PKP Prozessmesstechnik GmbH. Borsigstrasse 24. D Wiesbaden-Nordenstadt. Tel: / Fax: / Bedienungsanleitung FCS01

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1 PKP Prozessmesstechnik GmbH Borsigstrasse 24 D Wiesbaden-Nordenstadt Tel: / Fax: / Bedienungsanleitung FCS01 Kapazitiver Füllstandsschalter

2 Zum FCS01 Hinweis: Der FCS01 darf nur gemäß den Anweisungen in dieser Betriebsanleitung verwendet werden. Der kapazitive Grenzstandschalter FCS01 liefert einen 4 oder 20 ma Ausgang und einen Transistorausgang zur Erkennung von Min. oder Max. Füllständen. Bei Materialkontakt oder schon vor Berührung mit dem zu messenen Medium stellt das Gerät eine Kapazitätsänderung fest und ein Max. Alarm wird gemeldet. Wird ein Min. Alarm gewünscht, so schaltet das Gerät bei Verlust des Kontakts mit dem Material und löst den Alarm aus. FCS01: Eigenschaften NPT, BSPT Prozessanschlüsse Korrosionsfeste Bauweise, produktberührende Teile aus Kynar und Edelstahl Nicht gepolter Transistorausgang 4/20 oder 20/4 ma Alarmausgang (Schleife) FCS01: Applikationen Flüssigkeiten, Schlämme, Pulver, Granulate und Schüttgüter Nahrungsmittel und Pharma Chemie und Petrochemie Relativ hoher Druck und hohe Temperaturen Explosionsgefährdete Bereiche

3 Technische Daten Elektronik Spannung Standard: Eigensicher: 12 33V DC 10 30V DC Alarmausgang: ma: Transistorausgang: Wiederholbarkeit: 2 mm (0,08") Modus: Max. oder Min. 4/20 ma Schleife oder 20/4 ma 2-Leiterschleife Standard: 40 VDC / 28 VAC 100 ma max. 2 VA max. Eigensicher: 30V DC Mechanik Gemeinsam: Sonde / produktberührendes Teil, Prozessanschluss aus Edelstahl und Sensor aus Kynar 1 Standardausführung: Gehäuse aus Edelstahl Prozessanschluss, 3/4" NPT oder 1" BSPT 1 m (3,3 ft) Länge, 4-Adern, 22 AWG, abgeschirmt, Mantel aus Polyester Gehäuseausführung: Gehäuse: stoßfestes ABS Deckel: durchsichtiges ABS integrierte Klemmleiste mit 5 Klemmen ½ NPT Kabeleinführung (PG 13 auf Anfrage) Umgebung Montage: innen / im Freien Höhe: 2000 m max. Umgebungstemperatur: -40 bis 85 C (-40 bis 185 F) Schutzart: Typ 4X / NEMA 4X / IP65 Installationskategorie: II Verschmutzungsgrad: 4 Prozess Dielektrizitätszahl (εr): Temperatur: Druck (Behälter): 1,5 min 40 bis 110 C ( 40 bis 230 F) 0 absolut bis 1000 kpa (10 bar oder 146 psi), nominal 1 Kynar ist eine Marke von ELF Atochem

4 Zulassungen Standardausführung: CSA CENELEC FM KEMA Gehäuseausführung: CSA CENELEC FM KEMA

5 Installation Standort Hinweise: Die Installation darf nur durch qualifiziertes Personal und unter Beachtung der örtlichen, technischen Bestimmungen durchgeführt werden. Dieses Produkt darf keinen elektromagnetischen Störeinflüssen ausgesetzt werden. Befolgen Sie die genauen Vorschriften zur Erdung. Der FCS01 wird normalerweise oben am Behälter montiert (Max. Alarm). Für einen Min. oder Max. Alarm ist auch eine Montage seitlich am Behälter, auf Höhe des entsprechenden Schaltpunktes möglich. Horizontal Im Winkel Vertikal

6 Abmessungen Standardausführung Erde 36mm (1.4 ) Grüne LED / Spannung Aussparung für das Kabel Potentiometer / Empfindlichkeit Kabel Ø 5mm (0.2 ) Rote LED / Ausgangszustand Gelbe LED / Sensorzustand Schutzkappe Potentiometer 45mm (1.8 ) Prozessanschluss 120mm (4.7 )

