (CON 021), 85 g (CON 031)

with packing: 0.56 kg (CON 021), 0.55 kg (CON 031)

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Page 25

2

EXPLOSION PROOF INSTALLATION
Version 1.0

STOP

The ATEX and CSA certification is only valid for manufacturer?calibrated converters. Manufacturer?calibrated converters are labeled up with a CSA? and an Ex? conformity sticker. In case that no label is pasted, this converter does not have ATEX and/ or CSA conformity. In relation to the nominal supply voltage of the 6000 monitors the nominal voltage of the Ex? barriers with U0 = ?28V is a little bit lower.

STOP

To reduce unintentional and disturbing effects, it is necessary to wire up a diode module into the converter supply circuit. This diode must be implemented between the Ex?barrier and the 6000 module (Fig 3). This diode module is delivered together with the Ex?barrier in a package. The order code for the package is 9500?00125.

Under consideration of the following conditions, the sensors PR 6422 ... PR 6426 in combination with the CON 021 / 031 signal converter may be used for applications in hazardous areas for zone 1, protection class ”Intrinsic safety” – Ex ia IIC T4 : Connection must be made according to Fig 3 e.g. via safety barriers of type Stahl: Supply circuit: Measuring circuit: 9001/00?280/085/101 9001/00?280/020/101

The safety barriers must be installed outside the explosive area in cabinets or control cubicles with protection classes of at least IP 20 according to IEC 60529. With an appropriate approval the barriers can be also installed in zone 2. In this case the specifications of the manufacturer have to be observed.

In order to achieve compensations of electric potentials, the connectors for protective earth (mounting screw, internally connected to pin 2) must be linked to the corresponding protective earth connectors within the explosive areas via a compensation line. The mounting rail for the safety barriers has to be isolated.

Within the ATEX ? field of application the compensation line has to be rated according to EN 60079?14 12.2.4 with minimum copper wire cross section 2x1,5 mm2 or 1x4 mm2. Outside of the ATEX ? field of application the respectively valid installation instructions have to be observed.

The total capacity is calculated from the sum of the capacities at the sensor input , at the measuring signal output (between Out, ⊥ and screen) and at the supply input (–24 V, ⊥ and screen). The capacity of the sensor circuit is not effective, the capacity of the converter is 6,5 nF (refer to section 2.2 technical data).

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The maximum permitted cable capacity and cable inductance between converter and safety barriers depends on the used barriers. The data of the following examples are manufacturer’s data (1) respectively has been calculated for use in Zone 1 by the program Ispark of the PTB (2) and are valid for the field of application of ATEX:

Supply Barrier

Evaluation Barrier

Permissible cable capacity (nF) IIC IIB
670 – 6,5 = 662,5

Permissible cable inductance (mH) IIC IIB

9002/00?260?138?0011

9002/00-260-138-001

87,0 ? 6,5 = 70,5

0,81 – 0,028= 5,1 – 0,028 = 0,782 5,072

9001/00-280/085/1012

9001/00-280/020/101

83,0 ? 6,5 = 76,5

230,0 ? 6,5 = 0,20 ? 0,028= 10,0 ? 0,028= 223,5 0,172 9,772 5,0 ? 0,028 = 4,772

9001/00-280/100/1012

9001/00-280/020/101

?

220,0 ? 6,5 = ? 213,5

1:

The barrier may be connected to a voltage supply of maximum ?23,5 V, hence it can be only directly supplied from the 6000 system with an intercalated voltage reduction of minimum 3,2V (e.g. Z ? diode 3,3 V).

2:

The barrier may be connected to a voltage supply of maximum ?26,0 V. At supply from the 6000 system a diode has to be used (see above).

The chapter 3.1 contains examples for cable length depending on the used safety barrier.

When operating the CON 021 / 031 signal converter in hazardous areas the following points has to be observed: ? The installation is only permitted in suitable protective housings which ensure that the converter isn’t expose to strokes or mechanical shocks and that friction of metallic parts at the converter housing is avoided.

!

? The calibration resistor R22 to R24 mustn’t be changed by customers. A recalibration has to be made by the manufacturer. Soldering at a converter that is permitted for use in hazardous areas cause loss of this approval. ? If sensors with extension cables are used, the adapter plug has to be isolated with two shrink sleeves: First the black and additionally the blue shrink sleeve have to be shrank on the adapter plug. ? The transition resistance of housing to protective earth must not exceed 1Mohm.

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Page 27

2.1

Special Requirements for CSA ? approval installations
Installation in protection class “i”: ? The installation has to be according to the control drawing 9200?00006.

!

Installation in protection class “nA”: ? The sensor may not be separated when energized. ? The used housing must be in accordance with the requirements der CAN/ CSA E60079?15?02 or UL 60079?25 2002.

2.2

Technical data, explosion ? proof
For connection to intrinsically safe electric circuit and for the use in hazardous areas the CON 021 / 031 signal converter is tested and certified for: Explosion protection class cCSAus

‘Intrinsically safe (Ex ia)’ Identification: Class I, Div 1, Group ABCD T4 (Class 1, Zone 0/1) Ui = 28V, Ii = 140mA, Pi = 1W Ci=6,5nF, Li=3μH+25μH T4: ?20°C .. +80°C Control Dwg CDG_9200?00006n (Fig 4) Standards: CSA C22.2 No. 61010?1?04 (Electrical safety) CSA C22.2 No. 157?92 (Intrinsically safe division 1) CSA C22.2 No. 25 (Group E,F,G) ANSI/UL Standard 913 (Intrinsically safe division 1) ANSI/UL Standard 1604 (Standard for electrical equipment DIV 2 and Class III) ‘non – incendive (Ex nA)’ Identification: Class I, Div 2, Group ABCD T4 (Class 1, Zone 2) AEx nA II T4 T4: ?20°C .. + 80°C Standards: CSA C22.2 No. 213?M1987 (Non incendive division 2) CSA E60079?15 (zone 2, type n) UL 60079?15?02 2002 (protection “n”)

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ATEX

‘Intrinsically safe’ (ia) Identification: EC?Design test certificate II 2G Ex ia IIC T4 ?20°C <Ta < 80°C Gb according to EU standard 94/9/EG (PTB 03 ATEX 2151, addition 3) EN 60079?0:2009, Equipment ? general requirements, EN 60079?11:2012, Intrinsically safe “i”, Installation: see Fig 3 Connection of circuits via safety barriers of e.g. company Stahl, Künzelsau Supply circuit: Measuring circuit: General: Type 9001/00?280/085/101 Type 9001/00?280/020/101

Standards

Electrical Data: Output and supply circuits: with explosion protection class ”Intrinsically safe” only for connection to certified intrinsically safe circuits with the following maximum values: open?circuit voltage: Total power: Within output? and supply circuit Ci = 6,5 nF, effective internal capacity and Li = 0,003 + LSensor [mH] inductance Sensor circuit: in protection class ”Intrinsically safe” only for connection of sensors, which are together with their connection and if necessary extension cable do not exceed the total maximum capacities and inductances. Ui = ?28V ΣPi = 1W

Terminals ? 24V, output and ⊥

Sum of the short?circuit currents: ΣIi = 140mA

Capacities and inductances of the sensors including connection and extension cable. Sensor: PR6422..6426 with 4m cable per additionally meter cable Capacity (Csensor) ≤ 450 pF + 110 pF Inductance (Lsensor) ≤ 25 μH not relevant

Temperature classification of sensors PR6422...6426:

T3: -20 °C .. 160 °C T4: -20 °C .. 114 °C T6: -20 °C .. 84 °C

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2?level terminal with diode 2?st?ckige Klemme mit Diode Diode is only necessary with supply voltages higher than ?26V. Diode ist nur notwendig bei Versorgungsspannungen gr??er als ?26V.

