Fehlersuche in 4–20-mA-Stromschleifen 1©2013 Fluke Corporation. Tests und Fehlersuche in...
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- Folie 1
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 12013 Fluke Corporation.
Tests und Fehlersuche in 420-mA-Steuerungsschleifen Webinar-Serie:
Fehlersuche in Prozessen
- Folie 2
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 22013 Fluke Corporation.
Inhalt dieser Folge Wie funktioniert eine
420-mA-Steuerungsschleife? Welche Fehler knnen in einer
420-mA-Schleife auftreten? Wie sucht man Fehler? Welches Werkzeug
ist am zweckmigsten? Messen von 420-mA-Signalen und Interpretieren
der Messungen Mehrere Messverfahren Testen von Eingngen an SPS, DCS
und Anzeigen mit 420-mA-Stromquellen Mehrere Verfahren und
Vorgehensweisen beim Einspeisen Testen von E/A mit 15 V und 010
V
- Folie 3
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 32013 Fluke Corporation.
Inhalt dieser Folge Stromversorgungen von Schleifen messen,
Fehlersuche an verdchtigen Stromversorgungen Transmitter mit
Ersatzstromversorgung testen und isolieren Fehlersuche an
verdchtigen Transmittern mA fr Austauschtest simulieren
Intelligenten HART-Transmitter als mA-Quelle verwenden Mit
HART-Befehl Schleifentest eine Schleife testen I/P-Wandler mit
420-mA-Stromquelle testen Regelventil mit 420-mA-Stromquelle
testen
- Folie 4
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 42013 Fluke Corporation. +
Anzeigen/Steuerungen: Interpretieren das 420-mA-Signal als Messwert
der Temperatur bzw. des Drucks im Prozess. Senden oft Befehle an
eigentliches Steuerungs-element (z. B. Ventil) zum Steuern der
Prozess-temperatur bzw. des Prozessdrucks in akzeptablen Grenzen
Solche Gerte haben oft 15 V statt 420 mA als Eingangssignal
NULLEND- WERT 2200 C 2-Leiter-Transmitter Sensoreingang Temperatur
Druckmessgerte Fluss Frequenz PH Anzeige/Steuerung
DCS/SPS/Schreiber Eingangs-Shunt 250 Ohm 4 to 20 mA Signal
24-V-Schleifenstromversorgung: Versorgt Schleife mit Spannung.
Transmitter regeln das 420-mA-Signal im Stromkreis und werden von
dieser Stromversorgung gespeist. Transmitter: Wandeln Messwert der
Temperatur bzw. des Drucks in ein 420-mA-Signal um. Typischerweise
passive Gerte mit externer 24-V-Schleifenstromversorgung. Wie
funktioniert eine 420-mA-Steuerungsschleife? 24-V- Schleifenstrom-
versorgung
- Folie 5
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 52013 Fluke Corporation.
24-V- Schleifenstrom- versorgung + NULLEND- WERT 2200 C
2-Leiter-Transmitter Sensoreingang Temperatur Druckmessgerte Fluss
Frequenz PH Anzeige/Steuerung DCS/SPS/Schreiber Eingangs-Shunt 250
Ohm 4 to 20 mA signal Beispiel fr Stromschleife 420-mA-Signal (DC)
ist proportional zu Sensoreingang bzw. PV Wegen Serienschaltung
muss der Strom berall im Stromkreis gleich sein Klarer Vorteil beim
Senden von mA-Signalen ber groe Entfernungen gegenber Spannungs-
oder Drucksignalen
- Folie 6
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 62013 Fluke Corporation.
Gemessene PV: Die PV (Primr- /Prozessvariable) in diesem Beispiel
ist die vom Temperaturtransmitter gemessene Temperatur der
Prozessflssigkeit. Temperaturtransmitter: Messen die
Prozesstemperatur meist mit einem Thermoelement oder Messwiderstand
und wandeln den Messwert in ein 420-mA-Signal um. Der Transmitter
in diesem Beispiel hat einen Eingangsbereich von 0 C bis 300 C. Die
Tabelle zeigt das Verhltnis zwischen der gemessenen Temperatur und
dem mA- Signal Temperaturtransmitter Temperaturtransmitter wandeln
gemessene Temperatur (PV) in 420-mA-Signale um Eingangs- temperatur
Ausgangs -strom Prozent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150
C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %
- Folie 7
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 72013 Fluke Corporation.