7 Gehäuseausführung 80mm (3.2 ) grüne LED / Spannung Potentiometer / Empfindlichkeit 65mm (2.6 ) Kabeleinführung gelbe LED / Sensorzustand rote LED / Ausgangszustand Klemmleiste 65mm (2.6 ) Prozessanschluss 204mm (8.0 )

8 Montage Installationshinweise und Einschränkungen Um eine einwandfreie Funktion Ihres Gerätes zu gewährleisten, beachten Sie bitte die folgenden Installationshinweise und Einschränkungen. Hinweis: Alle Abbildungen zur Montage zeigen nur die Standardausführung, sind jedoch auch für die Gehäuseversion gültig. Standrohre < 50mm (2 ) > 100mm (4 ) Ø Mehrere Geräte Seitenansicht Ansicht von hinten 100mm (4 ) min 100mm (4 ) min 100mm (4 ) min Die Sensoren müssen in einem Abstand von mind. 100 mm voneinander montiert werden. Diagonale Anordnung, wenn vertikal nicht genug Platz vorhanden ist.

9 Abstand bei Montage in Nähe der Behälterwand 50mm (2 ) min 50mm (2 ) min

10 Prozessbedingungen Vorsicht: Nicht unterhalb der Befüllung anbringen. Vorsicht: Schüttkegelbildung bei der Installation berücksichtigen. Vorsicht: Sonde vor herabfallendem Material schützen. Vorsicht: Stellen vermeiden, an denen sich Material ablagert.

11 Anschluss Standardausführung weiß weiß rot schwarz Transistorausgang, ohne Spannung Schließkontakt V Versorgung, / ma Schleifenmodulator (4 oder 20 ma) Gehäuseausführung Klemmenbetrieb ma Stromschleife (+V oder -V) ma Stromschleife (-V oder +V) Erde Transistorausgang Transistorausgang Entsprechendes Kabel rotes Kabel schwarzes Kabel Kabelabschirmung weißes Kabel weißes Kabel Hinweis: Die ma Stromschleife kann zur Bestimmung des Min. oder Max. Alarmbetriebs in beliebiger Polarität angeschlossen werden.

12 Zustand Alarmausgang Alarmzustand Kontakt Gelbe LED AN Kein Kontakt Gelbe LED AUS Spannungsanschluss Max. (Failsafe) Rote LED AUS 4mA Transistor = offen Rote LED AN 20mA Transistor = geschlossen Schwarzer Draht + V Max. (kein Failsafe) Rote LED AN 20mA Transistor = geschlossen Rote LED AUS 4mA Transistor = offen Roter Draht + V Min. (Failsafe) Rote LED AN 20mA Transistor = geschlossen Rote LED AUS 4mA Transistor = offen Roter Draht + V Min. (kein Failsafe) Rote LED AUS 4mA Transistor = offen Rote LED AN 20mA Transistor = geschlossen Schwarzer Draht + V Definitionen Eine Alarmbedingung (siehe Beschreibung unten) kann im Failsafe oder Nicht-Failsafe Modus erkannt werden. Failsafe Der Anschluss des FCS01 Sensors befindet sich im Failsafe Zustand, wenn der Ausgang bei Spannungsausfall im Alarmzustand ist. Der Anschluss des FCS01 Sensors befindet sich im Failsafe Zustand, wenn der Ausgang bei Spannungsausfall in den Alarmzustand umschaltet (Schließkontakt). Max. Alarm Das Material hat einen maximalen Füllstand erreicht (Kontakt der Sonde mit dem Material). Min. Alarm Das Material hat einen minimalen Füllstand erreicht (die Sonde hat keinen Kontakt mehr mit dem Material).

