Serie ER3000 Elektropneumatische Regler/Antriebe

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1 Serie ER3000 Elektropneumatische Regler/Antriebe DER301767XDE2 Beschreibung Der elektropneumatische Regler ER3000 von TESCOM ermöglicht in der Kombination mit einer Vielzahl von Druckreglern und einem externen Druckmessumwandler ein echtes Prozessleitsystem für Gase oder Flüssigkeiten von Vakuum bis bar. Als Stand- Alone-Version kann der ER3000 den Druck von trockenen, sauberen Inertgasen zwischen 0 und 6,9 bar regeln. Er versieht Ihr System mit einer geschlossenen Regelschleife, die eine herausragende Präzision und Ansprechzeit ermöglicht. Anwendungen Prüfgeräte Kalibrierstände Produktionsanlagen Produktmerkmale und -vorteile ER3000SI - Standard ER3000 Hohe Regelgenauigkeit Kompatible Druckregler lieferbar für Vakuum bis bar mit Durchflusskoeffizienten von Cv = 0,02 bis 45 Regelalgorithmen für Instrumententafeln, externe Rückkoppelung oder Kaskadenregelmodi Auswählbare Signalquellen für Sollwert - Extern analog: 4-20 ma oder 1-5 V Gleichstrom - Digital RS485 (kein A/D- oder D/A-Wandler nötig) - Geladenes Profil (unabhängig vom PC) Auswählbare Signalquellen für Istwert - Interner Drucksensor 0-6,9 bar - Extern analog: 4-20 ma oder 1-5 V Gleichstrom Auswählbare Failsafe-Funktionen - Einstellbare Grenzwerte für analogen Sollwert, Istwert und Fehlersignale - Failsafe-Status: letztes Druckniveau aufrechterhalten, entlüften oder vollständig entlüften Voneinander unabhängige Nullpunkt- und Messbereichseinstellung Wasserdichtes, korrosionsbeständiges Gehäuse NEMA 4X Software für Datenerfassung, PID-Optimierung (Echtzeit- Grafikanzeige von Sollwert und Istwert), Fehlerbeseitigung und Druckprofile Protokollsoftware ermöglicht einfache kundenspezifische Anpassung, als DLL unter Windows und C -Bibliothek für MS-DOS Beispielprogramme für LabVIEWTM, Visual Basic, LabWindows/CVITM und Visual C++ Vernetzung von bis zu 32 ER3000-Reglern und einer Leitungslänge bis zu 1200 Meter über zweiadrige RS485-Datenleitung Vakuumregelung möglich durch die Kombination von ER3000 und einem Unterdruckmessumformer ER3000SV - Standard ER3000 Verfügt über alle Funktionen des ER3000SI, regelt jedoch die analogen Soll- und Istwertsignale mit 0-10 VDC ER3000FI und ER3000FV - ER3000 mit erweiterten Funktionen Verfügen über alle Funktionen von ER3000SI und ER3000SV Zwei zusätzliche analoge/digitale Eingänge ermöglichen dem Anwender: - die Überwachung eines zusätzlichen externen Signals neben dem Istwert (z. B. Durchfluss, Temperatur) - Druckprofile zu starten/stoppen (bzw. fortsetzen/stoppen) und anzuhalten - zwischen zwei verschiedenen externen Istwertsignalquellen zu wechseln - auf das Erreichen eines Ereignisses zu warten, um den nächsten Schritt in einem geladenen Profil (Digitaleingang) einzuleiten - anzuzeigen, dass ein Schritt in einem geladenen Profil (Digitaleingang) erreicht wurde Analoge Ausgabe des Sensors ER3000EX und ER3000GX - Ex-geschützte Ausführungen Die ex-geschützten Ausführungen des ER3000SX und ER3000FX verfügen über die Zulassung Factory Mutual (FM) für den Einsatz in Klasse I, Kategorie I, Gefahrenbereichsgruppen B, C und D Zulassungen: FM, CSA und CE* ER3000MX und ER3000NX - Ex-geschützte ATEX- Ausführungen Die ex-geschützten Ausführungen des ER3000SX und ER3000FX sind zugelassen für den Einsatz gemäß ATEX- Kennzeichnung: II 2 G EEx d IIB + H 2 T4 Zulassungen: DEKRA/CENELEC und CE* * Alle Geräte der Serie ER3000 sind CE-zugelassen, wenn sie wie in der Bedienungsanleitung vorgegeben CE-konform verkabelt sind. Windows, Visual Basic und MS-DOS sind eingetragene Warenzeichen der Firma Microsoft Corp. Lab VIEW und Lab Windows/CVI sind Warenzeichen von National Instruments.