/

Safety barrier for supply / Sicherheitsbarriere für Speisung 9001/00?280/085/101
3 1

4 CON 021 / 031 ?24V PR 6422 .... PR 6426 PE

2 ?26,7 V 0V 1 Input lo Input hi

out

3

4

2 Safety barrier for measurement PE Sicherheitsbarriere für Messung 9001/00?280/020/101

potential hazardous area explosionsgef?hrdeter Bereich

equalizer

Potential ausgleichsleiter non hazardous area nicht explosionsgef?hrdeter Bereich

Fig 3:

Connection diagram for intrinsically safe installation / Anschlussdiagramm für eigensichere Installation

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Fig 4:

Control drawing 9200?00006n, Rev.: 02

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2.3

Status of chapter ?Explosion Proof Installation “
Version 1.0 Date 20.03.2013 Remarks / Changes Initial version, translation sionsgeschützte Installation” of chapter “Explo-

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3

EX ? APPLICATION
This chapter exemplarily describes the influences of the used safety barrier on the cable length between sensor and converter as well as on the sensor signal.

3.1

Influence of safety barriers on the cable length
The maximum permissible cable length depends on the used safety barrier and the consequentially max. cable capacity LC and cable inductance LL as well as the electrical characteristics of the selected cable. With use of the following safety barriers of the company Stahl Supply circuit: Measuring circuit: Type 9001/00-280/085/101 Type 9001/00-280/020/101

is for protection class IIC: CL max = 76,6 nF, LL max = 0,172 mH and for IIB: CL max = 223,5 nF, LL max = 9,772 mH (wire/wire and wire/screen). The following table shows the maximum cable length between converter and safety barrier depending on selected cable and safety barrier type for Zone 1 and protection class IIC. If the cable capacities and inductance are not known then the values for a standard cable have to be assumed according to EN 60079?14, chapter 12. These values are defined with a cable capacity of 200nF/km and a cable inductance of 1mH/m.

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Cable length lmax [m] Barrier supply circuit: Barrier measuring circuit: Cable type C cable [nF/m] 2x200 L cable [mH/m] 1 172 9001/00?280/085/101 9001/00?280/020/101

Standard cable according to EN 60079?14 Cap. 12 LiYCY?CY 2x2x0,25 (Helu cable, Type 21077) Li2YCY (TP) 2x2x0,22 (Lapp cable, Type 0031320) Li2YCYv 2x2x0,22 (Helu cable, Type 21129) Li2YCY?PIMF 2x2x0,22 (TKD, Helu cable Type 43553)

2x150

1

172

2x60

0,65

256

2x72

0,66

261

2x75

0,4

430

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3.2

Influence of safety barriers on the senor signal
The use of safety barriers of type Stahl 9001/00?280?085?101 for the supply circuit and 9001/00?280?020?101 for the measuring circuit results in the following influence on the maximum output voltage at converter supply voltage of ?26V: → max. output voltage approx. ?17 V → max. output voltage approx. ?15,5 V

CON 021 / 031: CON 021/91x or 031/91x

In case of longer cables between safety barriers and measuring amplifiers, the upper cut?off frequency might be reduced by the series resistor of the barrier (1510 Ω at barrier 9001/00?280?020?101) and the cable capacity: ?3dB at f = 2kHz and CL = 50nF, corresponding to 330 m cable length with 150nF/km ?1dB at f = 2kHz and CL = 25nF, corresponding to 165 m cable length with 150nF/km

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4

D

GEBRAUCHSANLEITUNG

4.1

Zweck und Anwendung
Der Konverter CON 021 bzw. 031 bildet zusammen mit einem der Aufnehmer PR 6422 ....PR 6426 eine Messkette nach dem Wirbelstromprinzip zur berührungslosen Abstandsmessung im epro – Maschinenüberwachungssystem. Mit der zugeh?rigen Folgeelektronik eignen sich die Messketten sowohl für statische als auch für dynamische Abstandsmessungen, d.h. es k?nnen z. B. langsame axiale und radiale Verlagerungen ebenso wie schnelle Radialschwingungen und an rotierenden Maschinen gemessen werden. Mit Hilfe eines Polrads oder entsprechender Wellenmarke k?nnen auch Impulse zur Drehzahl? oder Key – Messung erfasst werden. Um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen werden aufeinander abgeglichene Messketten geliefert und als Einheit betrachtet. Es ist deshalb darauf zu achten, dass der Aufnehmer und der zugeh?rige Messkonverter zusammenbleiben. Aufnehmertyp, ?seriennummer und das Material, auf das die Messkette abgeglichen ist, sind auf dem Typenschild des Konverters vermerkt. Die technischen Daten der Messkette wurden den im Turbomaschinenbau üblichen Werkstoffen angepasst (Referenzmaterial: 42 Cr Mo 4, entspr. SAE 4140). Auf dieses Material bezieht sich der Standardabgleich von Aufnehmer und Messkonverter, auf andere Materialien kann auf Anfrage abgeglichen werden (siehe Gebrauchsanleitung PR6422 ... PR6426). An der Maschine ist im Normalfall lediglich der Abstand zwischen Aufnehmerstirnfl?che und Messobjekt einzustellen. Die Einstellung wird durch Messung der Konverterausgangsspannung vorgenommen. Die Konverter CON021 und CON031 befinden sich in einem einfachen Geh?use und sind zum Einbau in ein Schutzgeh?use vorgesehen. Der CON021 besitzt eine LEMO Buchse zum Anschluss des Aufnehmers, beim CON031 dienen Klemmen zum Anschluss des Aufnehmers ohne LEMO – Stecker. Im Konverter enthalten ist die zur Speisung und Messsignalwandlung n?tige Elektronik. Die Speisespannung für die Konverter betr?gt nominal ?24V DC. Der Bereich der Ausgangsspannung proportional zum Nennmessbereich des jeweils angeschlossenen Aufnehmers kann wahlweise auf ?4V ... ?20V oder –2V ... ?18V eingestellt werden. Bei den Konvertern für die Sondermessbereiche (z.B. CON 021 / 91x?xxx) ist die Ausgangsspannung fest auf den Bereich ?4...?20V eingestellt. Es stehen fünf Wirbelstromaufnehmertypen zur Verfügung. Der zu verwendende Typ richtet sich nach dem Messbereich, der zur Verfügung stehenden Messspur und gegebenenfalls der maximalen Umgebungstemperatur.

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4.1.1

CSA ? Anforderungen
? Der Konverter soll mit ?24V DC und einem maximalen Strom von 8 A versorgt werden. Des weiteren soll die ?24V Versorgung doppelt oder verst?rkt isoliert von der Hauptversorgung aufgebaut sein. Der Konverter ist zugelassen für eine maximale Umgebungstemperatur von ?30°C bis +85°C. Die gilt nur für nicht explosionsgef?hrdete Bereiche.

?

4.2

Funktionsprinzip
Die jeweils in den Aufnehmern PR 6422 ... PR 6426 enthaltene Messspule wird über die Aufnehmerleitung und ggf. das Verbindungskabel mit der im Konverter (Messumformer) enthaltenen Oszillatorschaltung zu einem Schwingkreis verbunden (siehe Fig 9). Das hochfrequente Oszillatorsignal in der Spule erzeugt um den Aufnehmerkopf herum ein magnetisches Wechselfeld gleicher Frequenz. Durchsetzt dieses Magnetfeld ein der Spule gegenüberliegendes metallisches Objekt, so werden in diesem Wirbelstr?me induziert. Die Wirbelstr?me erzeugen ein Magnetfeld, das dem erregenden entgegengesetzt ist. Hierdurch wird dem Spulenfeld Energie entzogen, es wird ged?mpft. Je n?her das Material an die Spule herangeführt wird, desto gr??er ist die D?mpfung, d.h. desto kleiner die Amplitude der Oszillatorschwingung. Der Demodulator erzeugt aus der amplitudenmodulierten Hochfrequenzschwingung ein niederfrequentes Signal, das im Tiefpassfilter von der Tr?gerfrequenz befreit, in den Folgestufen liniearisiert und auf den angegebenen Signalpegel verst?rkt wird. An den Ausgangsklemmen OUT und ⊥ ist damit ein Messsignal verfügbar, das proportional dem augenblicklichen Abstand zwischen Aufnehmer und Messobjekt ist.

