C-DIAS-Temperaturerfassungsmodul CAI x Temp. Eingänge C 8 x digitale Ausgänge +24 V

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1 C-DIAS-TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 C-DIAS-Temperaturerfassungsmodul CAI x Temp. Eingänge C 8 x digitale Ausgänge +24 V Dieses analoge Eingangsmodul wird zur Erfassung von Temperaturen im Bereich von C, mittels Temperaturfühler NiCrNi (Typ K), verwendet. Weiters stehen 8 digitale +24 V-Ausgänge (plusschaltend) zur Verfügung. Technische Daten Analogkanalspezifikation Anzahl der Kanäle 8 Messbereich C (0 24,902 mv) Messwert Offener Eingang liefert 4095 Auflösung 12 Bit Wandlungszeit pro Kanal 14 µs Geeigneter Fühlertyp NiCrNi (K) DIN Eingangsfilter 0,5 s Tiefpass 3. Ordnung Gleichtaktbereich Fühlertyp für Vergleichsmessstelle ±10 V KTY10-62 Vergleichsmessstelle -20 bis 80 C Analogkanalmessgenauigkeit ±0,75 % vom maximalen Messwert * * bei Verwendung von KTY10-62 Klemmenkompensationsfühler. Sprungantwort des Eingangsfilters Grad Verzögerung des Eingangsfilters Grad Eingang [ C] 700,00 12,00 600,00 10,00 500,00 8,00 400,00 6,00 300,00 200,00 4,00 100,00 2,00 0,00 0,00 0,00 200,00 400,00 600,00 Zeit [ms] Ausgang [V] Eingang [ C] ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Zeit [s] Ausgang [V] Seite 1

2 C-DIAS- TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Digitale Ausgänge Anzahl der Ausgänge 8 Kurzschlussfest Maximal zulässiger Dauerlaststrom/ Kanal Maximaler Summenstrom Spannungsabfall über Versorgung (Ausgang eingeschaltet) Reststrom Ausgang (ausgeschaltet) Ja 70 ma 560 ma 1 V 0,2 ma Einschaltverzögerung (RL=100 Ω) <0,6 µs Abschaltverzögerung (RL=100 Ω) <4 µs Elektrische Anforderungen Versorgung der digitalen Ausgänge (X6) Stromaufnahme Versorgung dig. Ausgänge (X6) Versorgung vom C-DIAS-Bus V DC Entspricht der Last der digitalen Ausgänge +5 V u. +24 V Stromaufnahme am C-DIAS-Bus (+5 V-Versorgung) Stromaufnahme am C-DIAS-Bus (+24 V-Versorgung) Typisch 15 ma Typisch 50 ma Maximal 30 ma Maximal 70 ma Seite 2 a

3 C-DIAS-TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Sonstiges Artikelnummer Hardwareversion 1.x Normung UL (E247993) Umgebungsbedingungen Lagertemperatur C Betriebstemperatur C Luftfeuchtigkeit EMV-Festigkeit 0 95 %, nicht kondensierend Nach EN (Industriebereich) Schockfestigkeit EN m/s² Schutzart EN IP Seite 3 b

4 C-DIAS- TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Mechanische Abmessungen 104,10 (Bemaßung inkl.auflagen) 109, ,90 Seite

5 Anschlussbelegung C-DIAS-TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI Seite 5

6 C-DIAS- TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 X1: Stecker Temperatureingang Pin Funktion 1 Temperatureingang 1-2 Temperatureingang 1+ 3 Temperatureingang 2-4 Temperatureingang 2+ 5 Temperatureingang 3-6 Temperatureingang 3+ X2: Stecker Temperatureingang Pin Funktion 1 Temperatureingang 4-2 Temperatureingang 4+ 3 Temperatureingang 5-4 Temperatureingang 5+ 5 Temperatureingang 6-6 Temperatureingang 6+ X3: Stecker Temperatureingang 7 8, Temperaturkompensation Pin Funktion 1 Temperatureingang 7-2 Temperatureingang 7+ 3 Temperatureingang 8-4 Temperatureingang 8+ 5 Temperaturkompensation - 6 Temperaturkompensation + Seite

7 X4: Stecker Digitalausgang 1-4 C-DIAS-TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Pin 1 Pin Funktion 1 Ausgang 1 2 Ausgang 2 3 Ausgang 3 4 Ausgang 4 X5: Stecker Digitalausgang 5-8 Pin 1 Pin Funktion 1 Ausgang 5 2 Ausgang 6 3 Ausgang 7 4 Ausgang 8 X6: Versorgung der digitalen Ausgänge Pin Funktion V 2 GND Seite 7

