-Kapazitive Niveauregelgeräte Kapazitive Regelgeräte für die Grenzstandserfassung und Niveauregelung von elektrisch leitfähigen und elektrisch nicht

Transkript

1 -Kapazitive Niveauregelgeräte Kapazitive Regelgeräte für die Grenzstandserfassung und Niveauregelung von elektrisch leitfähigen und elektrisch nicht leitfähigen Flüssigkeiten und rieselfähigen Schüttgütern J

2 Inhaltsverzeichnis Seiten Kurze Einführung in die Arbeitsweise der kapazitiven Füllstandskontrolle und Kapazitive Näherungssensoren bis Kapazitive Schaltgeräte bis Kurze Einführung in die Arbeitsweise der kapazitiven Füllstandskontrolle Die im folgenden beschriebenen kapazitiven Näherungssensoren sind zur Füllstandserfassung und -regelung von Flüssigkeiten oder rieselfähigen Schüttgütern bestimmt. Die Funktion dieser Näherungssensoren beruht auf der Kapazitätsänderung der hinter der aktiven Fläche des Näherungssensors befindlichen Elektrode. Diese Kapazitätsänderung wird durch die Annäherung des Mediums oder die Berührung durch das Medium hervorgerufen. Die Systemkomponenten sind der kapazitive Näherungssensor einerseits und das kapazitive Schaltgerät andererseits, wobei der kapazitive Näherungssensor an das kapazitive Schaltgerät angeschlossen wird. Bei den kapazitiven Näherungssensoren wird unterschieden in kapazitive Näherungsinitiatoren (unsere Typen CNI ) und kapazitive Näherungsschalter (unsere Typen CNS ). Der Unterschied zwischen einem kapazitiven Näherungsinitiator und einem kapazitiven Näherungsschalter besteht darin, dass beim kapazitiven Näherungsinitiator die Stromaufnahme sich kontinuierlich in Abhängigkeit des Abstandes der Flüssigkeit bzw. des Schüttgutes von der aktiven Fläche ändert, beim kapazitiven Näherungsschalter die Stromaufnahme sich sprunghaft bei einem genau definierten Abstand der Flüssigkeit bzw. des Schüttgutes von der aktiven Fläche ändert. Im allgemeinen ist von dem Einsatz von kapazitiven Näherungssensoren dann abzuraten, wenn die Dielektrizitätskonstante des Mediums veränderlich ist, durch starkes Anhaften des Mediums ein genau definiertes Ansprechen des Näherungssensors nicht mehr gewährleistet ist (siehe Anwendungsbeispiel 1 auf Seite 8-1-2), durch Ablagerungen des Mediums auf dem Sensor eine unkontrollierte Aktivierung erfolgen kann (siehe Anwendungsbeispiel 2 auf Seite 8-1-2), die Einbaumöglichkeiten, z. B. die Länge des Rohrstutzens, es nicht ermöglichen, dass die aktive Fläche des Näherungssensors außerhalb des Einflussbereiches der Tankwand ist (siehe Anwendungsbeispiel 3 auf Seite 8-1-2)

3 Anwendungsbeispiele: Die in diesen Unterlagen beschriebenen Geräte dürfen nur durch entsprechendes, qualifiziertes Fachpersonal eingebaut, angeschlossen und in Betrieb genommen werden! Abweichungen gegenüber den Abbildungen und technischen Daten vorbehalten. Die Angaben dieses Prospektes enthalten die Spezifikation der Produkte, nicht die Zusicherung von Eigenschaften