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4.3

Sondermessbereiche
Werden gr??ere Messbereiche als die Standardmessbereiche ben?tigt, gibt es den CON 021 bzw. 031 auch mit Sondermessbereichen. Die nachfolgende Tabelle enth?lt die m?glichen erweiterten Messbereiche abh?ngig von den verwendeten Sensortypen sowie die sich daraus ergebene Empfindlichkeit der Messkette.

Sensor PR 6422 PR 6423

Sondermessbereich 1,5 mm 3,0 mm 4,0 mm

Empfindlichkeit ?10,67 V/mm ?5,33 V/mm ?4,0 V/mm ?2,67 V/mm ?2,0 V/mm ?1,6 V/mm ?1,33 V/mm ?1,0 V/mm ?0,8 V/mm ?0,67 V/mm

PR 6424 und PR 6425

6 mm 8 mm 10 mm

PR 6426

12 mm 16 mm 20 mm 24 mm

Konverter mit erweitertem Messbereich (Sondermessbereich) haben grunds?tzlich einen Ausgangsspannungsbereich von ?4 … ?20 V und sind wie im Bild ?Fig 5“ beschrieben gekennzeichnet. Daher fehlt der im Bild ?Fig 10“ gezeigte Jumper J2 zur Umschaltung des Ausgangsspannungsbereichs.

CON 021 bzw. 031 / 9 1 x ? x x x
Erweiterter Messbereich Sensortyp
2: PR 6422 3: PR 6423 4: PR 6424 5: PR 6425 6: PR 6426

Sondermessbereich
015: 1,5 mm 030: 3,0 mm 040: 4,0 mm 060: 6,0 mm 080: 8,0 mm 100: 10,0 mm 120: 12,0 mm 160: 16,0 mm 200: 20,0 mm 240: 24,0 mm

Fig 5:

Kennzeichnung Konverter mit Sondermessbereich

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4.4

Installation und Inbetriebnahme

4.4.1

Verkabelungs? und Anschlusshinweise
Um die EMV?Festigkeit der Wirbelstrom?Messkette zu gew?hrleisten, wird die Verwendung eines doppelt geschirmten, paarweise verseilten Kabels zur Verbindung des Konverters mit dem Messverst?rker empfohlen. Für die direkte Zuleitung zum Konverter ist vorzugsweise der Kabeltyp LiYCY?CY 2x2xn mm@ ... (n = 0.25...1.5 mm@) zu verwenden, als Stamm?Messleitung kann ein vielpaariges Kabel mit entsprechendem Aufbau verwendet werden. Als Standard wird empfohlen, den ?u?eren Schirm des Kabels auf der Messverst?rker?Seite direkt am Eingang des Schaltschrankes ? bzw. Geh?uses auf Betriebserde (Schrankmasse / Schutz? bzw. Schirmerde) zu legen. Au?erdem ist die Au?enschirmung so oft wie m?glich auf dem Leitungsweg mit der Betriebserde zu verbinden, d.h. bei jeder Zwischenverteiler ? Verschraubung, Wanddurchführung etc. Bei ausschlie?licher Verwendung des Kabels LiYCY?CY 2x2x0,25 mm@ betr?gt die maximale Leitungsl?nge 400 m, bei l?ngerem Wegen sind Kabel mit gr??erem Querschnitt (z.B. LiYCY?CY n x 2 x 1,5 mm@) für die Verbindung zum Verst?rker zu verwenden. Die Messkabel sind entsprechend den allgemeinen Regeln für Mess? und Steuerkabel separat von Stromversorgungsleitungen m?glichst in metallischen Kabelkan?len oder Rohren zu verlegen. Auf orthogonale Leitungsführung ist zu achten.

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Page 39

4.4.2

Einstellung der Messkette an der Maschine
Konverterspeisung ?24V DC (+24V an ⊥) anschlie?en. Aufnehmerstecker in Konverterbuchse stecken bzw. Aufnehmerkabel am CON 031 anschlie?en. Digitalvoltmeter an Klemmen OUT und ⊥ anschlie?en. Aufnehmer PR 6422...PR 6425: ? ? ? Die Aufnehmer Kontermutter l?sen. Zum Drehen des montierten Kabelverdrehungen zu vermeiden. Aufnehmers das Aufnehmerkabel l?sen um

Durch Drehen des Aufnehmers im Halter den Nennabstand zwischen Aufnehmer und Messobjekt so einstellen, dass das Ausgangssignal den gewünschten Kennlinienpunkt erreicht. Zur Wellenschwingungsmessung ist es ausreichend, den Aufnehmer auf ein Ausgangssignal von 12V bzw. 10V ± 1V einzustellen. Bei statischen Messungen ist ein genauer Abgleich auf eine Ausgangsspannung erforderlich, vorzugsweise wird der Aufnehmer auf eine der drei Ausgangspannungen des CON 021 / CON 031 eingestellt: → für symmetrische Bewegungen um den Bereichsmittelpunkt (s. Fig 11, Ace) auf ?12V (?4 ... ?20V) bzw. –10V (?2 ... ?18V) ± 0,05V → für den unteren Messbereichsendwert (= Minimalabstand) auf –4V (?4...?20V) bzw. –2V (–2 ... ?18V) ± 0,05V für einseitige Bewegung nach h?heren Werten (gr??erer Abstand) (Fig 11, Amin) → den oberen Messbereichsendwert (= Maximalabstand) –20V (?4...?20V) bzw. –18V (–2...?18V) ± 0,05V für einseitige Bewegung nach geringeren Werten (kleinerer Abstand) (Fig 11, Amax) → oder einen anderen Wert innerhalb des Messbereichs wenn verschieden gro?e Bewegungen in beiden Richtungen zu messen sind.

? ?

?

Aufnehmer durch Kontern mittels der Kontermutter festsetzen. Maximales Drehmoment:

PR 6422: 1Nm (0,1 kpm); PR 6423: 15Nm (1,5kpm); PR 6424 und PR 6425: 100Nm (10kpm). Aufnehmer PR 6426: Der Abstand zum Messobjekt muss durch Verschieben der Aufnehmerhalterung eingestellt werden, sofern die Befestigungsfl?che des Aufnehmers nicht genau die richtige Entfernung zum Messobjekt hat (siehe Fig 14 der Gebrauchsanleitung PR 6422...6426). Um eine genaue Einstellung vornehmen zu k?nnen, wird eine Halterung mit Linearführung (z.B. Schwalbenschwanzführung) empfohlen, applikationsbezogene L?sungen k?nnen auf Anfrage bei epro konstruiert und gefertigt werden.

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Durch verschieben des Aufnehmers mit Halterung den Nennabstand zwischen Aufnehmer und Messobjekt so einstellen, dass das Ausgangssignal den gewünschten Kennlinienpunkt erreicht: ? ? ? ?12V (?4...?20V) bzw. –10V (?2...?18V) ±0,05V für symmetrische Bewegungen um den Mittelpunkt (s. Fig 11, Ace) den unteren Messbereichsendwert (= Minimalabstand) –4 (?4...?20V) bzw. –2V (–2...?18V) für einseitige Bewegung nach h?heren Werten (gr??erer Abstand) (Fig 11, Amin) den oberen Messbereichsendwert (= Maximalabstand) ?20V (?4...?20V) bzw. –18V (–2...?18V) für einseitige Bewegung nach geringeren Werten (kleinerer Abstand) (Fig 11, Amax) oder einen anderen Wert innerhalb des Messbereichs wenn verschieden gro?e Bewegungen in beiden Richtungen zu messen sind (unsymmetrische Messbereiche).

?

In der richtigen Position den Halter gut festsetzen. Schrauben bzw. Muttern gegen losrütteln sichern. Der Aufnehmer muss senkrecht zur Messobjektoberfl?che stehen.