2 Elektropneumatischer Regler Serie ER3000 Spezifikationen Weitere Materialien oder Modifikationen auf Anfrage. ELEKTRIK Stromversorgung 20,5 bis 28,5 VDC, max. 340 ma, 180 ma Nennwert Einschaltzeit < 240 Millisekunden Neustart nach Stromunterbrechung < 1.9 Sekunden VERSORGUNGSBEDARF Medienart Sauberes, trockenes Edelgas oder Druckluft Druck Minimal: Ausgangsdruck 0,07 bar Maximal: 8,3 bar Nennwert: 7,6 bar Temperatur 1-29 C bis +77 C (unter 0 C nur trockene Medien) Filter 40-Mikron-Filtereinsatz empfohlen EINGANGSSIGNAL Sollwert 4-20 ma, 1-5 VDC bzw. digital über RS 485 (0-10 VDC für ER3000XV) Istwert (extern) 4-20 ma bzw. 1-5 VDC (0-10 VDC für ER3000 XV) LEISTUNG Linearität: ± 0,05% des vollen Messbereichs Hysterese: ± 0,05% des vollen Messbereichs Wiederholgenauigkeit: ± 0,05% des vollen Messbereichs Ansprechwert: ± 0,03% des vollen Messbereichs Gemessene Referenzgenauigkeit (Gesamtgenauigkeit inkl. Nullpunkt- und Messbereichsfehler): ± 0,10 % des vollen Messbereichs Temperatureinfluss ± 0,0036%: Grad C des vollen Messbereichs (-30 C bis +77 C) Geringe Druckfestigkeit mit externem Druckmessumwandler ± 0,25 Zoll Wasser (0,635 g/cm 2 ) in 2 Liter Volumen Ansprechzeit Hub: < 70 Millisekunden Anstiegszeit (0,69-6,2 bar): 350 Millisekunden (32,8 cm 3 ) Abfallzeit (6,2-0,69 bar): 650 Millisekunden (32,8 cm 3 ) Frequenzbereich Amplitudendämpfung: -3db bei 2 Hz Phasenverschiebung: -90 Grad bei 2 Hz Durchflusskoeffizient: C v = 0,01 (max. Durchfluss = 18 lpm) Nennlebensdauer Magnetventil: > 150 Millionen Schaltzyklen AUFBAU Größe Gasanschluss (Eingang, Abluft und Manometer): 1/8" - 27 NPTF Ausgangsanschluss: 1/4" - 18 NPTF Innenraumvolumen: 267 cm 3 Länge: 107 mm Durchmesser: 95 mm Kabeldurchführungen: zwei, 1/2" NPTF Gewicht 1,0 kg Gehäuse Standard: NEMA 4X (Aluminumdruckguss, epoxidpolyesterbeschichtet) Ex-geschützte Ausführung: CSA- und FM-Zulassung für Klasse I, Kategorie I, Gefahrenbereichsgruppen B, C und D Europäische ex-geschützte Ausführung: Zugelassen gemäß ATEX (EEx d llb + H 2 T4) Medienberührte Materialien Magnetventile: Vernickeltes Messing, FKM-Sitz und -O-Ringe Sensor: Glas, Keramik, Silikon, RTV, Nickel Verteiler: Glasfaserverstärktes PET 2 Rohre: Polyurethan Verschlussstopfen: Messing O-Ring: Silikon, Buna-N, FKM Einbau Vier Bohrungen 8-32 UNC Einbaulage frei wählbar UMGEBUNG Temperaturbereich 1-29 C bis +77 C Relative Feuchtigkeit 98 % bei 65 C (auch ohne Abdeckung) Schwingungen Resonanzprüfung: Hz bei 0,5 g gleichmäßiger Beschleunigung Prüfdauer: 5 Minuten pro Resonanzpunkt (3 Achsen) Sinusabtastung: 0,5 Oktaven/Minute, Hz (3 Achsen) 5-10 Hz mit 10 mm konstanter Verschiebung Hz mit 2,0 g konstanter Beschleunigung (ohne Einfluss) Lagerungstemperatur -50 C bis +93 C 1. Alle Temperaturbereiche für ex-geschützte Ausführungen müssen folgende Bedingungen erfüllen: -20 C T +60 C. 2. Nur ex-geschützte Ausführungen. 2