13 Anschluss von Spannung / Alarm Hinweis: Für die entsprechenden Klemmen, siehe Gehäuseausführung Standardausführung Nicht eigensicher MIN. Alarm - + Polarität entsprechend der Betriebsart V DC MAX. Alarm + - Polarität entsprechend der Betriebsart V DC 4 / 20 ma Alarm (Schleife) Rmax = V Versorgung 10 V 20 ma *Beispiel: 250Ω ergeben 1 oder 5 Volt DC Schaltspannung zur SPS V Versorgung 10 33V DC

14 Applikation mit Transistorausgang Standardausführung Nicht eigensicher Transistorausgang, 40 VDC / 28 VAC, max. 100 ma max. 2 VA VDC Schutzdioden Verwenden Sie immer eine Schutzdiode, wenn ein externes Relais mit dem Transistorausgang betrieben wird. Die Schutzdiode verhindert eine Beschädigung des Ausgangs durch induktive, von der Relaisspule erzeugten Spannungsspitzen. Orientieren Sie die Diode am Stromfluss. Gehäuseausführung für die entsprechenden Kabel. Externes Relais Gehäuseausführung für die entsprechenden Kabel. Schutzdiode (kundenseitig) Externes Relais Schutzdiode (kundenseitig)

15 Betrieb Schrauben Sie die Verschlusssicherung zum Zugriff auf die Klemmen auf. Einstellung Hinweis: Die Einstellung kann entweder vor der Installation des FCS01 auf der Werkbank oder vor Ort am bereits montierten Gerät durchgeführt werden. Inbetriebnahme Nach korrekter Montage und Verkabelung des FCS01 kann das Gerät an Spannung gelegt werden. Die grüne LED leuchtet auf. Sie zeigt an, dass das Gerät mit Spannung versorgt wird und betriebsbereit ist. Zustandsanzeigen Der FCS01 besitzt drei LED's zur Anzeige von: Gelb = Medium anstehend: Bei korrekter Einstellung des Potentiometers leuchtet diese LED auf, wenn der Sensor mit dem zu messenden Material in Berührung kommt (die Materialkapazität übersteigt den eingestellten Schaltpunkt). Sie ist ausgeschaltet, wenn der Sensor das Material nicht berührt (Materialkapazität kleiner als der eingestellte Schaltpunkt). Rot = Schaltzustand: Diese LED zeigt den Zustand des ma Alarmausgangs (Schleife) und des Transistorausgangs an. Grün = Betrieb: Leuchtet bei korrekter Spannungsversorgung auf.

16 Alarmausgang Schaltpunkteinstellung Als Hilfestellung zur korrekten Einstellung des Alarmschaltpunktes für eine zuverlässige, präzise Messung sind die Materialien und Applikationen in 3 Kategorien eingeteilt. Die Einstellung kann entsprechend der zutreffenden Kategorie durchgeführt werden. Kategorie 1 Allgemeine Applikationen, wie z. B.: trockene Schüttgüter Flüssigkeiten (dünnflüssig) Kategorie 2 Schwierige Applikationen mit: hygroskopischen / feuchten Schüttgütern zähfließenden und stark leitenden Flüssigkeiten Kategorie 3 Erkennung von Trennschichten: z. B. Flüssigkeit A / Flüssigkeit B, Schaum / Flüssigkeit Potentiometerbestückung Potentiometer (20 Umdrehungen) Kategorie 1 Vorbereitung L3 (grün) muss aufleuchten. Leuchtet die gelbe LED auf, den Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn drehen, bis sie abschaltet; andernfalls direkt zu Punkt 1 unten übergehen. 1. Den Potentiometer im Uhrzeigersinn so weit drehen, bis L1 (gelb) gerade aufleuchtet. Dabei hat der Sensor keinen Kontakt zum Messstoff, sowie Freiraum im Umkreis von 100 mm. 2. Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn drehen, bis die gelbe LED gerade erlischt.

17 Kategorie 2 Vorbereitung L3 (grün) muss aufleuchten. Den Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn drehen, bis die gelbe LED gerade erlischt. Konfiguration 1. Den Füllstand so regeln, dass der Sensor überflutet ist. Die gelbe LED muß aufleuchten. 2. Füllstand so weit senken, dass der Sensor nicht mehr mit dem Material in Berührung kommt. Dabei sollte so viel Material wie möglich am Sensor haften bleiben. 3. Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn drehen, bis die gelbe LED erlischt. Kategorie 3 Vorbereitung L3 (grün) muss aufleuchten. Den Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn drehen, bis die gelbe LED gerade erlischt. Konfiguration 1. Sensor in das Material eintauchen, das die niedrigere Dielektrizitätskonstante besitzt. Die gelbe LED muss aufleuchten. 2. Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn drehen, bis die gelbe LED erlischt. 3. Sensor in das Material eintauchen, das die höhere Dielektrizitätskonstante besitzt. Die gelbe LED muß aufleuchten. Hinweis: Nach Durchführen der Einstellung, die Schutzkappe des Potentiometers wieder aufsetzen. Das Gerät ist nun betriebsbereit und liefert Ihnen die Grenzstanderfassung Ihres Prozesses.