4.4.3

Gegenseitige Beeinflussung zweier Messketten
Sind zwei Wirbelstromaufnehmer dicht beieinander montiert, so k?nnen sich diese gegenseitig beeinflussen und fehlerhafte Messwerte liefern. Dieses kann z.B. der Fall sein bei einer Wellenschwingungsmessung mit zwei PR 6423 Sensoren unter 90° an einer Welle mit einem Durchmesser ≤100mm, oder bei Wellenverlagerungsmessungen mit Aufnehmern in Tandemanordnung, bei Kegel? und Doppelkegelmessung. In diesem Fall ist zur ?nderung der Tr?gerfrequenz bei einem der beiden Konverter die Brücke J1 zu ?ffnen (z.B. mit Seitenschneider trennen).

i

Die Messkette muss nach ?nderung der Tr?gerfrequenz nachkalibriert werden (siehe Abschnitt 4.4.4).

Der Mindestabstand zwischen zwei Sensoren errechnet sich aus dem Sensorkopfdurchmesser und einem Faktor x (Bild ?Fig 6“). Kopfdurchmesser

x * Kopfdurchmesser

Fig 6:

Mindestabstand

Die nachfolgende Tabelle zeigt, abh?ngig vom Sensortyp den notwendigen Faktor x zur Bestimmung des Mindestabstands zwischen den Sensoren bei verstimmten (unterschiedliche Tr?gerfrequenz) und unverstimmten (gleiche Tr?gerfrequenz) Messketten.

Sensortyp PR 6422/xxx?xxx PR 6423/xxx?xxx PR 6424/xxx?xxx

Faktor x Verstimmt 3 2,5 1

Faktor x Unverstimmt 4 3 2

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Beispiel für PR 6423 mit Kopfdurchmesser 8mm: Mindestabstand Verstimmt + 8mm * 2, 5 + 20mm Mindestabstand Unverstimmt + 8mm * 3 + 24mm

4.4.4

Nachkalibrierung des Konverters (nur in Sonderf?llen erforderlich)
Der Abgleich erfolgt mittels einer Messeinrichtung mit Mikrometer entsprechend Fig 16.

STOP

L?ten am Konverter nur bei ausgeschalteter Speisespannung. Entsprechend der CSA und ATEX Konformit?t ist ein nachtr?gliches L?ten am Konverter nicht zul?ssig. Sollte dies dennoch erforderlich sein, so verliert der Konverter somit seine ATEX und CSA Konformit?t.

!

Zum ?ndern des Ausgangsspannungsbereichs von ?2 ... ?18V auf ?4 ... ?20V die Drahtbrücke J2 ?ffnen. Die Linearit?t wird dadurch nicht beeintr?chtigt, ein Neuabgleich ist nicht erforderlich.

Das ?ffnen von Drahtbrücke J1 erh?ht die Oszillatorfrequenz des Konverters um ca. 250kHz, eine Nachkalibrierung der Messkette entsprechend folgender Anweisung wird damit erforderlich. Die Lage der Bauteile ist aus Fig 10 ersichtlich. Abgleichfolge für PR 6422...6424 und PR 6426: Abgleichschritte: [...] Werte für J2 offen

1. Widerst?nde R 22 (Verst?rkung, ca. 0...10kΩ ) und R 23 (Nullpunkt, ca. 10kΩ ...200kΩ) hochl?ten und je eine Widerstandsdekade anschlie?en. Potentiometer GAIN ca. auf Mittenposition einstellen. Widerstand R24 ist abh?ngig vom Sensortyp: PR 6422 / 6423 / 6425: 4,02kΩ, PR 6424: 5,62kΩ, PR 6426: 10kΩ. 2. Abstand Messmaterial ? Aufnehmerkopf auf Grundluftspalt einstellen (PR 6423: 500μm, siehe Gebrauchsanleitung PR 6422...6426) 3. Mit R23 Ausgangsspannung auf ?2,00V [?4,00V]einstellen. 4. Abstand auf halben Messbereich (+ Grundluftspalt) einstellen (PR 6423: 1500μm) 5. Ausgangsspannung ablesen und Differenz zu ?10,00V [?12,00V] errechnen. Mit R22 die Ausgangsspannung → bei Uaus > ?10V [?12V] um die 2 fache Differenz verringern, → bei Uaus < ?10V [?12V] um die 2 fache Differenz erh?hen. Beispiel: Uist > ?10V: Uist < ?10V: Istwert (bei halbem Messbereich) ?10,50V ?9,00V Einstellwert (mit R 22) ?9,50V ?11,00V

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6. Abgleichschritte 2...5 wiederholen bis eine optimale Genauigkeit erreicht ist (v 1%). 7. Abstand auf vollen Messbereich (+ Grundluftspalt) einstellen (PR 6423: 2500μm) → Betr?gt die Ausgangsspannung ?18,00V [?20,00V] (max. ± 1%) ist der Abgleich korrekt, weiter mit Schritt 8. → Bei Ausgangsspannung < ?17,8V [?19,8V] den Abgleich mit minimal verringertem Grundluftspalt gem?? Schritt 2...6 wiederholen (PR 6423: z.B. 490μm) → Bei Ausgangsspannung > ?18,2V [?20,2V] den Abgleich mit minimal vergr??ertem Grundluftspalt gem?? Schritt 2...6 wiederholen (PR 6423: z.B. 510μm). 8. Wenn die Abst?nde bei ?2V, ?10V und ?18V [?4, ?12 und ?20V] innerhalb der Toleranz sind, die Linearit?t bei den Zwischenwerten ?4V, ?6 V, ?8V.... prüfen. 9. Abstand auf vollen Bereich stellen, Ausgangsspannung notieren. Die mit den Dekaden ermittelten Werte für R22 und R23 als Festwiderstand einl?ten. Nach Abkühlung der L?tung mit Poti GAIN die Ausgangsspannung auf den notierten Wert einstellen. 10. Linearit?tsmessung gem?? Schritt 8. kontrollieren.

4.5

Wartung, Fehlersuche, Reperatur

4.5.1

Wartung
Aufnehmer und Konverter ben?tigen w?hrend des Betriebs keinerlei Wartung. Hochwertige Werkstoffe und robuste Konstruktion gew?hrleisten einen st?rungsfreien Betrieb und lange Lebensdauer, auch unter schwierigen Bedingungen.

4.5.2

Fehlersuchhinweise
Zur schnellen Fehleranalyse empfiehlt sich der provisorische Anschluss eines Aufnehmers gleichen Typs an den Konverter. Wird der Aufnehmerkopf an ein Metall (z.B. Stahl) herangeführt so muss sich die Ausgangsspannung von ca. ?20V [?18V] nach ?4V [?2V]) ?ndern. Bei offenem oder kurzgeschlossenem Konvertereingang betr?gt die Ausgangsspannung ca. 0,3V. Es ist keine Aufnehmerspeisespannung oder ?frequenz am unbelasteten Konvertereingang messbar. Die Wegaufnehmer enthalten eine niederohmige Spule, d.h. bei einer Widerstandsmessung des Aufnehmers kann nur eine Unterbrechung festgestellt werden, eine Indikation auf Kurz? oder Feinschluss ist nicht m?glich. Die Kabelabschirmung muss isoliert gegenüber dem Metallschutzschlauch und dem Geh?use des LEMO?Anschlusssteckers sein. Eine Fehlerquelle kann z.B. eine fehlende oder unkorrekte Schrumpfschlauchisolierung der Kupplung zwischen Aufnehmer? und Verbindungskabel sein (bei Schutzschlauchkabel unter der Schutzhülse).

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4.5.3

Reparatur
Auf Grund der kompakten Bauweise und der gro?en Zuverl?ssigkeit ist die Instandsetzung von Konvertern nicht vorgesehen. Bei Ausfall ist dieser auszutauschen. Dabei ist es empfehlenswert, den zugeh?rigen Aufnehmer mit einzusenden um einen pr?zisen Abgleich vornehmen zu k?nnen. Ist dieses nicht m?glich, so sollten bei der Bestellung des zu ersetzenden Konverters alle Daten auf dem Typenschild wie die genaue Typenbezeichnung von Konverter und Aufnehmer und die Materialdaten des Messobjekts angegeben werden. Der typische Austauschfehler bei Ersatz des Sensors PR 6423 mit 4m Sensorkabel oder des Konverters betr?gt nach internem Referenzabgleich 1,5% ? 2%. Epro sichert einen maximalen Austauschfehler von 5% bezogen auf den Messbereichsendwert zu. Bei Messketten mit anderen Sensortypen kann der max. Austauschfehler h?her liegen.