3 Elektropneumatischer Regler Serie ER3000 EINBAUMASSE 1/8-27 NPTF Eingangsanschluss 1/8-27 NPTF Manometeranschluss (normal verschlossen).97 [24.56].87 [21.74] 1/8-27 NPTF Entlüftungsanschluss.94 [23.88] 1.12 [28.45] 4.20 [106.68] 1.11 [28.19] 1/2-14 NPTF Kabelanschluss 1.20 [30.35] 8-32 UNC Gewinde (4 Mal) 1.45 [36.83].74 [18.80].83 [20.96] 3.83 [97.28] 1/4-18 NPTF Ausgangsanschluss 3.72 [94.49] 1.86 [47.24] EINGANG ENTLÜFT. MODELL ER3000EX, GX, MX, NX 3.83 [97.28] 4.83 [122.56] 4.08 [103.63] EINGANG ENTLÜFT. Alle Maße sind Nennmaße Metrische Angaben [Millimeter] in Klammern 3

4 ER3000 Typische Anwendungen Die Einsatzgebiete sind nahezu unbegrenzt. Jeder Verfahrensparameter, der durch das pneumatische Ausgangssignal beeinflussbar ist, kann mit dem ER3000 geregelt werden. Mögliche Einsatzgebiete sind u.a. die Regelung von Druck, Durchfluss, Temperatur, Stellung, Geschwindigkeit, Kraft, Dichte, Drehmoment und Beschleunigung. Der ER3000 verbessert sowohl die Regelgeschwindigkeit als auch die Regelgenauigkeit, da er die Regelsignale direkt am Regelelement (Ventil oder Regler) einbringt. Mögliche Anwendungsbereiche sind u.a.: Prüfstände Kalibrierung Laserschneidesysteme Vakuumumformung Superelastische Metallumformung Kunststoffextrusion Kunststoffspritzgießen mit gasförmigen Medien Beschichtung und Bearbeitung von Verbundwerkstoffen Reifen-Formpressung ER3000 Typische Druckminderungsanwendung ER3000 with A regulator Kapillar-Eingangsdruck-Chromatographie Sprühbeschichtung Wasserstrahlschneiden Berstprüfungen Hochdruckeinspritzung von Gasen und Flüssigkeiten Pilotanlagen Ersatz für Ventilstellungsregler und Instrumententafeln Druckregelung für Punktschweißungen Exhaust Setpoint signal comes from a computer, PLC or potentiometer Shop Air psig bar Feedback signal comes from a transducer in controlled pressure line P psig / 345 bar P psig / 207 bar Pressure to be controlled Vent ER3000 Typische Vordruckanwendung P2 Atmospheric Pressure Exhaust Shop Air psig bar ER3000 with A regulator Feedback signal comes from a transducer in controlled pressure line Setpoint signal comes from a computer, PLC or potentiometer PUMP P psig / 345 bar TEST VESSEL WATER RESERVOIR Definitionen Sollwert: Signal, das den gewünschten Druck in der Regeldruckleitung an den Regler übermittelt. Istwert: Signal, das den tatsächlichen Druck in der Regeldruckleitung an den Regler übermittelt. 4

5 ER3000 Grundlagen ER Grundlagen Alle Versionen des ER3000 benötigen eine Versorgungsspannung von 24 VDC bei mind. 250 ma, eine Druckluftversorgung bis 8,3 bar und ein Sollwertsignal. Der ER3000 wird für einen analogen Sollwert konfiguriert geliefert, entweder 1-5 Volt oder 4-20 ma (0-10 VDC für ER3000XV). Dies kann über die mitgelieferte Software und die RS485-Schnittstelle auf einen digitalen Sollwert eines PCs umkonfiguriert werden. Diese Software ermöglicht dem Anwender auch die Optimierung und Überwachung des Systems sowie die Datenerfassung. Wird der ER3000 im externen oder