4 -Kapazitive Näherungsinitiatoren mit Einschraubnippel G 1 /2 kurze Ausführung Technische Daten CNI 1 /2 /PP CNI 1 /2 /PVDF CNI 1 /2 /PTFE Funktionsweise: Schließer CNI 1 /2 /PP-S CNI 1 /2 /PVDF-S CNI 1 /2 /PTFE-S Öffner CNI 1 /2 /PP-Ö CNI 1 /2 /PVDF-Ö CNI 1 /2 /PTFE-Ö Alle mit der Flüssigkeit bzw. dem Schüttgut in Berührung kommenden Teile PP PVDF PTFE Einschraubnippel G 1 /2 Länge des Sensorrohres, gemessen ab Nippeldichtfläche ca. 60 mm, bis 200 mm auf Anfrage Anschlusskopf PP mit Kabeleinführung M 20 x 1,5, Schutzart IP 54 Elektrische Ausführung Gleichspannung, 2-Draht-Technik Spannungsbereich DC 4 V bis DC 24 V, bevorzugt nach NAMUR: DC 8,2 V (bei R i = 1 kohm) Stromaufnahme bei einer Betriebsspannung von U = DC 8,2 V (bei R i = 1 kohm) Betätigungsabstand Schließer: unbetätigt < 1 ma, betätigt > 3 ma Öffner: unbetätigt > 3 ma, betätigt < 1 ma einstellbar im Anschlusskopf mit Mehrgangpotentiometer zwischen 0 und ca. 15 mm Eigeninduktivität gegen 0 Eigenkapazität ca. 100 nf Druckbeständigkeit max. 2 bar bei + 20 C nur für drucklose Anwendungen Temperatureinsatzbereich 20 C bis + 80 C Einbaulage EMV vertikal oder horizontal, je nach Anwendungsfall und Medium für Störaussendung nach den gerätespezifischen Anforderungen für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe und für Störfestigkeit nach den gerätespezifischen Anforderungen für Industriebereich 8-1-3

5 CNI 1 /2 /PP CNI 1 /2 /PVDF CNI 1 /2 /PTFE ~ M 20 x 1,5 ~ 117 SW 41 G 1 /2 60 Ø

6 -Kapazitive Näherungsschalter mit Einschraubnippel G1 kurze Ausführung Technische Daten CNS 1 /PP/K CNS 1 /PVDF/K CNS 1 /PTFE/K Funktionsweise: Schließer CNS 1 /PP/K-S CNS 1 /PVDF/K-S CNS 1 /PTFE/K-S Öffner CNS 1 /PP/K-Ö CNS 1 /PVDF/K-Ö CNS 1 /PTFE/K-Ö Alle mit der Flüssigkeit bzw. dem Schüttgut in Berührung kommenden Teile PP PVDF PTFE Einschraubnippel Länge des Sensorrohres, gemessen ab Nippeldichtfläche G1 ca. 60 mm, bis 200 mm auf Anfrage Anschlusskopf PP mit Kabeleinführung M 20 x 1,5, Schutzart IP 54 Elektrische Ausführung Gleichspannung, 2-Draht-Technik Spannungsbereich DC 4 V bis DC 24 V, bevorzugt nach NAMUR: DC 8,2 V (bei R i = 1 kohm) Stromaufnahme bei einer Betriebsspannung von U = DC 8,2 V (bei R i = 1 kohm) Betätigungsabstand Schließer: unbetätigt < 1 ma (LED im Anschlusskopf dunkel), betätigt > 3 ma (LED im Anschlusskopf leuchtet rot) Öffner: unbetätigt > 3 ma (LED im Anschlusskopf leuchtet rot), betätigt < 1 ma (LED im Anschlusskopf dunkel) einstellbar im Anschlusskopf mit Mehrgangpotentiometer zwischen 0 und ca. 25 mm Eigeninduktivität gegen 0 Eigenkapazität ca. 100 nf Druckbeständigkeit max. 2 bar bei + 20 C nur für drucklose Anwendungen Temperatureinsatzbereich 20 C bis + 80 C Einbaulage EMV vertikal oder horizontal, je nach Anwendungsfall und Medium für Störaussendung nach den gerätespezifischen Anforderungen für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe und für Störfestigkeit nach den gerätespezifischen Anforderungen für Industriebereich 8-1-5