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4.6

Technische Daten
Nur Angaben mit Toleranzen oder Grenzwerten sind garantierte Daten. Daten ohne Toleranzen ? bzw. ohne Fehlergrenzen ? sind informative Daten und werden nicht garantiert. Sofern nicht anders angegeben, gelten die Angaben bei Nennspeisespannung –24V

4.6.1

Eingang
Anschluss für Wirbelstromaufnehmer druckwasserdichte, selbstverriegelnde LEMO Buchse (CON 021) bzw. Klemmen (CON 031) zum Anschluss der epro Aufnehmertypen PR 6422 ... PR6426.

4.6.2

Speisung
Versorgungsspannungsbereich: ?23 ... ?28V für Ausgangsspannungsbereich ?4 ... ?20V ?21 ... ?28V für Ausgangsspannungsbereich ?2 ... ?18V ?18 ... ?21V mit verringertem Spannungsbereich Nennstrom: Verpolungsschutz < 15mA, bei Belastungswiderstand = 10KΩ Verpolungsschutz aller 3 Leitungen (Null, Ausgang, ? 24V) Nennbetriebsfrequenz: Messkreisverstimmung bei benach? barter Anordnung der Sensoren: ca. 1,25 MHz ?ffnen von J1 (Auslieferungszustand: geschlossen)

4.6.3

Ausgang
Gleichspannung mit überlagerter Wechselspannung entspr. der Wellenschwingung oder Verlagerung. Leerlauf? und kurzschlu?fest Ausgangsspannungsbereich: J2 geschlossen: ?2... ? 18V (Auslieferungszustand), J2 offen: ?4... ? 20V, jeweils abgeglichen mit Belastungswiderstand = 100kΩ ? Grenzbereich Nennfrequenzbereich: ?1....?22V (bei –24V Speisespannung) 0...20kHz (–3dB) bei C – Last = 10nF 0...15kHz (?3dB) bei C – Last = 20nF Anstiegszeit: Ausgangswiderstand: Lastwiderstand: < 15μs, bei C ? Last = 1nF ca. 100Ω regul?r 100kΩ (für R=10kΩ, Fehler < 1% )

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Page 45

4.6.4

Fehler und Toleranzen
Verst?rkungsfehler Versorgungsspannungseinflu? auf den Messwert: Langzeitdrift Temperatureinflu?: ? auf den mittleren Spannungswert: ? auf die Verst?rkung: St?rspannung Kalibrierung siehe 4.6.4.1 siehe 4.6.4.2 < 10mVeff bei C?Last = 1nF durch uml?tbare Widerst?nde und Potentiometer im Konverter ist ein Abgleich auf unterschiedliche Aufnehmer und Wellenmaterialien m?glich. Der Abgleich erfolgt im Werk, kann aber gegebenenfalls durch die epro ? Inbetriebnahmeingenieure oder durch den Kunden durchgeführt werden, wenn ein spezieller Prüf? und Abgleichaufbau vorhanden ist. Der Abgleich ist im Abschnitt 4.4.4. beschrieben. < 20mV/V 0,3% max. (bei ?30...+70_C) <1% im Bereich 0....1000Hz und C ? Last < 20nF

Messstreckenfehler Alle Fehlerangaben beziehen sich auf den Nennmessbereich (als Bezugswert). Linearit?tsfehler sind als Abweichung von der Geraden definiert, die durch den Einstellwert –10V (?12V für J2 offen) geht und deren Steigung durch die Sollempfindlichkeit gegeben ist. Absolute Linearit?tsfehler in den Standardmessbereichen mit CON 021 bzw CON 031mit: PR 6422 PR 6423 PR 6424 PR 6425 PR 6426  ±1,5%  ±1%  ±1,5%  ±0...?6%  ±1,5%

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Absolute Linearit?tsfehler (CON021(031) / 91x?xxx):

und

Sensortemperatureinfluss

Sondermessbereiche

mit

Sensortyp

Messbereich [mm]

Sonderversion

Linearit?tsfehler [%] ±2,00 ±1,50 ±2,00 ±1,00 ±1,50 ±2,00 ±1,50 ±2.00 ±3,00 ±4,00 ±1,50 ±2,00 ±2,50 ±3,50

Temperaturfehler* [%/10K] ±1,8 ±1,4 ±1,8 ±0,7 ±1,4 ±2,6

Grundluftabstand [mm] (ca.) 0,6 0,8 1,0 0,7 0,7 0,6 1,0

PR 6422 PR 6423

1,5 3 4 6

912?015 913?030 913?040 914?060 914?080 914?100 915?040 915?060 915?080 915?100 916?120 916?160 916?200 916?240

PR 6424

8 10 4

PR 6425

6 8 10 12

±1,5 ±1,7 ±3,0 ±2,2 ±2,3 ±2,8 ±3,6

1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5

PR 6426

16 20 24

* Maximaler Temperaturfehler über den vollen Sensortemperaturbereich

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Page 47

4.6.4.1 Temperaturgang Konverter (absolute Abweichung)
Die nachfolgenden Tabellen zeigen den Einfluss der Konvertertemperatur auf die Ausgangsspannung des Konverters mit Standardmessbereich sowie mit Sondermessbereichen. Alle Angaben beziehen sich auf +23°C Umgebungstemperatur. Um die Wirbelstrommessketten zu komplettieren wurden für die Messungen Sensoren vom Typ PR 6422 und PR 6426 verwendet. Aufgrund ihrer Güte bilden die beiden Sensortypen die Einstellgrenzen von Verst?rkung und Nullpunkt. Messung mit PR 6422:

TemperaMittenAusgangsturbereich spannung spannungsbereich [V] [V] [5C] Standard ?35…10 ?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*)

Abweichung [mV] Messbereich 2?fach erweitert 0 / +1800 0 / +4300 0 / +2700 +400 / ?300 +800 / ?500 +500 / ?400 ?200 / 0 ?500 / +100 ?400 / ?100 3?fach erweitert 0 / +2100 0 / +6500 0 / +4100 ?300 / +300 ?900 / +800 ?800 / +700 ±200 ?400 / + 800 ±400

0 / +1200 0 / +1900

?4(?2*)…?16(?14*)** 0 / +1500 10…70 ?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*) ±200 ±200

?4(?2*)…?16(?14*)** ±200 70…100 ?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*) +100 / ?100 +200 / ?100

?4(?2*)…?16(?14*)** ?100 / 0
*

Werte in Klammern für Konverterausgangsbereich ?2V…?18V Bereich bis 75% des Ausgangsspannungsbereichs da in diesem Bereich oft die Triggerschwellen der Drehzahlmessung liegen.

**

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Messung mit PR 6426:

TemperaMittenAusgangsturbereich spannung spannungsbereich [5C] [V] [V] Standard

Abweichung [mV] Messbereich 2?fach erweitert 0 / +1600 0 / +3900 0 / +2400 +300 / ?400 3?fach erweitert 0 / +2200 0 / + 6500 0 / +4000 ?800 / +500 ?2100 / +1600 ?1800 / +1000 ?900 / ?700

?35…10

?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*)

0 / +1100 0 / +1700

?4(?2*)…?16(?14*)** 0 / +1400 10…70 ?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*) ±200

+300 / ?200 +700 / ?900

?4(?2*)…?16(?14*)** +250 / ?200 +400 / ?700 70…100 ?12(?10*) ?4(?2*)…?20(?18*) ?200 / ?100 ?500 / ?300

?200 / ?100 ?1200 / ?800 ?2300 / ?2000 ?2100 / ?1700

?4(?2*)…?16(?14*)** ?200 / ?100 ?900 / ?600
*

Werte in Klammern für Konverterausgangsbereich ?2V…?18V Bereich bis 75% des Ausgangsspannungsbereichs da in diesem Bereich oft die Triggerschwellen der Drehzahlmessung liegen.