Kaskadenregelmodus eingesetzt, ist zusätzlich ein analoges Istwertsignal von 1-5 Volt oder 4-20 ma (0-10 VDC für ER3000XV) notwendig. ER Optimierung Da statische Druckverhältnisse (blockiert) andere PID-Parameter voraussetzen als dynamische (fließend), bietet der ER3000 flexible Leistungsmerkmale für die jeweilige Systemoptimierung. Die PID-Parameter (proportional, integral und differenzial) können variabel konfiguriert werden, um: die schnellste Ansprechgeschwindigkeit auf eine Sollwertveränderung zu erzielen, ohne Überschwingung oder Nachschwingung die beste Regelgenauigkeit bei einem sich nicht ändernden Sollwert zu erreichen Die PID-Parameter sind von TESCOM standardmäßig voreingestellt oder bei Lieferung mit einem TESCOM-Regler kundenspezifisch angepasst. Der Anwender kann dann nach der Installation mit der im Lieferumfang enthaltenen Windows bzw. MS-DOS -Software die PID- Parameter optimieren, um für sein System bei statischen und/oder dynamischen Druckverhältnissen jeweils die bestmöglichen Resultate zu erzielen. ER Kommunikation Der ER3000 kommuniziert über ein TESCOM-eigenes Protokoll auf Basis des RS485-Protokolls. Das Protokoll ist herstellerunabhängig, sodass der Anwender eigene Softwaremodule entwickeln kann, die auf sein vorhandenes System, z. B. eine SPS zugeschnitten sind und nicht auf MS-DOS oder Windows basieren. ER Software Die mitgelieferte ER3000 Protokoll-Software ermöglicht dem Anwender die Entwicklung einer eigenen Prozesssteuerungssoftware zur Kommunikation mit dem ER3000. Die Protokoll-Software ist verfügbar in Form von DLL-Dateien für Windows und als C -Bibliothek für MS-DOS. Sie nutzt folgende sechs Funktionen zur Kommunikation mit dem ER3000: StartUp (Initialisierung des PCs), ReadNetVar (Lesen der inneren Parameter), WriteNetVar (Schreiben der inneren Parameter), ReadProfileSegment (Lesen der Profilsegmente), WriteProfileSegment (Schreiben der Profilsegmente) und Shutdown (Herunterfahren). Mitgelieferte MS-DOS -Programme TUNE, ERTALK, DEBUG, PROFILE, PROFILE2 UND DATA_LOG. ER Modifikationen ER3020XX-1 - Integrierte Druckregelsysteme Der ER3020XX-1 ist grundlegend so konstruiert, dass er entweder mit einem Doppelkolbenregler XXXXA-568 oder mit den Durchflussverstärkern IM und IM kombiniert werden kann. Details dazu finden Sie in der Modifikationsliste unter Bestellinformation. ER3000X-2 - Regler für niedrige Durchflüsse Ausgelegt für Anwendungen mit langsamen Ansprechzeiten wie bei Analysatoren, Temperatur- oder Durchflussregelungen. Der ER3000X-2 ist mit Magnetventilen für niedrige Durchflüsse ausgestattet, die die ER-Ansprechzeit mit der Systemansprechzeit abstimmen. ER3000X-4 - Regler für hohe Durchflüsse Ausgelegt für Anwendungen mit hohen Durchflüssen ermöglicht diese ER3000-Variante Durchflüsse bis 142 slpm (Cv=0,09). ER3000XX-XW - Vorverkabelter Regler Der ER3000XX-XW ist ein schlüsselfertiges System für den Kunden. Dieser Regler wird komplett mit