1-RU-72683-1.6

Руководство по эксплуатации

Введение

Настоящее руководство предназначено для ознакомления обслуживающего персонала с монтажом и эксплуатацией датчика уровня поплавкового с цифровым выходным сигналом RS-485 ПДУ-RS-Exd (далее – «датчик»), изготавливаемого по ТУ 26.51.52-004-46526536-2018.

Расшифровка условного обозначения датчика:

Graphic

Назначение

Датчик предназначен для преобразования значения уровня жидкости в цифровой код и передачи его по сети RS-485 (протокол Modbus RTU).

Датчик применяется в составе систем контроля и регулирования уровня жидкости (воды, водных растворов, светлых нефтепродуктов и иных жидких сред, в том числе и агрессивных, за исключением коррозионно-активных по отношению к материалу датчиков) в различных резервуарах.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Наименование параметра

Значение

Характеристики питания

Напряжение питания постоянного тока

12…42 В

(номинальное – 24 В)

Потребляемая мощность, не более

0,35 ВА

Выходной сигнал

RS-485

Время установления рабочего режима (предварительный прогрев):

  • после включения напряжения питания, не более

  • после кратковременного (не более 5 с) пропадания напряжения питания, не более

10 мин

10 с

Метрологические характеристики

Диапазон преобразования уровня (L)

от 0 до 250...4000 мм (в зависимости от исполнения)

Дискретность преобразования

5 или 10 мм (в зависимости от исполнения)

Интерфейс связи RS-485

Скорости обмена

9600, 14400, 19200, 38400, 57600,

115200 бит/с

Протокол связи

Modbus RTU

Режим работы в сети

Slave

Входное сопротивление

96 кОм (1/8 от стандартной нагрузки)

Время установления выходного сигнала после изменения входного сигнала, не более

0,5 с

Характеристики конструкции

Расположение оси крепежного отверстия датчика в резервуаре

вертикально

Тип присоединения

G2 для стандартных моделей*

Материал рабочей части датчика

Сталь 12Х18Н10Т (арматура),AISI 316L(поплавок),Сталь А2 (винт ограничительного кольца)

Степень защиты корпуса по ГОСТ 14254:

  • погружная часть

  • корпус

IP68

IP67

Максимальный диаметр отверстия кабельного ввода

8,5 мм

Параметры взрывозащиты

Маркировка по ГОСТ 31610.0 (IEC 60079-0) с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемые оболочки «d»

1 Ex d IIC T4 Gb

Характеристики надежности

Средняя наработка на отказ, не менее

50000 ч

Средний срок службы, не менее

12 лет

Условия эксплуатации

Температура окружающей среды

-40…+85 °С

Температура рабочей среды

-60…+120 °С

Относительная влажность воздуха, не более

95 %

Атмосферное давление

84…106,7 кПа

Давление рабочей среды, не более:

  • для датчиков с резьбовым присоединением G2 и с фланцевым присоединением

  • для датчиков с присоединением CLAMP

2 МПа

1 МПа

Плотность рабочей среды, не менее

0,65 г/см3

Параметры предельных состояний

Предельное напряжение питания постоянного тока

46 В

Предельная температура окружающей среды

+90 °С**

Предельная температура рабочей среды

+125 °С**

* Присоединение CLAMP DN65, DN80, DN100 по DIN 32676.

** Возможен выход датчика из строя.

Фланцевое крепление в соответствии с ГОСТ 33259-2015 (DN ≥ 65; PN ≤ 25).

Меры безопасности

По способу защиты от поражения электрическим током датчик относится к классу III по ГОСТ 12.2.007.0.

В ходе эксплуатации датчика следует соблюдать требования ГОСТ 12.3.019, Правил эксплуатации электроустановок потребителей и Правил охраны труда при эксплуатации электроустановок потребителей.

Монтаж, подключение и техобслуживание датчика должны производить только квалифицированные специалисты после прочтения настоящего руководства по эксплуатации и прохождения инструктажа по технике безопасности на объекте.

Подключение и отключение датчика следует проводить только при отключенном электропитании.