18 Fehlersuche Symptom Überprüfen Maßnahme Keine Reaktion des Schalters bei Berührung des Sensors mit dem Material / bei Kontaktverlust Keine Reaktion des Schalters bei Berührung des Sensors mit dem Material / bei Kontaktverlust, bisherige Maßnahmen wirkungslos Grüne LED AUS Grüne LED AN gelbe LED ständig AN Grüne LED AN gelbe LED ständig AUS Grüne LED AN gelbe LED bleibt unverändert (wie in Fall 2 und 3 oben). Spannungsanschlüsse und Potential prüfen Empfindlichkeit verringern: Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn drehen Empfindlichkeit erhöhen: Potentiometer im Uhrzeigersinn drehen Möglicherweise defekter Sensor wenden Sie sich an Ihre örtliche Vertretung Wartung Der FCS01 ist wartungsfrei und erfordert keine Reinigung.

19 Füllstandsmessung und -überwachung FCS01 Grenzstandschalter für Schüttgüter, Flüssigkeiten, Schlämme, Trennschichten und Schaumdetektion Einfacher Einbau Wartungsarm Keine beweglichen Teile Einstellbare Empfindlichkeit Beschreibung: Der kapazitive Grenzstandschalter FCS01 nutzt die von Luft verschiedene Dielektrizitätskonstante des zu überwachenden Mediums, um dessen Anwesenheit zu detektieren. Innerhalb eines Schutzrohres aus Kunststoff befindet sich ein Plattenkondensator, der in seinen elektrischen Eigenschaften von der Dielektrizitätszahl des ihn umgebenden Mediums abhängt. Die Kapazität C dieses Kondensators wird durch das Messen der Impedanz eines mit hochfrequentem Strom belasteten Kreises erfasst und ausgewertet. Die Ansprechempfindlichkeit des FCS01 kann außen am Gerät mittels eines einfachen Potentiometers eingestellt werden. Im Falle eines Schaltvorganges sinkt der Strom in der versorgenden Zweileiterschleife von 20 ma auf 4 ma (oder steigt umgekehrt, je nach Polung) und ein potentialfreier Transistorausgang schaltet durch. Einsatzbereiche: Der FCS01 eignet sich zum Überwachen von festen und flüssigen Medien, sowie von Schlämmen und Schäumen. Das Sensormaterial ist wahlweise in Kynar oder abriebfestem Ryton ausgeführt, so dass auch aggressivste und abrasive Stoffe problemlos detektiert werden können. Die Temperatur von 40 C bis +100 C ist großzügig ausgelegt, zumal der Druck über den gesamten Bereich max. 10 bar betragen kann. Auch bzgl. der nachgeschalteten Auswerteelektronik sind dem Anwender keine Grenzen gesetzt. Der Current Sink - Ausgang arbeitet mit Zweileiterspeisegeräten zusammen und der potentialfreie Transistorausgang kann Gleich- und Wechselspannungen bis zu 40 VDC bzw. 28 VAC schalten. Der FCS01 kann entweder mit Klemmgehäuse für rauhe Atmosphären oder mit festem Kabelschwanz versehen werden. Die chemische Beständikeit des FCS01, seine hohe Vibrationsunempfindlichkeit, seine Präzision und nicht zuletzt sein sehr günstiger Preis machen den FCS01 zu einem Universalgerät, welches an vielen Stellen in der Lage ist, Schwinggabelschalter, Drehflügelwächter oder Schwim merschalter zu ersetzen. 170 PKP Process Instruments Inc. 10 Brent Drive Hudson, MA S T info@pkp.eu Internet: PKP Prozessmesstechnik GmbH Borsigstraße 24 D Wiesbaden S +49 (0) T +49 (0) info@pkp.de Internet: 6/10