Stromversorgung und direkt an den ER3000 angeschlossener Konvertereinheit geliefert. ER Hochdruckregler Informationen siehe Datenblatt Serie ER3100. Serie ER3B, Kit I oder Kit II zur Druckminderung Umfasst alle für ein ER-geregeltes System benötigten Komponenten. Details dazu siehe Datenblatt Serie ER3P. Serie ER3B, Kit I oder Kit II zur Vordruckregelung Umfasst alle für ein ER-geregeltes System benötigten Komponenten. Details dazu siehe Datenblatt Serie ER3B. 5

6 ER Funktionen der TESCOM-Software Windows Tune Das TESCOM-Programm Windows Tune ist ein umfassendes Software-Paket, das dem Anwender ermöglicht, jeden ER3000-Regler im RS485-Netzwerk anzusprechen. Es wird üblicherweise für einfache ER3000-Optimierungen eingesetzt. Darüber hinaus ermöglicht das Programm Tune die Überwachung der Systemfunktionen, die Änderung von Profilen, die Definition von Failsafe-Grenzwerten, die Installation eines Passwortschutzes, das Lesen/Schreiben interner Parameter, die Datenerfassung und die Überprüfung zuvor erfasster Daten. Folgende Hauptanzeigen stehen zur Verfügung: Signal Generator (Signalgeber), Plot (Grafik), Tuning (Abstimmen), Profile (Profil), Pulse (Impuls), Failsafe (Failsafe), Data Acquisition (Datenerfassung), Dacq View (Datenansicht), Miscellaneous, (Sonstiges) Read/Write (Lese-/Schreibzugriff) und Password (Passwort). Siehe dazu unten aufgeführte Beispiele. 6

7 Elektropneumatischer Regler ER Bestellinformation Reparaturkits, Zubehör und Modifikationen ggf. auf Anfrage. Beispiel Bestellnummer: ER S I - 1 W TYP- REIHE GRUNDAUSFÜHRUNG KONFIGURATION INTERNER SENSOR PLATINENAUSFÜHRUNG STROM/SPANNUNG C v -KONFIGURATION OPTIONAL ER3 00 Standard 02 1 Integriert mit und OEM-Version (ohne Gehäusedeckel) 10 2 Integriert mit Integriert mit ,9 bar 0,1 % 2 0-2,4 bar absolut 0,1 % 3 0-9,3 bar absolut 0,1 % 4 0-0,35 bar 0,25 % S Standard, Sollwert/Istwert F 2 zusätzliche analoge Ein-/ Ausgänge E Explosionssicher G Kombination aus F und E M Explosionssicher gem. ATEX N Kombination aus F und M Hinweis: Bei der Kombination des ER3000 mit einem TESCOM-Regler oder einer anderen Regelvorrichtung bitte die Teilenummer des Geräts bei der Bestellung angeben, um sicherzustellen, dass der ER3000 mit den für diese Kombination optimalen PID-Parametern programmiert wird. I 4-20 ma / 1-5 VDC V 0-10 VDC 1 Standard, C v = 0,01 2 Niedrige Durchflusskoeffizient, C v = 0,001 4 Hohe Durchflusskoeffizient, C v = 0,1 4 Vorverkabelt 3 1. Für Modell ER3020XX-1 (Integrierter Regler) bitte einen der folgenden Regler bestellen: Regler IM (Ausgang: 0-20,7 bar) Regler IM (Ausgang: 0-20,7 bar) Regler D24A-568 (Ausgang: 1,0-690 bar) Regler D24A-568 (Ausgang: 0, bar) Regler D24A-568 (Ausgang: 0, bar) Regler D24A-568 (Ausgang: 0, bar) 2. Bestellinformationen zur Serie ER3100 finden Sie auf der entsprechenden Katalogseite zur Serie. 3. Die optional vorverkabelte ER3000-Variante umfasst die Stromversorgung und den RS485-Konverter. ER Zubehör BESTELL- NUMMER BESCHREIBUNG RS232-zu-RS485-Konvertereinheit (Anschluss an die normale serielle Schnittstelle des PCs). Lieferumfang: Konverter 2,75" x 4,8" x 1,2" und 1,80 m langes 9-poliges Kabel USB-zu-RS485-Konverter Potentiometer mit Digitaldisplay Stromversorgung für ER3000SX (Ausgang: 24 VDC bei 250 ma/eingang: 120 VAC, 60 Hz) 7