Gemessene PV: Die PV (Primr- /Prozessvariable) in diesem Beispiel
ist die vom Temperaturtransmitter gemessene Temperatur der
Prozessflssigkeit. Temperaturtransmitter: Messen die
Prozesstemperatur meist mit einem Thermoelement oder Messwiderstand
und wandeln den Messwert in ein 420-mA-Signal um. Der Transmitter
in diesem Beispiel hat einen Eingangsbereich von 0 C bis 300 C. Die
Tabelle zeigt das Verhltnis zwischen der gemessenen Temperatur und
dem mA- Signal Temperature transmitter Temperaturtransmitter
wandeln gemessene Temperatur (PV) in 420-mA-Signale um Eingangs-
temperatur Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8
mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %
- Folie 8
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 82013 Fluke Corporation.
Anzeige/Steuerung: In diesem Beispiel ist die
Temperaturanzeige/Steuerung so programmiert, dass sie ein 4-mA-
Signal als 0 C und ein 20-mA- Signal als 300 C interpretiert.
Eingang/Ausgang oder E/A: Bezieht sich auf den Eingang/ Ausgang des
Steuerungssystems bzw. Reglers. In diesem Beispiel liegt das
420-mA-Signal am Eingang der Steuerung an. Das Signal am Ausgang
der Steuerung steuert das Steuerungsventil. Flusssteuerungsventil
Eigentliches Steuerungselement. ffnet und schliet durch Befehle der
Steuerung und erhlt Temperatursollwert durch Erhhen bzw. Verringern
der Gaszufuhr zum Brenner aufrecht. Temperaturtransmitter
Temperaturtransmitter wandeln gemessene Temperatur (PV) in
420-mA-Signale um Eingangs- temperatur Ausgangs -strom Prozent des
Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 %
300 C 20 mA100 %
- Folie 9
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 92013 Fluke Corporation.
Gemessene PV: Die PV (Primr-/Prozessvariable) in diesem Beispiel
ist der vom Drucktransmitter gemessene Druck. Drucktransmitter:
Misst den Prozessdruck direkt und wandelt den Messwert in ein
420-mA-Signal um. Der Transmitter in diesem Beispiel hat einen
Eingangsbereich von 0 bis 100 psi (0 bis 7 bar). Die Tabelle zeigt
das Verhltnis zwischen dem gemessenen Druck und dem mA-Signal.
Anzeigen/Steuerung: In diesem Beispiel ist die Druckanzeige bzw.
Steuerung so programmiert, dass sie ein 4-mA- Signal als 0 psi und
ein 20-mA-Signal als 100 psi interpretiert. berdruckventil:
Eigentliches Steuerungselement. In diesem Beispiel ffnet die
Steuerung das Ventil, wenn der gemessene Druck zu hoch ist, um den
Druck im Behlter zu verringern. Drucktransmitter wandeln den
gemessenen Druck (PV) in 420-mA-Signale um Drucktransmitter
Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 %
25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100
%
- Folie 10
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 102013 Fluke Corporation.
Probleme mit Kabeln: Schlechte Anschlsse, beschdigte Isolierung,
Korrosion und Verunreinigung knnen die Funktion einer
420-mA-Schleife beeintrchtigen. Stromversorgung fr 24-V-Schleife:
Gestrte, defekte oder berlastete Stromversorgung kann Fehlfunktion
oder Ausfall der mA-Schleife verursachen. Falsches E/A-Signal in
Steuerung: Interpretiert der Regler ein korrektes mA-Signal nicht
korrekt, kann der Prozess auer Kontrolle geraten. Welche Fehler
knnen in einer 420-mA-Schleife auftreten? Drucktransmitter
Temperaturtransmitter Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des
Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75
% 100 psi20 mA100 % EingangstemperaturAusgangsstromProzent des
Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 %
300 C 20 mA100 %
- Folie 11
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 112013 Fluke Corporation.
Welche Fehler knnen in einer 420-mA-Schleife auftreten? Transmitter
defekt: ndert der Transmitter das mA-Signal nicht korrekt in
Reaktion auf die gemessene PV, dann passt das Regelungssystem die
PV nicht korrekt an. Sensor defekt oder Kapillarrohr verstopft: Ist
der Temperatursensor defekt, kann der Transmitter die Temperatur
nicht messen. Ist bei einem Drucktransmitter die Verbindung zum
Prozess blockiert, kann der Trans- mitter den Druck nicht genau
messen. Drucktransmitter Temperaturtransmitter Eingangs- druck
Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50
psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 %
EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75
C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %
- Folie 12
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 122013 Fluke Corporation.