**

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Page 49

4.6.4.2 Temperatureinfluss auf die Empfindlichkeit
Die nachfolgenden Tabellen zeigen den Temperatureinfluss auf die Empfindlichkeit des Konverters mit Standardmessbereich sowie mit Sondermessbereichen im Bereich ?35°C bis 100°C. Um die Wirbelstrommessketten zu komplettieren wurden für die Messungen Sensoren vom Typ PR 6422 und PR 6426 verwendet. Alle Angaben beziehen sich auf +23°C Umgebungstemperatur. Die angegebene Abweichung ist die Abweichung von der Empfindlichkeit in Messbereichsmitte. Messung mit PR 6422:

Messbereich

Abweichung von der Empfindlichkeit in [%] ?35°C ?15°C ?0,85 ?5,04 ?8,02 ?14,56 ?23,08 10°C 0,49 ?1,51 ?2,25 ?5,48 ?12,39 45°C 0,14 1,16 2,57 4,74 8,07 70°C ?0,43 ?0,58 3,18 1,73 4,47 100°C ?1,06 ?0,42 1,86 0,59 ?2,30

Standard 1,5?fach erweitert 2,0?fach erweitert 2,5?fach erweitert* 3,0?fach erweitert*
*

?5,60 ?11,80 ?17,73 ?27,47 ?38,49

Messketten mit PR 6422 und einem erweiterten Messbereich gr??er 2,0?fach stehen nicht zur Verfügung. Diese Werte sind mit aufgeführt um zwischen den Sensoren PR 6422 und PR 6426 zu Interpolieren.

Messung mit PR 6426:

Messbereich

Abweichung von der Empfindlichkeit in [%] ?35°C ?15°C ?3,44 ?8,36 ?11,82 ?21,53 ?29,21 10°C ?0,89 ?2,94 ?2,76 ?7,28 ?10,55 45°C 0,31 2,14 5,80 8,18 12,45 70°C ?0,26 1,70 5,16 11,71 19,76 100°C ?0,68 0,85 7,84 17,44 25,11

Standard 1,5?fach erweitert 2,0?fach erweitert 2,5?fach erweitert 3,0?fach erweitert

?5,61 ?11,61 ?16,80 ?28,90 ?38,28

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Beispieldiagramm für PR 6426 zur Veranschaulichung des Temperatureinflusses auf die Empfindlichkeit bei einem 3,0?fach erweiterten Messbereich (0 … 24mm).
0 12,0 24,0 Abstand [mm]

?4,0

?12,0

E2 = ?0,41 V/mm (?38,28%) ?20,0 E0 = ?0,67 V/mm E1 = ?0,84 V/mm (+25,11%)

Konverterausgangsspannung [V]

E0: Empfindlichkeit bei +23°C Umgebungstemperatur E1: Empfindlichkeit bei +100°C Umgebungstemperatur E2: Empfindlichkeit bei ?35°C Umgebungstemperatur

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Page 51

4.6.5

Umgebungsbedingungen
Temperaturen: ? Bezugswert ? Nennbetriebsbereich ? Grenzbetriebsbereich +23°C ?30 ... +100°C ?40 ... +105°C wenn nicht Ex?i geschützt (siehe 5.2) nicht für CSA (siehe 4.1.1) ?40 ... +105°C 0...95% ohne Betauung 10...60Hz mit a = 0,35mm 60...150Hz mit 5g konstant 40g für 6ms nach IEC 68?2?29 normkomform gem?ss: EN 55011(1998) & A1(1999) & A2(2001) (St?raussendung) EN 61362(1997) & A1(1998) & A2(2001) & A3(2003) IEC 61326?1:2005 einschlie?lich EN 61000?4?5:2006 (St?rfestigkeit) Der Konverter CON021/.. bzw. CON031/.. entspricht den oben genannten Spezifikationen. Die Testbedingungen wie Aufbau, Testpegel, Kriterien zum Bestehen, usw. sind in dem Dokument “CON0x1_EMV? Testspezifikationen” beschrieben. Dies Dokument erhalten sie auf Anfrage bei der epro GmbH. Geh?use ?abmessungen (mm) ?material Schutzart Gewicht siehe Fig 14 (CON 021) und Fig 15 (CON 031) AlMgSi0,5F22 IP 20 95 g (CON 021) , 85 g (CON 031) ohne Verpackung

? für Lagerung und Transport Relative Feuchte Vibration nach IEC 68?2?6 Schock CE – Konformit?t

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Page 52

5

EXPLOSIONSGESCH?TZTE INSTALLATION
Version 1.0

STOP

Die ATEX und CSA Zertifizierung gilt nur für vom Hersteller kalibrierte Konverter. Vom Hersteller kalibrierte Konverter sind sowohl mit einem CSA als auch mit einem Ex Konformit?tslabel versehen. Sollten diese Label nicht am Konverter angebracht sein, besitzt dieser keine entsprechend ATEX und/ oder CSA Konformit?t.

Die einzusetzenden Speisebarrieren mit U0 = -28V haben einen etwas geringeren Nennspannungsbereich als die Nennversorgungsspannung der 6000er Monitore.

STOP

Um ungewollte und st?rende Effekte zu vermeiden muss eine Diode in den Versorgungskreis der Ex-Barrieren eingebunden werden. Diese Diode muss zwischen Ex-Barriere und 6000er Monitor (Fig 7) implementiert werden. Ein entsprechendes Diodenmodul wird zusammen mit der Ex-Barriere in einem Set geliefert. Die Bestellnummer des Sets lautet 9500-00125.

Die Sensoren PR 6422 ... PR 6426 mit dem Konverter CON 021 / 031 dürfen unter folgenden Bedingungen in explosionsgef?hrdeten Bereichen der Zone 1 in Schutzart ”Eigensicherheit” – Ex ia IIC T4 - eingesetzt werden: Anschluss gem?? Fig 7 über je eine Sicherheitsbarriere zum Beispiel mit den Barrieretypen der Fa Stahl: Versorgungsstromkreis: Messstromkreis: Typ 9001/00-280/085/101 Typ 9001/00-280/020/101

Die Sicherheitsbarrieren müssen au?erhalb des explosionsgef?hrdeten Bereichs in Geh?usen oder Messschr?nken untergebracht werden, die mindestens der Schutzart IP 20 nach IEC 60529 entsprechen. Bei entsprechender Zulassung dürfen die Barrieren auch in Zone 2 installiert werden, in diesem Fall ist den Vorgaben des Herstellers der Barrieren zu folgen. Zur Erzielung des Potentialausgleichs müssen die Schutzleiteranschlüsse (Befestigungsbolzen, intern mit Klemme 2 der oben angegebenen Barrieren leitend verbunden) über eine Potentialausgleichsleitung mit den entsprechenden Schutzleiteranschlüssen innerhalb des explosionsgef?hrdeten Bereichs verbunden werden. Die Montageschiene für die Sicherheitsbarrieren soll isoliert errichtet werden. Im ATEX – Geltungsbereich ist die Potentialausgleichsleitung nach EN 60079-14 12.2.4 mit mindestens 2x1,5 mm2 oder 1x 4 mm2 Kupferleiterquerschnitten auszuführen, au?erhalb des ATEX – Bereiches sind die jeweils gültigen Installationsvorschriften zu befolgen. Die Gesamtkapazit?t der eigensicheren Stromkreise wird aus der Summe der Kapazit?ten des verwendeten Konverters und der Leitungskapazit?ten am Messausgang (zwischen Out, ⊥ und Schirm) sowie am Speiseeingang (–24 V, ⊥ und Schirm) berechnet. Die Kapazit?t des Sensorkreises ist nicht wirksam, die des Konverters betr?gt 6,5 nF (siehe technische Daten Kapitel 5.2).