8 Reglerauswahl für den ER3000 ERFORDERLICHE DATEN ERKLÄRUNG Ein- und Ausgangsdruck Durchflussleistung Medien Für die beste Auflösung wählen Sie den Druckregler mit einem Ausgangsdruckbereich, der dem höchsten Anwendungsdruck am nächsten kommt (und darüber liegt). Der Druckregler muss für den entsprechenden Eingangsdruck geeignet sein. Der Druckregler sollte über den passenden errechneten C v -Wert für die Anwendung verfügen. Die Medien müssen mit den Werkstoffen des Reglers verträglich sein. Kompatible TESCOM-Druckregler REGLERSERIE MAXIMALER EINGANGSDRUCK MAXIMALER AUSGANGSDRUCK' 1 DURCHFLUSSLEISTUNG ABBLASE- FUNKTION Druckminderer 44-40XXXXX-XXX 414, 241 bar 241, 103, 41,4 bar C v = 0,7; 2, XX-XX-XXXA 1034, 690, 414 bar 690, 414, 172, 103, 13,8 bar C v = 0,02; 0,06; 0,12 Nein 44-13XX-XXXX-AXXX 310, 259 bar 103, 69,0; 41,4; 27,6; 20,7; 13,8 bar C v = 0,8, 2,0 Nein 44-11XX-XX-XXXA 690, 414 bar 414, 172, 103 bar C v = 0,02; 0,05; 0,12 Nein 26-20XX-XXXAXXX , 690, 414 bar 690, 414, 172, 103 bar C v = 0,02; 0,06; 0, XX-XXX 2 DHDXXXXXXXXXX DKXXXXXXXXXXX bar 20,7 bar 69,0 bar 34,5 bar 6,9 bar 6,9; 48,3 bar C v = 0,06; 0,15 C v = 5,0 C v = 0,35 Vordruckregler 26-23XXXXXXA 44-47XX-XX-XXX 26-17XX-XX-XXXA XXX XXX 54-27XXXXXXA 34,5; 6,9; 4,1 bar 4,1 bar Zehn Drücke bis 690 bar 6,9 bar 34,5 bar 34,5 bar C v = 0,06; 0,6; 1,0 C v = 0,04; 0,30 C v = 0,02; 0,1; 0,14; 0,6 C v = 0,6 C v = 0,6 C v = 2,0; 5,0 Hydraulikregler 54-20XXXXXA 1034, 690 bar 1034, 690, 414, 172, 103 bar C v = 0,06; 0, XXXXXA (Vordruck) , 690, 414, 172, 103, 6,9 bar C v = 0, XXXXXA 552 bar 552, 345, 172, 6,9 bar C v = 2, XXXXXA (Vordruck) 690, 345, 172, 79,3; 13,8 bar C v = 1, XXXXXA 345 bar 345, 241, 103, 41,4; 6,9 bar C v = 8,0 Spezialregler XX XXXXX 20,7 bar 690, 414 bar 6,2 bar 34,5 bar C v = 1,5-45,0 C v = 0,02; 0,06; 0,12 1. Der maximale Ausgangsdruck gilt für Regler, die mit einem ER3000 mit einem Eingangsdruck von 7,6 angesteuert werden. 2. Lieferbar als Set mit allen für ein ER-geregeltes System benötigten Komponenten. Weitere Informationen siehe Datenblatt Serie ER3P für Druckminderungs- bzw. ER3B für Vordruckanwendungen. ACHTUNG! Produkt erst auswählen, einbauen, verwenden oder warten, wenn Sie die TESCOM Installationshinweise gelesen und in vollem Umfang verstanden haben. DER301767XDE Emerson Process Management Regulator Technologies, Inc. Alle Rechte vorbehalten. 05/2012. Tescom, Emerson Process Management und Emerson Process Management Design sind Marken eines der Unternehmen der Emerson Process Management Gruppe. Alle anderen Marken sind Eigentum der jeweiligen Inhaber. 8