Остальные меры безопасности – согласно правилам техники безопасности, распространяющимся на оборудование, совместно с которым (или в составе которого) используется датчик.

Подготовка к работе

  1. Распаковать датчик и проверить комплектность (подробнее см. раздел). Проверить отсутствие механических повреждений.

  2. Удостовериться в герметичности взрывонепроницаемой оболочки, обеспечивающей сохранение технических характеристик датчика во взрывоопасной зоне.

  3. Подключить датчик к ПК через преобразователь интерфейсов RS-485/USB (например, ОВЕН АС4-М).

  4. Произвести настройку датчика с помощью ПО верхнего уровня, поддерживающей протокол Modbus RTU.

  5. После настройки отключить датчик от ПК и выполнить монтаж на объекте (см. раздел).

Примечание
Не рекомендуется отключать датчик от ПК до полного завершения процедуры конфигурирования.

Распаковка и перемещение

Во время извлечения из упаковки и перемещения датчика следует соблюдать условия:

  • датчик длиной до 2 м одной рукой удерживать за металлический корпус, а второй – за трубку арматуры на расстоянии около 1 м от корпуса;

  • датчик длиной более 2 м извлекают из упаковки и переносят два человека: одной рукой следует удерживать датчик за металлический корпус, а далее поддерживать трубку арматуры через каждый 1 м (см. рисунок).

Внимание
Несоблюдение данного указания может привести к серьезному повреждению и/или поломке датчика.
Graphic
Перемещение датчика длиной более 2 м

Монтаж на объекте

Опасность
Монтаж, демонтаж и замена датчика должны проводиться при полном отсутствии рабочей среды и избыточного давления в резервуарах и магистралях, при полностью обесточенном оборудовании.
Внимание

Боковое воздействие потока жидкости может привести к изгибу арматуры датчика и к поломке измерительного узла при отклонении от вертикальной оси более чем на 5 мм на каждый 1 м длины арматуры.

Во избежание повреждения датчика  в резервуаре с большой скоростью потока жидкости, рекомендуется:

  1. Обеспечить дополнительное крепление в резервуаре за нижнюю часть арматуры датчика, не затрагивая конструкцией крепления рабочую область движения поплавка.

  2. Помещать датчик в успокоительной трубе диаметром не менее 75 мм, связанной внутренним объёмом с рабочей средой.

Необходимо убедиться, что поплавок не соприкасается с внутренней стенкой успокоительной трубы по всей рабочей области движения поплавка.

Также рекомендуется помещать датчик в успокоительной трубе для обеспечения стабильности показаний, если в резервуаре присутствует рябь или волны на поверхности жидкости.

Внимание

Перед установкой датчика следует:

  • убедиться, что габаритные и присоединительные размеры на технологическом объекте соответствуют размерам датчика (см. рисунок) – для исполнений с присоединительной резьбой G2;

  • удостовериться в неагрессивности рабочей среды по отношению к контактирующим с ней материалам датчика.

Несоблюдение данного указания может привести к серьезному повреждению/поломке оборудования и/или датчика.

Graphic
для датчиков с L<1500 ммдля датчиков с L≥1500 мм
Габаритные и присоединительные размеры

Для исполнений датчика с присоединительной резьбой G2 монтаж должен производиться с помощью штатной присоединительной резьбы. Для исполнений датчика с фланцем монтаж следует производить в соответствии с ГОСТ 33259.

Внимание

1. Во время монтажа датчик следует удерживать только за металлический корпус.

2. Рекомендуется дополнительное закрепление нижнего конца рабочей части датчика с длиной от 1500 мм в подвижных объектах или движимой среде.

3. Ось датчика, вдоль которой перемещается поплавок, должна располагаться вертикально.

Монтаж внешних электрических связей

При монтаже датчика необходимо учитывать меры безопасности, представленные в разделе.

Монтаж проводов (см. рисунок):

  1. Заземлить корпус датчика (поз. 1).

  2. Отвинтить крышку датчика (поз. 2).

  3. Ввести кабель внутрь корпуса через кабельный ввод (поз. 3).