Wie sucht man Fehler? Welches Werkzeug ist am zweckmigsten? Was
kann gemessen oder eingespeist werden? Instrument fr Messung und
Signaleinspeisung Was verrt es dem Techniker? 420-mA-Signale messen
Digitalmultimeter. Schleifenkalibrator, Stromzange, ProcessMeter Ob
der gemessene mA-Wert erwartungsgem ist 420-mA-Signale einspeisen
Schleifenkalibrator, Stromzange, ProcessMeter Wenn E/A oder anderes
Gert mit mA-Eingang korrekt funktionieren Simulierte 420-mA-Signale
Schleifenkalibrator, Stromzange Fluke 772 oder 773, ProcessMeter Ob
Stromversorgung, Verkabelung und E/A korrekt funktionieren,
testweise Transmitter austauschen 24 V Schleifenspannung messen
Digitalmultimeter, Stromschleifenkalibrator, Stromzange Fluke 773,
ProcessMeter Ob volle 24 V zur Verfgung stehen, ob die
Spannungsversorgung defekt oder berlastet ist 24 V
Schleifenspannung anlegen Schleifenkalibrator, Stromzange, Fluke
789 ProcessMeter Ob ein Austauschtest fr installierte
Stromversorgung das Problem behebt 010 V, 15 V anschlieen
Schleifenkalibrator mit Spannungsquelle (715) oder spezielle
Stromzange (773) Ob E/A oder anderes Gert mit Spannungseingang
korrekt funktionieren Durchgangsmessungen Digitalmultimeter,
ProcessMeter, bestimmte Multifunktions- Prozesskalibratoren
Unterbrechungen, schlechte Anschlsse, hohe Anschlusswiderstnde und
falsche Verkabelungen finden
- Folie 13
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 132013 Fluke Corporation.
In Reihe, Schleife unterbrechen Gemessenes mA-Signal mit erwartetem
Wert auf Display vergleichen Das 420-mA-Signal messen
Temperaturtransmitter Drucktransmitter Eingangs- druck Ausgangs-
strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12
mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 %
EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75
C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %
- Folie 14
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 142013 Fluke Corporation.
Die Schleife nicht unterbrechen Gemessenes mA-Signal mit erwartetem
Wert auf Display vergleichen Das 420-mA-Signal messen; die Schleife
nicht unterbrechen Temperaturtransmitter Drucktransmitter Eingangs-
druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8
mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 %
EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75
C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %
- Folie 15
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 152013 Fluke Corporation.
Testet E/A von Anzeige, Regler oder SPS/Steu- erungssystem direkt.
Den Wert auf dem Display prfen Ein 420-mA-Signal einspeisen
Drucktransmitter Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des
Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75
% 100 psi20 mA100 % Temperaturtransmitter
EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75
C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %
- Folie 16
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 162013 Fluke Corporation.
Einen Transmitter in einer Schleife simulieren, Strom regeln
Temperaturtransmitter Drucktransmitter Testet Verkabelung,
Stromversorgung, Anzeige, Regler oder E/A von SPS/Steuerungs-
system. Den Wert auf dem Display prfen. Austauschtest des
Transmitters ausfhren. Ein 420-mA-Signal simulieren Eingangs- druck
Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50
psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 %
EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75
C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %
- Folie 17
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 172013 Fluke Corporation.
Temperaturtransmitter Drucktransmitter Stehen volle 24 V zur
Verfgung oder ist die Strom- versorgung berlastet? 24 V
Schleifenspannung messen Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent
des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16
mA75 % 100 psi20 mA100 % EingangstemperaturAusgangsstromProzent des
Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 %
300 C 20 mA100 %
- Folie 18
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 182013 Fluke Corporation.
Temperaturtransmitter 24 V Schleifenspan- nung anlegen,
gleichzeitig mA-Signal messen. Austauschtest fr Strom- versorgung.
Mit externer 24-V-Schleifenstromversorgung testen Eingangs- druck
Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50
psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 %
EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75
C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %
Drucktransmitter
- Folie 19
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 192013 Fluke Corporation.
Intelligenten HART-Transmitter als mA-Quelle verwenden Beim
Schleifentest sendet Fluke 709H den mA- Ausgangsbefehl ber das
Messkabel direkt an den Transmitter Transmitter speist ein mA-
Signal in E/A ein Korrekte Anzeige auf dem Display prfen
Vorgegebenen Ausgangswert mit von Fluke 709H gemessenem mA-Signal
vergleichen Testet Transmitter- ausgang, Strom- versorgung,
Verkabelung und E/A Temperaturtransmitter Ausgangs- strom
Instrument 420 mA Ausgang an SPS oder DCS PVAO-Befehl (von
Communicator oder Fluke 744) Schleifentest mit Verringern des
Ausgangs- pegels Intelligenter Transmitterausgang
EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75
C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %
- Folie 20
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 202013 Fluke Corporation.