7 CNS 1 /PP/K CNS 1 /PVDF/K CNS 1 /PTFE/K ~ M 20 x 1,5 ~ 117 SW 41 G1 60 Ø

8 -Kapazitive Näherungsschalter mit Einschraubnippel G1 lange Ausführung Technische Daten CNS 1 /PP/L CNS 1 /PVDF/L Funktionsweise: Schließer CNS 1 /PP/L-S CNS 1 /PVDF/L-S Öffner CNS 1 /PP/L-Ö CNS 1 /PVDF/L-Ö Alle mit der Flüssigkeit bzw. dem Schüttgut in Berührung kommenden Teile PP PVDF Einschraubnippel G1; auf Wunsch: G1 1 /4, G1 1 /2 oder G2; auf Wunsch: höhenverstellbar (gleiche Abmessungen) Länge des Sensorrohres, gemessen ab Nippeldichtfläche zwischen 200 und ca mm, je nach Kundenwunsch Anschlusskopf PP mit Kabeleinführung M 20 x 1,5, Schutzart IP 54 Elektrische Ausführung Gleichspannung, 2-Draht-Technik Spannungsbereich DC 4 V bis DC 24 V, bevorzugt nach NAMUR: DC 8,2 V (bei R i = 1 kohm) Stromaufnahme bei einer Betriebsspannung von U = DC 8,2 V (bei R i = 1 kohm) Betätigungsabstand Schließer: unbetätigt < 1 ma (LED im Anschlusskopf dunkel), betätigt > 3 ma (LED im Anschlusskopf leuchtet rot) Öffner: unbetätigt > 3 ma (LED im Anschlusskopf leuchtet rot), betätigt < 1 ma (LED im Anschlusskopf dunkel) einstellbar im Anschlusskopf mit Mehrgangpotentiometer zwischen 0 und ca. 25 mm; auf Wunsch bis max. 50 mm (bitte Störempfindlichkeit bei großem Betätigungsabstand beachten) Eigeninduktivität gegen 0 Eigenkapazität ca. 100 nf Druckbeständigkeit max. 2 bar bei + 20 C Temperatureinsatzbereich 20 C bis + 80 C Einbaulage EMV vertikal für Störaussendung nach den gerätespezifischen Anforderungen für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe und für Störfestigkeit nach den gerätespezifischen Anforderungen für Industriebereich 8-1-7

9 ~ M 20 x 1,5 ~ 117 SW 41 G1 CNS 1 /PP/L bzw. CNS 1 /PVDF/L nach Kundenwunsch zwischen 200 und Ø

10 -Kapazitiver Näherungsschalter in hängender Ausführung Einbau möglich durch Muffe oder Öffnung G1 Technische Daten CNS-HN Funktionsweise: - Schließer CNS-HN-S - Öffnerktionsweise CNS-HN-Ö Sensorgehäuse PP; andere Werkstoffe (z. B. PVDF oder PTFE) auf Anfrage, Schutzart IP 68 Anschlusskabel ölfestes PVC-Kabel 2 x 0,75 (Temperatureinsatzbereich: 0 C bis + 60 C) auf Wunsch: Silikon-Kabel 2 x 0,75 (Temperatureinsatzbereich: 15 C bis + 70 C) CM-Kabel 2 x 0,75 (Temperatureinsatzbereich: 5 C bis + 70 C) andere Anschlusskabel (z. B. FEP oder PTFE) auf Anfrage (Temperatureinsatzbereich: auf Anfrage) Länge des Anschlusskabels 2 m; längeres Anschlusskabel auf Wunsch Montagezubehör (Option) Stopfbuchsen G1, G1 1 /4, G1 1 /2 oder G2 aus PP, Ms, Edelstahl , PVDF etc. Anschlusskasten aus PP, 120 x 80 x 55 mm, mit integrierter Stopfbuchse Elektrische Ausführung Gleichspannung, 2-Draht-Technik Spannungsbereich DC 4 V bis DC 24 V, bevorzugt nach NAMUR: DC 8,2 V (bei R i = 1 kohm) Stromaufnahme bei einer Betriebsspannung von U = DC 8,2 V (bei R i = 1 kohm) Betätigungsabstand Schließer: unbetätigt < 1 ma, betätigt > 3 ma Öffner: unbetätigt > 3 ma, betätigt < 1 ma ca. 0 bis 10 mm, je nach der Dielektrizitätskonstanten der Flüssigkeit bzw. des Schüttgutes; auf Wunsch bis ca. 50 mm (bitte Störempfindlichkeit bei großem Betätigungsabstand beachten) Bei Bestellung bitte Medium und Betriebstemperatur für den Einsatz des Gerätes angeben. Diese Angaben werden zur entsprechenden werksseitigen Einstellung unbedingt benötigt. Eigeninduktivität gegen 0 Eigenkapazität ca. 100 nf Druckbeständigkeit max. 2 bar bei + 20 C Temperatureinsatzbereich entsprechend dem gewählten Anschlusskabel (siehe oben) Einbaulage vertikal, frei am Anschlusskabel hängend EMV für Störaussendung nach den gerätespezifischen Anforderungen für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe und für Störfestigkeit nach den gerätespezifischen Anforderungen für Industriebereich