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Page 53

Die maximal zul?ssige Gesamtleitungskapazit?t und Gesamtleitungsinduktivit?t der Verbindungsleitungen zwischen Konverter und Sicherheitsbarrieren h?ngt von den verwendeten Barrieren ab, die Angaben der folgenden Beispiele sind Herstellerangaben (1) bzw. wurden für die Verwendung in Zone 1 mit dem Programm Ispark der PTB berechnet(2) und gelten für den ATEX?Geltungsbereich:

Speisebarriere

Auswertebarriere

Zul?ssige Leitungska- Zul?ssige pazit?t (nF) Leitungsinduktivit?t (mH) IIC IIB
670 – 6,5 = 662,5

IIC

IIB

9002/00?260?138?0011

9002/00-260-138-001

87,0 ? 6,5 = 70,5

0,81 – 0,028= 5,1 – 0,028 = 0,782 5,072

9001/00-280/085/1012

9001/00-280/020/101

83,0 ? 6,5 = 76,5

230,0 ? 6,5 = 0,20 ? 0,028= 10,0 ? 0,028= 223,5 0,172 9,772 5,0 ? 0,028 = 4,772

9001/00-280/100/1012

9001/00-280/020/101

?

220,0 ? 6,5 = ? 213,5

1:

Die Barriere darf an eine Versorgungsspannung von maximal –23,5 V angeschlossen werden, kann also nur mit zwischengeschalteter Spannungsreduzierung um mindestens 3,2 V (z.B. Z-Diode 3,3V) direkt aus dem 6000er-System gespeist werden.

2:

Die Barriere darf an eine Versorgungsspannung von maximal –26,0 V angeschlossen werden. Bei Speisung aus dem 6000er – System ist eine L?ngsdiode vorzusehen, s.o..

Das Kapitel 6.1 enth?lt Beispiele für Leitungsl?ngen in Abh?ngigkeit von der eingesetzten Sicherheitsbarriere.

Beim Betrieb des Signalkonverters CON 021 / 031 in explosionsgef?hrdeten Bereichen ist zu beachten: ? Der Betrieb ist nur in entsprechenden Schutzgeh?usen zugelassen, die sicherstellen, dass Konverter und Geh?use keinen Schl?gen oder St??en ausgesetzt sind und dass Reibung von metallischen Teilen am Geh?use vermieden wird.

!

? Die Abgleichwiderst?nde R22 bis R24 dürfen nicht durch den Kunden ge?ndert werden. Eine Neukalibration muss durch den Hersteller erfolgen. Wird an einem Konverter, der zum Betrieb in explosionsgef?hrdeten Bereichen zugelassen ist, gel?tet, verliert er diese Zulassung. ? Wenn Sensoren mit Verl?ngerungskabel benutzt werden, muss der Zwischensteckverbinder mit zwei Schrumpfschl?uchen isoliert werden: Zuerst der schwarze und zus?tzlich der blaue Schrumpfschlauch müssen über den Zwischensteckverbinder geschrumpft werden. ? Der ?bergangswiderstand des Geh?uses zur Schutzerde darf h?chstens 1 MOhm betragen.

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Page 54

5.1

Spezielle Anforderungen für CSA – zugelassene Installationen
Installation in der Schutzklasse ?i“: ? Die Installation muss dem Control?Drawing 9200?00006 entsprechen.

!
5.2

Installation in der Schutzklasse ?nA“: ? Der Sensor darf nicht unter Spannung getrennt werden. ? Das verwendete Geh?use muss den Anforderungen der CAN/CSA E60079?15?02 oder UL 60079?25 2002 entsprechen.

Technische Daten, Explosionsschutz
Der Signalkonverter CON 021 / 031 ist beim Anschluss an bescheinigte, eigensichere Stromkreise zur Verwendung in explosionsgef?hrdeten Bereichen geprüft und bescheinigt für: Explosionsschutzklasse: cCSAus

’Intrinsically safe (Ex ia)’ Kennzeichnung: Class I, Div 1, Group ABCD T4 (Class 1, Zone 0/1) Ui = 28V, Ii = 140mA, Pi = 1W Ci = 6,5nF, Li = 3μH+25μH T4: -20 °C .. +80 °C Control Dwg CDG_9200-00006n (Fig 8) Normen: CSA C22.2 No. 61010-1-04 (Electrical safety) CSA C22.2 No. 157-92 (Intrinsically safe division 1) CSA C22.2 No. 25 (Group E,F,G) ANSI/UL Standard 913 (Intrinsically safe division 1) ANSI/UL Standard 1604 (Standard for electrical equipment DIV 2 and Class III) ’non – incendive (Ex nA)’ Kennzeichnung: Class I, Div 2, Group ABCD T4 (Class 1, Zone 2) AEx nA II T4 T4: -20 °C … + 80 °C Normen: CSA C22.2 No. 213-M1987 (Non incendive division 2) CSA E60079-15 (zone 2, type n) UL 60079-15-02 2002 (protection “n”)

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ATEX

’Eigensicherheit’ (ia) Kennzeichnung: II 2G Ex ia IIC T4 -20°C < Ta < 80°C Gb

EG-Baumusterprüfbescheinigung: gem?? EU Richtlinie 94/9/EG ( PTB 03 ATEX 2151, Erg?nzung 3) Normen: EN 60079-0:2009, Ger?te - Allgemeine Anforderungen, EN 60079-11:2012, Eigensicherheit ” i ”

Installation: Siehe Fig 7 Anschluss der Stromkreise über je eine Sicherheitsbarriere z.B. der Fa. Stahl, Künzelsau Versorgungsstromkreis: Messstromkreis: Allgemein: Typ 9001/00-280/085/101 Typ 9001/00-280/020/101

Elektrische Daten: Ausgangs- und Versorgungsstromkreis: Klemmen - 24V, Output und ⊥ in Zündschutzart ”Eigensicherheit” nur zum Anschluss an bescheinigte eigensichere Stromkreise mit folgenden H?chstwerten: Leerlaufspannung: Summe der Kurzschlussstr?me: Summe der Leistungen: In dem Ausgangs- und VersorCi = 6,5 nF gungsstromkreis wirksame innere Li = 0,003 +Lsensor [mH] Kapazit?t und Induktivit?t: Sensorstromkreis: in Zündschutzart ”Eigensicherheit” nur zum Anschluss an Sensoren, die gemeinsam mit ihrem Anschluss- und ggf. Verl?ngerungskabel die angegebenen h?chstzul?ssigen Kapazit?ten und Induktivit?ten nicht überschreiten. Ui = -28V ∑Ii = 140mA ∑Pi = 1W

Kapazit?t und Induktivit?t der Sensoren inklusive Anschluss- und ggf. Verl?ngerungskabel. Sensor: PR6422...6426 mit 4m Kabel Pro weiterem Meter Kabel Kapazit?t (Csensor) ≤ 450 pF + 110 pF Induktivit?t (Lsensor) ≤ 25 μH vernachl?ssigbar

Temperaturklassifikation der Sensoren PR6422...6426:

T3: -20 °C .. 160 °C T4: -20 °C .. 114 °C T6: -20 °C .. 84 °C

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2?level terminal with diode 2?st?ckige Klemme mit Diode Diode is only necessary with supply voltages higher than ?26V. Diode ist nur notwendig bei Versorgungsspannungen gr??er als ?26V.

/

Safety barrier for supply / Sicherheitsbarriere für Speisung 9001/00?280/085/101
3 1

4 CON 021 / 031 ?24V PR 6422 .... PR 6426 PE

2 ?26,7 V 0V 1 Input lo Input hi

out

3

4

2 Safety barrier for measurement PE Sicherheitsbarriere für Messung 9001/00?280/020/101

potential hazardous area explosionsgef?hrdeter Bereich

equalizer

Potential ausgleichsleiter non hazardous area nicht explosionsgef?hrdeter Bereich

Fig 7:

Connection diagram for intrinsically safe installation / Anschlussdiagramm für eigensichere Installation

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Page 57

Fig 8:

Control drawing 9200?00006n, Rev.: 02

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5.3

Status des Kapitels ?Explosionsgeschützte Installation“
Version 1.0 Datum 20.03.2013 Bemerkung / ?nderung Initialversion

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Page 59

6

EX ? APPLIKATION
In diesem Kapitel wird beispielhaft der Einfluss der verwendeten Sicherheitsbarriere auf die Kabell?nge zwischen Konverter und Barriere sowie auf das Sensorsignal beschrieben.