    Внимание

    1. Подводимые к датчику цепи должны быть выполнены кабелем, предназначенным для работы во взрывоопасных зонах по ГОСТ IEC 60079-14-2013, с 2-мя витыми парами сечением каждой токоведущей жилы не менее 0,2 мм2. Для обеспечения герметичности оболочки датчика использовать кабели с внешним диаметром от 6 до 8 мм. Для подключения рекомендуется применять бронированный кабель.

    2. Перед монтажом кабель должен быть предварительно разделан: очищен от внешней изоляции, концы проводов зачищены на длине 5 – 6 мм и залужены или оконцованы.

    3. Во время монтажа датчиков во взрывоопасных зонах не допускается применять кабели с полиэтиленовой изоляцией (согласно п.п. 7.3.102 Правил устройства электроустановок).

    4. Рекомендуется подключать прибор к индивидуальному источнику питания кабелем длиной не более 3 м. Не рекомендуется подключать прибор к распределительным сетям питания постоянного тока.

    Graphic
    Монтаж внешних электрических цепей

  4. Выполнить подключение внешних электрических цепей. Провода следует монтировать между пластинами (поз. 4).

    Подключение датчика следует выполнять в соответствии со схемами, приведенными на рисунках и.

    Graphic
    Схема подключения с подключением экрана по схеме выравнивания потенциала
    Graphic
    Схема подключения с подключением экрана к заземлению

    Контакт 3 предназначен для выравнивания потенциалов между различными абонентами сети и может быть подключен двумя способами:

    • посредством экрана витой пары, как показано на рисунке, при условии, что ни на одном из абонентов сети экран не будет подключен на защитное заземление;

    • отдельным проводником без использования экрана кабельного соединения.

    Также экран может использоваться исключительно как защитный; в этом случае экран должен подключаться к заземлению, как показано на рисунке.

    Опасность
    При подключении источника питания требуется соблюдать полярность! Подключение напряжения источника питания к контактам 3, 4, 5 приводит к выходу из строя датчика.
  5. Затянуть гайку кабельного ввода (поз. 3). Уплотнительное кольцо должно полностью облегать кабель. При необходимости, закрепить защитную оболочку кабеля в кабельном вводе с помощью планки.

  6. Установить крышку на корпус, завинтить (поз. 5).

  7. Установить фиксатор, опломбировать датчик после окончательного монтажа (поз. 6).

Примечание
При построении сети RS-485 по концам ее линии должно быть установлено согласующее сопротивление номиналом 120 Ом.

Работа датчика в сети RS-485

Датчик следует настраивать с помощью Универсального конфигуратора ОВЕН (ссылка на скачивание – https://owen.ru/soft/owen_configurator).

Датчик может работать только в режиме Slave по протоколу обмена данными ModBus RTU.

В датчике реализовано выполнение функции Modbus:

  • 03 (0х03): чтение из нескольких регистров хранения;

  • 06 (0х06): запись значения в один регистр хранения;

  • 16 (0х10): запись значений в несколько регистров хранения.

Первое подключение к датчику следует выполнить с учетом заводских сетевых настроек:

  • скорость обмена: 9600 бит/с;

  • длина слова данных: 8 бит;

  • контроль четности: отсутствует;

  • количество стоп-бит: 1 бит;

  • сетевой адрес датчика: 16.

Примечание

У каждого датчика в коммуникационной сети должны быть:

  • уникальный адрес, отличный от адресов прочих устройств сети;

  • одинаковая скорость передачи данных.

Значение измеренного уровня находится в регистре 2200, тип данных WORD. Единицы измерения уровня – миллиметры.

Перечень параметров, доступных по RS-485, приведен в Приложении А.

Для корректной настройки датчика не через Универсальный конфигуратор ОВЕН необходимо соблюдать последовательность действий:

  1. Настроить сетевые параметры.

  2. Применить новые сетевые параметры (регистр 5611).

  3. Настроить общие параметры и параметры измерителя.

  4. Записать параметры во флеш (регистр 1402).