11 CNS-HN ~ Ø

12 Technische Daten CSG 11 A CSG 11 R Funktionsweise Arbeitsstromausführung Ruhestromausführung (LED leuchtet, wenn (LED leuchtet, wenn Ausgangsrelais Ausgangsrelais angezogen ist) abgefallen ist) Alternative Versorgungsspannungen AC 230 V (kommt zur Auslieferung, wenn im Bestellfalle (AC-Ausführungen: keine andere Versorgungsspannung genannt Klemmen 15 und 16); wird) oder DC-Ausführungen: AC 240 V oder - Klemme 15:, AC 115 V oder - Klemme 16: +) AC 24 V oder DC 24 V oder jedoch nur zum Anschluss an Schutzklein- DC 12 V oder } spannung nach den für die jeweilige Anwendung gültigen Normen weitere Versorgungsspannungen auf Anfrage Leistungsaufnahme ca. 3 VA Steuerstromkreis (Klemmen 6, 7, 8) nach NAMUR, 3 Eingänge (führen Schutzkleinspannung SELV), wirksam auf 1 Ausgangsrelais mit Selbsthaltung Ansprechhysterese Einschaltpunkt > ca. 1,8 ma Einschaltpunkt < ca. 1,5 ma Ausschaltpunkt < ca. 1,5 ma Ausschaltpunkt > ca. 1,8 ma Leerlaufspannung ca. DC 8,2 V (Schutzkleinspannung SELV) Kurzschlussstrom < 10 ma Wirkstromkreis (Klemmen 9, 10, 11) 1 einpoliger potentialfreier Wechsler Schaltspannung max. AC 250 V Schaltstrom max. AC 4 A Schaltleistung max. 500 VA Anschluss des Sensors / der Sensoren bei Anschluss eines Näherungssensors an den Klemmen 7 und 8 und ohne Brücke zwischen den Klemmen 6 und 8: ohne Selbsthaltung mit Selbsthaltung bei Anschluss eines Näherungssensors an den Klemmen 7 und 8 und mit Brücke zwischen den Klemmen 6 und 8: mit Selbsthaltung ohne Selbsthaltung bei Anschluss von zwei Näherungssensoren zur Zweipunktregelung an den Klemmen 6 und 8 und 7 und 8 (siehe Prinzipschaltbilder): mit Selbsthaltung mit Selbsthaltung Gehäuse Isolierstoff, 75 x 55 x 110 mm Anschluss obenliegende Gehäuseklemmen Schutzart IP 20 Montage Schnellbefestigung für U-Schiene nach DIN und DIN EN oder Befestigung über 2 Bohrungen Einbaulage beliebig Temperatureinsatzbereich 20 C bis + 60 C EMV Kapazitive Schaltgeräte CSG 11 A und CSG 11 R zur Signalisierung von 1 Grenzstand oder für 1 Zweipunktregelung für Störaussendung nach den gerätespezifischen Anforderungen für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe und für Störfestigkeit nach den gerätespezifischen Anforderungen für Industriebereich