6.1

Einfluss von Sicherheitsbarrieren auf die Kabell?nge
Die zul?ssige maximale Leitungsl?nge h?ngt von der verwendeten Sicherheitsbarriere und den daraus resultierenden max. Leitungskapazit?ten LC und Leitungsinduktivit?ten LL sowie den elektrischen Eigenschaften der gew?hlten Leitung ab. Bei der Verwendung der folgenden Sicherheitsbarrieren der Firma Stahl Versorgungsstromkreis: Messstromkreis: Typ 9001/00-280/085/101 Typ 9001/00-280/020/101

betr?gt damit für die Explosionsgruppen IIC: CL max = 76,6 nF, LL max = 0,172 mH und für IIB: CL max = 223,5 nF, LL max = 9,772 mH (Ader gegen Ader und Ader gegen Schirm). Die nachfolgende Tabelle gibt maximale Leitungsl?ngen zwischen Konverter und Sicherheitsbarriere in Abh?ngigkeit vom Leitungs? und gew?hltem Sicherheitsbarrierentyp für die Zone 1 und der Gasgruppe IIC an. Sind die Werte der Leitungskapazit?ten und Leitungsinduktivit?ten nicht bekannt, so müssen die Werte für eine Standardleitung nach EN 60079?14, Kapitel 12 angenommen werden. Diese sind mit einer Leitungskapazit?t von 200 nF/km und einer Leitungsinduktivit?t von 1 mH/m definiert.

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Leitungsl?nge lmax [m] Barriere Versorgungsstromkreis: Barriere Messstromkreis: Leitungstyp C L Leitung Leitung [nF/m] [mH/m] 2x200 1 172 9001/00?280/085/101 9001/00?280/020/101

Standardleitung nach EN 60079?14 Kap. 12 LiYCY?CY 2x2x0,25 (Helukabel, Typ 21077) Li2YCY (TP) 2x2x0,22 (Lappkabel, Typ 0031320) Li2YCYv 2x2x0,22 (Helukabel, Typ 21129) Li2YCY?PIMF 2x2x0,22 (TKD, Helukabel Typ 43553)

2x150

1

172

2x60

0,65

256

2x72

0,66

261

2x75

0,4

430

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Page 61

6.2

Einfluss von Sicherheitsbarrieren auf das Sensorsignal
Bei Verwendung von Sicherheitsbarrieren der Firma Stahl vom Typ 9001/00-280-085-101 für den Versorgungsstromkreis und vom Typ 9001/00-280-020-101 für den Messstromkreis ergibt sich, abh?ngig vom Konvertertyp, bei Speisung der Konverter mit ?26V folgender Einfluss auf die maximale Ausgangsspannung: CON 021 / 031: CON 021/91x bzw. 031/91x → max. Ausgangsspannung ca. -17 V → max. Ausgangsspannung ca. -15,5 V

Bei sehr langen Leitungen zwischen Sicherheitsbarrieren und Messverst?rker kann durch den L?ngswiderstand der Sicherheitsbarriere (1590 Ω bei Barriere 9001/00-280/020/101) und durch die Leitungskapazit?t die obere Grenzfrequenz herabgesetzt werden: -3dB bei f = 2kHz und CL = 50nF, entsprechend 330m Leitung mit 150nF/km -1dB bei f = 2kHz und CL = 25nF, entsprechend 165m Leitung mit 150nF/km

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Page 62

7

FIGURES AND CERTIFICATES / ABBILDUNGEN UND ZERTIFIKATE

7.1

Figures / Abbildungen

Stab. Oscillator
Amplitude detector

?24V

Shaft Welle Sensor
Oszillator

Low?pass filter

Linearis. output network amplifier

OUT

Amplituden? detektor

Tiefpass filter

Linearis. netzwerk

Ausgangs? verst?rker

Fig 9:

Block diagram / Blockschaltbild

?24V

ge J1 br

gn
R25

J1 gn

R25

sw

bl

R22 R24 J2

R22 R23 R24 J2

Layout CON021
Fig 10:

Layout CON031

Layout of CON 021 & CON031 / Bauteileanordnung CON021 & CON031

sw
R23

bl

?24V

out

out

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Page 63

output? signal [V]

?20 ?18 ?16 ?14 ?12 ?10 ?8 ?6 ?4 ?2
?X

?4 ... ?20V 2 1 ?2 ... ?18V

0

ao
0 A min

aA
A ce

Distance Weg A max

aN

_ X i (t) Shaft

aA ao aN
_ X i (t)

working range Basic air gap / zero gap nominal distance ( a
N

aA ao
=a
o

Arbeitswegspanne / Arbeitsbereich Grundluftspalt Nennabstand ( a
N

+ 0,5 x a

A

)

aN

instantaneous distance centre point min. distance max. distance / fsd characteristical curve ?2...?18 V characteristical curve ?4...?20 V

_ X i (t)

=a

o

+ 0,5 x

aA

)

Momentaner Abstand / Wellenverlagerung Mittelpunkt / Nullpunkt Arbeitsbereich min. Abstand / Startpunkt Arbeitsbereich max. Abstand / Endpunkt Arbeitsbereich Kennlinie ?2...?18 V Kennlinie ?4...?20 V

A ce A min A max 1 2

A ce A min A max 1 2

Fig 11:

Characteristical curve / Kennlinie

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Page 64

μm V

Sensor: PR 6423

150

?13,2 ?12,8

Shaft vibration signal Wellenschwingungssignal

100

0 ? peak

peak ? peak

50

?12,4

Quasi static displacement Quasistatische Verlagerung

0

?12,0 ?11,6 time Zeit

nominal distance a nominaler Abstand a
N

N

?50 ?100

?11,2

selected voltage range: ?4...?20V gew?hlter Spannungs? bereich: ?4...?20V transducer face plane Sensorkopfebene

Fig 12:

Shaft vibration signal, example / Wellenschwingungssignal, Beispiel

Converter CON 021 / 031

Junction box Verteiler
twistet wires verdrillte Adern

Cabinet Schaltschrank Monitor Input low Input high

OUT ?24V

Common 0V ?24V

Fig 13:

Connection diagram, example / Anschlu?diagramm, Beispiel

Direction for Use (GB) / Gebrauchsanleitung (D) Converter CON 021 / CON 031 Figures and Certificates / Abbildungen und Zertifikate

Page 65

86 41 31 41

38,5

?24V

OUT

20

72 4x5,3 2x4.2

9

OUT
50.8 56
18

?24V
26
10.6

50.8

Fig 14:

CON 021 Dimensions / CON 021 Abmessungen

Direction for Use (GB) / Gebrauchsanleitung (D) Converter CON 021 / CON 031 Figures and Certificates / Abbildungen und Zertifikate

Page 66

41
?24V OUT

92

41

=

1.5

=

20

72 4x5.3 2x4.2

15

Sensor 56 50.8

OUT ?24V 26
10.6

50.8

10.6

Fig 15:

CON 031 Dimensions / CON 031 Abmessungen

Supply DC 24 V

Converter Konverter ?12.011 V DC

μm scale μm Skala

Transducer Aufnehmer

Micrometer caliper Mikrometer? schraube Measuring object Me?objekt Material

Fig 16:

Measuring arrangement for calibration / Messaufbau für Kalibrierung

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Page 67

7.2

Certificates / Zertifikate

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Page 68

Direction for Use (GB) / Gebrauchsanleitung (D) Converter CON 021 / CON 031 List of Changes / ?nderungsliste

Page 69

8

LIST OF CHANGES / ?NDERUNGSLISTE
Version / Edition Edition 9
Hardware Revision 03

Date / Datum 20.03.2013

Changes / ?nderungen Ex related information has been merged in one chapter Ticket #3160

Edition 9.1
Hardware Revision 03

28.06.2013

Edition 9.2
Hardware Revision 03

23.04.2014

Update CE Certificate


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