20 Ausführungen: Typenschlüssel: FCS01 Kapazitiver Grenzstandschalter Prozessanschluss: Der FCS01 ist mit 3/4"-NPT oder mit 1"-BSPT Gewinde in Edelstahl erhältlich Geräteversion: Der FCS01 wird als Standardgerät aus Edelstahl mit einem 1 Meter langem 4-adrigen (0,5mm 2 pro Ader) Kabelschwanz geliefert. Wahlweise kann den FCS01 auch in Gehäuseausführung gefertigt werden, wobei das Gehäuse aus stoßfestem ABS besteht. Im Inneren des Gehäuses ist eine Klemmleiste mit 5 Klemmen integriert. Das Kabel wird durch ein 1/2"-NPToder PG13,5-Gewinde eingeführt. Sensormaterial: Beim Sensormaterial kann zwischen PPS- Ryton oder KYNAR(PDF) gewählt werden. Es ist auch eine zusätzliche abriebfeste Hülse aus PPS erhältlich, die stets über ein G1"-Außengewinde verfügt, so dass nur der FCS01 mit 3/4"-NPT-AG in sie eingebaut werden kann. Überfüllsicherung: Der FCS01 ist als Überfüllsicherung nach dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) zugelassen, standardmäßig wird jedoch keine Zulassung mitgeliefert. Elektrische Daten: Hilfsenergie: Ausgangssignal: Transistorausgang: Messgenauigkeit: Standard 10 bis 33 VDC, Eigensicher 10 bis 30 VDC Sinkender oder steigender Strom 20 auf 4 ma oder 4 auf 20 ma, je nach Anschluss Potentialfrei, Standard 40 VDC, 28 VAC max. 100 ma, max. 2 VA, Eigensicher 30 VDC 2 mm Dielektrizitätskonstante: min. 1,5 Schutzart: Kabel-Ausführung: IP65 Gehäuse-Ausführung: IP68 Technische Daten: Messlänge: 100mm Umgebungstemperatur: 40 C bis +85 C Medientemperatur: 40 C bis +100 C Druck: Medien: Prozessanschluss: Werkstoff Anschluss: Werkstoff Sensor: Kabel: Kabeleinführung: maximal 10bar Flüssigkeiten, Schüttgüter, Schlämme, Trennschichten 3/4"-NPT-AG oder G1"-AG Kynar oder Ryton 1 m, 4 x 0,5 mm 2 geschirmt, Mantel aus Polyester 1/2"-NPT (PG13,5 auf Anfrage) Bestellnummer: FCS01. Grenzstandschalter für Schüttgüter, Flüssigkeiten, Schlämme, Trennschichten und Schaumdetektion Prozessanschluss 1 = 3/4"-NPT Gewinde 2 = 1"-BSPT Gewinde Geräteversion 1 = Standard mit Kabelschwanz (1 Meter) 2 = Gehäuse mit Klemmleiste Sensormaterial 1 = PPS-Ryton 2 = KYNAR (PVDF) Überfüllsicherung 0 = ohne 1 = mit (nach WHG) Zulassungen 0 = ohne 2 = Zulassung als Überfüllsicherung gemäß WHG Standardausführung Grüne LED / Spannung Potentiometer / Empfindlichkeit Erde Kabel Ø 5mm (0.2 ) Schutzkappe Potentiometer 45 mm (1.8 ) 120 mm (4.7 ) 36 mm (1.4 ) Prozessanschluss Gehäuseausführung 80mm grüne LED / (3.2 ) Spannung Potentiometer / Empfindlichkeit gelbe LED / Sensorzustand Aussparung für das Kabel Rote LED / Ausgangszustand Gelbe LED / Sensorzustand Prozessanschluss 65 mm (2.6 ) Klemmleiste 65 mm (2.6 ) rote LED / Ausgangszustand Kabeleinführung 204 mm 8.0 ) PKP Prozessmesstechnik GmbH Borsigstraße 24 D Wiesbaden S +49 (0) T +49 (0) info@pkp.de Internet: PKP Process Instruments Inc. 10 Brent Drive Hudson, MA S T info@pkp.eu Internet: 171