8 C-DIAS- TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Zu verwendende Steckverbinder X1-X3: 6-pol. Weidmüller Stecker B2L3,5/6 X4-5: Steckverbinder mit Federzugklemme: Phoenix Contact: FK-MCP 1,5/ 4-ST-3,5 Steckverbinder mit Schraubklemmtechnik: Phoenix Contact: MC 1,5/ 4-ST-3,5 X6: Steckverbinder mit Federzugklemme: Phoenix Contact: FK-MCP 1,5/ 2-ST-3,5 Steckverbinder mit Schraubklemmtechnik: Phoenix Contact: MC 1,5/ 2-ST-3,5 Das komplette C-Dias Steckerset CKL 043 mit Federzugklemmen ist bei Sigmatek unter der Artikelnummer erhältlich. Seite

9 Verdrahtungshinweise C-DIAS-TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Die vom Analogmodul erfassbaren Signale sind im Vergleich zu den digitalen Signalen sehr klein. Um die einwandfreie Funktion zu gewährleisten, ist eine sorgfältige Leitungsführung unbedingt einzuhalten. Der 0 V-Anschluss der Versorgungsspannung muss auf kürzestem Weg zum 0 V- Sammelpunkt geführt werden. Die Verbindungsleitungen zu den analogen Eingängen müssen so kurz wie möglich und unter Vermeidung von Parallelführung zu digitalen Signalleitungen geführt werden. Die Signalleitungen sollten 2-polig bzw. 3-polig geschirmt, zumindest jedoch verdrillt geführt werden. Allgemeines zur Vergleichsmessstelle Die Temperaturmessung mit Thermoelementen beruht auf der temperaturabhängigen Spannung, die an jeder Verbindung zweier Leiter aus unterschiedlichen Metallen (Legierungen) entsteht (Seebeck-Effekt). Diese Spannung entsteht daher nicht nur an der Messstelle (wo sie ja erwünscht ist), sondern auch an der Übergangsstelle zwischen den Thermoelementdrähten und Kupfer (der Anschlussklemme). An dieser Stelle ist die Thermospannung allerdings unerwünscht, jedoch nicht vermeidbar (diese Spannung verfälscht den Messwert genau um die Temperatur der Klemmstelle!). Eine genaue Messung ist daher nur möglich, wenn die Temperatur der Klemmstelle gemessen und zur gemessenen Spannung addiert wird. Alle dazu erforderlichen Schaltungen sind in der Analogkarte integriert. Die Kompensation wird direkt von der Elektronik durchgeführt. Thermoelemente sollten daher direkt (gegebenenfalls über Ausgleichsleitungen) an den Anschlussstecker der Analogkarte geführt werden. Für Thermoelementanwendungen bei denen die Ausgleichsleitung nicht bis zur Steuerung geführt wird, muss die Vergleichsmessung an der Übergangsklemme Thermoelement (oder Ausgleichsleitung) und Kupferleitung erfolgen Seite 9

10 C-DIAS- TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Direkter Anschluss der Thermoelemente an der Steuerung Thermoelement Schirmung 0 V-Schiene 2 6 Temp+ Temp- Temp. Komp X3 KTY Temp. Komp. - 5 Ist der Fühler galvanisch getrennt, muss GND mit dem Temp- Eingang an der Klemme gebrückt werden. Bei nicht getrennten Fühlern, muss eine ausreichend starke Masseleitung zwischen Maschinenmasse und der 0 V-Schiene im Steuerschrank vorhanden sein. Der KTY dient zur Klemmenspannungskompensierung. Seite

11 C-DIAS-TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Anschluss der Thermoelemente über Zwischenklemmung Schirmung 0 V-Schiene Thermoelement 2 6 Temp+ KTY Temp Temp. Komp. + 6 Zwischenklemmung 1 5 Temp. Komp. - Ist der Fühler galvanisch getrennt, muss GND mit dem Temp- Eingang an der Klemme gebrückt werden. Bei nicht getrennten Fühlern muss eine ausreichend starke Masseleitung zwischen Maschinenmasse und der 0 V-Schiene im Steuerschrank vorhanden sein. Der KTY dient zur Klemmenspannungskompensierung Seite 11

12 C-DIAS- TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Allgemeines zu den digitalen Ausgängen Es werden alle 8 Ausgänge aus einem gemeinsamen +24 V-Anschluss versorgt. Der Leitungsquerschnitt der +24 V sowie auch der 0 V-Speisung muss für den maximal aus einer Gruppe entnommenen Ausgangsstrom ausgelegt werden. Vorsicht! Wenn induktive Lasten nicht schutzbeschaltet sind, fließen beim Abschalten der Lasten hohe Spitzenströme über die 0 V-Leitung, da die interne Schutzbeschaltung die Spannungsspitzen gegen 0 V ableitet. Bei unzulässig langer und zu dünner 0 V- Zuleitung kann das zum ungewollten Ansprechen von Ausgängen auf dem betroffenen Modul führen. Die Ausgänge dürfen durch Abschalten der +24 V-Versorgung abgeschaltet werden. Das Anlegen einer Spannung an einen Ausgang, welche die Versorgungsspannung um mehr als 0,7 V übersteigt, ist unzulässig. Alle Ausgänge sind intern gegen +24 V schutzbeschaltet. Das Abschalten induktiver Lasten wird wie am Bild dargestellt auf 1,5 V begrenzt. Es wird jedoch eine zusätzliche Schutzbeschaltung direkt an induktiven Lasten empfohlen (Freilaufdiode), damit eine Störung des Systems durch Spannungsspitzen (Übersprechen auf Analogleitungen) vermieden wird. Abschalten induktiver Lasten +24 V 0 V -1,5 V Seite