Intelligenten HART-Transmitter als mA-Quelle verwenden HART cable
Beim Schleifentest sendet Fluke 754 den mA- Ausgangsbefehl ber das
Mess-Kabel oder HART- Kabel an den Transmitter Transmitter speist
ein mA- Signal in E/A ein Korrekte Anzeige auf dem Display prfen
Vorgegebenen Ausgangswert mit von Fluke 754 gemessenem mA-Signal
vergleichen Testet Transmitter- ausgang, Strom- versorgung,
Verkabelung und E/A Fluke 754 bietet FULL HART Kalibration
Temperaturtransmitter Ausgangs- strom Instrument 420 mA Ausgang an
SPS oder DCS PVAO-Befehl (von Communicator oder Fluke 744)
Schleifentest mit Verringern des Ausgangs- pegels Intelligenter
Transmitterausgang EingangstemperaturAusgangsstromProzent des
Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 %
300 C 20 mA100 %
- Folie 21
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 212013 Fluke Corporation.
An den Eingngen vieler Steuerungssysteme und SPS liegt ein
Spannungs- signal an 15 V ist am gebruchlichsten, da 420 mA
multipliziert mit 250 Ohm 15 V ergeben Bestimmte
Niederspannungstrans- mitter haben 15-V-Ausgnge Viele ltere
Schreiber und Heizungs-/Klimaanlagen haben E/A mit 15 V und 010 V
2200 C Anzeige/Steuerung DCS/SPS/Rekorder 0.004 x 250 = 1.0 V 0.020
x 250 = 5.0 V Fehlersuche, 15 V und 010 V einspeisen Ohmsches
Gesetz
- Folie 22
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 222013 Fluke Corporation.
Testen von I/P-Wandlern I/P-Wandler wandelt ein 420-mA-Signal in
ein Pneumatiksignal (315 psi) um Oft mit Steuerungsventilen
verwendet Als Brcke zwischen 420-mA-Schleife und
315-psi-Pneumatiktechnologie verwendet Arbeitet blicherweise mit
einer Druckluftversorgung mit 20 psi (oder hher) 420 mA einspeisen,
korrekten Ausgangsdruck prfen/messen 420-mA- Strom Ausgangsdruck
Versorgungs- druck ~20 PSI EingangsstromAusgangsdruckProzent des
Bereichs 4 mA3 psi0 % 8 mA6 psi25 % 12 mA9 psi50 % 16 mA12 psi75 %
20 mA15 psi100 %
- Folie 23
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 232013 Fluke Corporation.
Testen von Regelventilen Strmungssteuerung, eigentliches
Steuerungselement Eingang 420 mA bzw. 315 psi ffner oder Schlieer
ffner bei Spannungsausfall geschlossen Schlieer bei
Spannungsausfall offen Ein 420-mA-Signal anlegen und Funktion
anhand betreffender Tabelle unten prfen Gngige Praxis, fr volle
nahe 3,8 mA anzuwenden und vollstndig geffnet gelten 20,2 mA.
Automatisiert in 709 Ventil-Test. Regelventil test Normal
Geschlossen ventil
- Folie 24
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 242013 Fluke Corporation.
Rekapitulation: Stromschleifengerte und Prfverfahren Transmitter
Eingangssignal anlegen (Temperatur, Druck usw.) Korrekten
Ausgangsstrom 420 mA messen Simuliertes mA-Signal fr
Austauschprfung verwenden 24-V-Schleifenstromversorgungen Korrekte
Spannung messen, mit Austauschtest prfen I/P-Wandler, Eingang 420
mA, Ausgang 315 psi 420 mA einspeisen, korrekten Ausgangsdruck
prfen/messen Steuerungsventile 420 mA einspeisen, Positionsanzeige
prfen Mit steigendem mA-Signal gleichmige Funktion testen Analoge
Eingnge von SPS, DCS, Anzeigen, Steuerungen, Strmungscomputern und
Schreibern 420 mA an Eingang einspeisen und korrekte Anzeige
prfen
- Folie 25
- Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 252013 Fluke Corporation.
Nchste Schritte Ich mchte eine Demonstration Bitte informieren Sie
mich ber knftige Prsentationen ber Fehlersuche in Prozessen Laden
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Fehlersuche in Prozessschleifen Effektivere Fehlersuche in
Automations- und Prozesssteuerungs- schleifen