13 Schaltzustände des CSG 11 A bzw. CSG 11 R Stromaufnahme Betriebszustand Schaltzustand Schaltzustand des Sensors des CSG 11 A des CSG 11 R I = 0 Netzausfall Ausgangsrelais Ausgangsrelais abgefallen, abgefallen, LED aus LED aus, Alarmgabe I = 0 Sensorleitungsbruch Ausgangsrelais Ausgangsrelais abgefallen, abgefallen, LED aus LED ein, Alarmgabe I < 1 ma Sensor Schließer Ausgangsrelais Ausgangsrelais nicht aktiviert abgefallen, abgefallen, bzw. Sensor Öffner aktiviert LED aus, Gutzustand LED ein, Alarmgabe I > 3 ma Sensor Schließer Ausgangsrelais Ausgangsrelais aktiviert angezogen, angezogen, bzw. Sensor Öffner nicht aktiviert LED ein, Alarmgabe LED aus, Gutzustand I = Ik Sensorleitungs- Ausgangsrelais Ausgangsrelais (Kurzschluss- kurzschluss angezogen, angezogen, strom) LED ein, Alarmgabe LED aus I Ik falscher Anschluss Ausgangsrelais Ausgangsrelais (Kurzschluss- des Sensors angezogen, angezogen, strom) LED ein, LED aus Alarmgabe Die Geräte sind nur für den Schaltschrankeinbau oder für den Einbau in ein entsprechendes Schutzgehäuse vorgesehen und dürfen daher auch nur dort eingebaut werden. Sie sind nur geeignet für den Einsatz in sauberer Umgebung. Typenschilder der Schaltgeräte CSG 11 A und CSG 11 R Kontaktdarstellung im stromlosen Zustand

14 Prinzipschaltbilder Zweipunktregelung mit CSG 11 A Funktion Leerpumpen : Schließer (Steuerkreis) Funktion Vollpumpen : Öffner (Haltekreis) Schließer (Haltekreis) CSG 11 A CSG 11 A Öffner +L (Steuerkreis) +L P P Fehlerquellen Leitungsbruch Kurzschluss im Haltekreis Pumpe läuft nur solange, bis: Pumpe wird nicht mehr obere Sonde wieder frei abgeschaltet (bei Funktion Leerpumpen ) untere Sonde wieder bedeckt (bei Funktion Vollpumpen ) im Steuerkreis Pumpe kann nicht einschalten Pumpe läuft ständig Ersatzschaltbild für CSG 11 A Selbsthaltung Ausgangsrelais abgefallen: LED dunkel wenn CNI/CNS geschlossen: Ausgangsrelais angezogen + LED leuchtet wenn Selbsthaltung durch Brücke oder zweiten CNI/CNS geschlossen ist, bleibt dieser Schaltzustand, auch wenn der erste CNI/CNS wieder öffnet LED dunkel: Ausgangsrelais abgefallen, CNI/CNS geöffnet LED leuchtet: Ausgangsrelais angezogen, CNI/CNS geschlossen bzw. Ausgangsrelais in Selbsthaltung

15 Prinzipschaltbilder Zweipunktregelung mit CSG 11 R Funktion Leerpumpen : Öffner (Steuerkreis) Funktion Vollpumpen : Schließer (Haltekreis) Öffner (Haltekreis) CSG 11 R CSG 11 R L Schließer (Steuerkreis) +L P P Fehlerquellen Leitungsbruch Kurzschluss im Haltekreis Pumpe wird nicht mehr Pumpe läuft nur solange, bis: abgeschaltet obere Sonde wieder frei (bei Funktion Leerpumpen ) untere Sonde wieder bedeckt (bei Funktion Vollpumpen ) im Steuerkreis Pumpe läuft ständig Pumpe kann nicht einschalten Ersatzschaltbild für CSG 11 R Selbsthaltung Ausgangsrelais abgefallen: LED leuchtet wenn Selbsthaltung + CNI/CNS geschlossen: Ausgangsrelais angezogen + LED dunkel wenn Selbsthaltung + CNI/CNS geöffnet: Ausgangsrelais abgefallen + LED leuchtet; dieser Schaltzustand bleibt, auch wenn CNI/CNS wieder schließt LED leuchtet: Ausgangsrelais abgefallen, CNI/CNS geöffnet bzw. Ausgangsrelais in Selbsthaltung LED dunkel: Ausgangsrelais angezogen, CNI/CNS geschlossen

16 Anwendungsbeispiele für CSG 11 A und CSG 11 R CSG 11 A zur Signalisierung eines Grenzstandes CSG 11 R zur Signalisierung eines Grenzstandes / ED