13 Verdrahtungshinweise für digitale Signale C-DIAS-TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Die Eingangsfilter, welche Störimpulse unterdrücken, erlauben den Einsatz in rauen Umgebungsbedingungen. Zusätzlich ist eine sorgfältige Verdrahtungstechnik zu empfehlen, um den einwandfreien Betrieb zu gewährleisten. Folgende Richtlinien sind zu beachten: Vermeiden von Parallelführung der Eingangsleitungen mit Laststromkreisen Schutzbeschaltung aller Schützspulen (RC-Glieder oder Freilaufdioden) Korrekte Masseführung Anschluss induktiver Lasten Ausgang Freilaufdiode Schützspule GND Seite 13

14 C-DIAS- TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Statusanzeigen LED Nr. LED Farbe Bedeutung 1 gelb nicht verwendet 2 gelb nicht verwendet 3 gelb nicht verwendet 4 gelb nicht verwendet 5 gelb nicht verwendet 6 gelb nicht verwendet 7 gelb nicht verwendet 8 gelb nicht verwendet V+ rot nicht verwendet V+ rot nicht verwendet Seite

15 C-DIAS-TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Adressierung Adresse Zugriff Funktion 16#00 READ WORD Temperatur Messwert 16#02 READ BYTE Bit 0 : AD-Wandler bereit 16#06 READ BYTE Bit 0 : Überwachung +24 V 16#00 WRITE BYTE Bit 0-2: Kanalauswahl Temp. Eingang 000 Kanal Kanal Kanal Kanal Kanal Kanal Kanal Kanal 8 Bit 3 : 0 Bit 4 : 1 Bit 5 : 0 Bit 6 : 1 Bit 7 : 0 16#04 WRITE BYTE Transistorausgänge 70 ma, kurzschlussfest Bit 0 : Ausgang 1 Bit 1 : Ausgang 2 Bit 2 : Ausgang 3 Bit 3 : Ausgang 4 Bit 4 : Ausgang 5 Bit 5 : Ausgang 6 Bit 6 : Ausgang 7 Bit 7 : Ausgang 8 Für den Hardwareabgleich werden werksseitig Abgleichwerte für Offset, Multiplikator und Divisor ermittelt. Diese Werte sind in einem, im Modul befindlichen, seriellen EEPROM gespeichert Seite 15

16 C-DIAS- TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Daten im EEPROM Moduldaten (Byteweise organisiert) Adresse Daten Beschreibung $00 $xx Checksumme $ Kennung $02 5 Modulgruppe 5 = CAI $03 9 Variante 9 = CAI887 $04 16 Kanalanzahl $05 $1x Hardwareversion $10 = HW-V1.0, $11 = HW-V1.1, $10 Seriennummer AI-Abgleichdaten (Wordweise organisiert) Adresse Daten Beschreibung $40 $xxxx Checksumme $ Kennung $44 25 Länge des nachstehenden Datenblockes in WORD $46 $0808 Anzahl der Kanäle (8x TO und 8x AI) $48 z.b Offset für 0 C Kanal-1 $4A z.b Gain-Multiplikand Kanal-1 $4C z.b Gain-Divisor Kanal-1 $4E - $52 - Abgleichwerte Kanal-2 $54 - $58 - Abgleichwerte Kanal-3 $5A - $5E - Abgleichwerte Kanal-4 $60 - $64 - Abgleichwerte Kanal-5 $66 - $6A - Abgleichwerte Kanal-6 $6C - $70 - Abgleichwerte Kanal-7 $72 - $76 - Abgleichwerte Kanal-8 Berechnung des eingelesenen Analogwertes z.b.: Offset 0000 Gain Multiplikand 4000 Gain Divisor 4050 Seite 16 a

17 Umrechnungsformel für Analogeingänge C-DIAS-TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 WERT = (Analog Eingangswert + Offset) * Gain Multiplikand / Gain Divisor Beispiel z.b.: Wert für 0 C: ( ) * 4000 / 4050 =0000 Wert für 600 C: ( ) * 4000 / 4050 = Seite 17

18 C-DIAS- TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Bedienungsdiagramm Auslesen des Analogkanals Wandlung auf gewünschten Kanal starten Adresse 16#00 Status der Wandlung auslesen Adresse 16#02 nicht fertig Bit testen ob Wandlung fertig fertig Analogwert auslesen Adresse 16#00 16#01 Seite

19 C-DIAS-TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Interpolationstabelle für Thermofühler NiCrNi(k) DIN /10 C BITS mv , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Seite 19

20 C-DIAS- TEMPERATURERFASSUNGSMODUL CAI 887 Seite