При необходимости восстановления заводских сетевых настроек без подключения к датчику через интерфейс RS-485 следует выполнить действия:

  1. Отключить питание датчика.

  2. Отключить датчик от сети RS-485.

  3. Соединить линию А с контактом «Общий RS-485» (установить перемычку между клеммами 3 и 4).

  4. Включить питание датчика.

  5. Выдержать не менее 5 с и отключить питание датчика.

Маркировка

На корпус датчика наносятся:

  • наименование датчика;

  • диапазон преобразования уровня;

  • род питающего тока и напряжения питания;

  • знак соответствия требованиям ТР ТС (ЕАС);

  • степень защиты по ГОСТ 14254;

  • класс защиты от поражения электрическим током по ГОСТ 12.2.007.0;

  • маркировка взрывозащиты 1 Ex d IIC T6 Gb по ГОСТ 31610.0 (IEC 60079-0) и ГОСТ IEC 60079-1;

  • наименование органа по сертификации и номер сертификата;

  • заводской номер и дата выпуска;

  • страна-изготовитель;

  • товарный знак.

Упаковка

Датчик упаковывается в потребительскую тару в соответствии с ГОСТ 23088.

Для почтовой пересылки датчик упаковывается по ГОСТ 9181.

Транспортирование и хранение

Датчик должен транспортироваться в закрытом транспорте любого вида. Крепление тары в транспортных средствах следует производить согласно правилам, действующим на соответствующих видах транспорта.

Условия транспортирования должны соответствовать условиям 5 по ГОСТ 15150 при температуре окружающего воздуха от минус 25 до +55 °С с соблюдением мер защиты от ударов и вибраций.

Перевозку следует осуществлять в транспортной таре поштучно или в контейнерах.

Условия хранения в таре на складе изготовителя и потребителя должны соответствовать условиям 1 по ГОСТ 15150. В воздухе не должны присутствовать агрессивные примеси.

Датчик следует хранить на стеллажах. Срок хранения датчика – не более 12 месяцев.

Консервация датчика не предусматривается.

Комплектность

Датчик 1 шт.
Паспорт и гарантийный талон1 экз.
Руководство по эксплуатации1 экз.

Предупреждение
Изготовитель оставляет за собой право внесения дополнений в комплектность изделия. Полная комплектность указывается в паспорте.

Гарантийные обязательства

Изготовитель гарантирует соответствие датчика ТУ при соблюдении условий эксплуатации, транспортирования, хранения и монтажа.

Гарантийный срок эксплуатации – 24 месяца со дня продажи.

В случае выхода датчика из строя в течение гарантийного срока при соблюдении условий эксплуатации, транспортирования, хранения и монтажа предприятие-изготовитель обязуется осуществить его бесплатный ремонт или замену.

Порядок передачи датчика в ремонт содержится в паспорте и гарантийном талоне.

Протокол обмена по RS-485

Параметры датчика, доступные по RS-485

Наименование параметра

Номер первого регистра

Кол-во регистров

Тип

Допустимые значения(1)

Тип доступа(2)

DEC

HEX

Общие параметры

Название датчика

1000

3E8

3

STRING(6)

«PDU_RS»

RO

Версия ПО

1006

3EE

3

STRING(3)

«1.00»…«99.99»

RO

Состояние датчика

1300

514

1

WORD

см.

таблицу Б.

RO

Управление параметрами

Восстановить заводские сетевые настройки

1400

578

1

WORD

0/1

RW

Записать параметры в Flash-память

1402

57A

1

WORD

0/1

RW

Оперативные параметры

Значение уровня, мм

2200

898

1

WORD

0…4000

RO

Параметры измерителя

Верхний предел измерения, мм

5302

14B6

1

WORD

0…4000

RO

Нижний предел измерения, мм

5303

14B7

1

WORD

0…4000

RO

Верхний предел регистрации, мм(3)

5304

14B8

1

WORD

0…4000

RW

Нижний предел регистрации, мм(3)

5305

14B9

1

WORD

0…4000

RW

Постоянная времени фильтра, с(4)

5306

14BA

1

WORD

0 – фильтр отключен;

1…10

RW

Сетевые параметры

Тип протокола обмена

5601

15E1

1

WORD

1 – Modbus RTU

RO

Адрес датчика

5602

15E2

1

WORD

1…16…247

RW

Скорость обмена, бит/с

5603

15E3

1

WORD

0 – 9600; 1 – 14400; 2 – 19200; 3 – 38400; 4 – 57600; 5 – 115200

RW

Количество бит данных

5604

15E4

1

WORD

8 – 8 бит

RO

Контроль четности

5605

15E5

1

WORD

0 – нет; 1 – четный; 2 – нечетный

RW

Количество стоп-битов

5606

15E6

1

WORD

0 – 1 бит; 1 – 1,5 бита; 2 – 2 бита

RW

Применить новые сетевые параметры

5611

15EB

1

WORD

0/1

RW

(1) Заводские сетевые настройки выделены полужирным курсивом.

(2) Обозначение типа доступа: RO – только чтение, RW – чтение/запись.

(3) Параметры задаются только в пределах измерения датчика и предназначены для сигнализации выхода уровня за верхнюю или нижнюю уставку (при необходимости).

Сигнал формируется в параметре «Состояние датчика» при выходе уровня за границы установленного диапазона на 10 мм.

(4) По умолчанию постоянная времени равна 0 (экспоненциальный фильтр отключен).

При значительных колебаниях уровня жидкости может возникнуть необходимость сглаживания измерений.

Нужно увеличивать параметр постоянной времени, наблюдая за степенью уменьшения колебаний измеренного значения.

Возможные неисправности и способы их устранения

Битовая маска параметра «Состояние датчика» (регистр 1300)

Номер бита*

Ошибка / критический отказ

Возможные причины / ошибки пользователя

Метод устранения / действия пользователя

0

Ошибка аналого-цифрового преобразователя

Внутренняя ошибка прибора

Связаться со службой технической поддержки

1

Обрыв цепи питания сенсора

Обрыв в цепи питания сенсора

Провести визуальный контроль подключения сенсора к контактам 6, 7, 9:

• при обнаружении обрыва – устранить его, осуществив подключение согласно рисунку или;

• при отсутствии видимых обрывов – связаться со службой технической поддержки

2

Замыкание в цепи питания сенсора

Сенсор неверно подключен

Осуществить подключение сенсора в соответствии с рисунком или

Короткое замыкание в цепи питания сенсора

Связаться со службой технической поддержки

3

Обрыв сигнальной цепи сенсора

Обрыв сигнальной цепи сенсора

Провести визуальный контроль подключения сенсора к контактам 6, 7, 9:

• при обнаружении обрыва – устранить его, осуществив подключение согласно рисунку или;

• при отсутствии видимых обрывов – связаться со службой технической поддержки

4

Выход за диапазон измерения

Внутренняя ошибка прибора

Связаться со службой технической поддержки

5

Выход за диапазон регистрации (вверх)

Пользователь установил слишком низкой верхнюю границу регистрации

Установить верхнюю границу регистрации в соответствии с системными потребностями

Нормальная реакция датчика на повышение измеряемого уровня

(выход за уставку)

Нормальное функционирование датчика

6

Выход за диапазон регистрации (вниз)

Пользователь установил слишком высокой нижнюю границу регистрации

Установить нижнюю границу регистрации в соответствии с системными потребностями

Нормальная реакция датчика на понижение измеряемого уровня

(выход за уставку)

Нормальное функционирование датчика

7

Ошибка встроенного ПО

Внутренняя ошибка прибора

Связаться со службой технической поддержки

Примечание

* Значения бита: 0 – отсутствие ошибок, 1 – наличие одной из указанных ошибок.

Возможные неисправности
Ошибка / критический отказ

Возможные причины / ошибки пользователя

Метод устранения / действия пользователя

Нет связи с датчиком

Не соблюдена полярность при подключении источника питания

Проверить схему подключения

Короткое замыкание в цепи питания на клеммах датчика

Проверить корректность подключения

Неправильное подключение интерфейса связи RS-485

Проверить схему подключения