содержание .. 1 2 3 ..

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ И МОНТАЖУ РАДИОВОЛНОВЫХ БЕСКОНТАКТНЫХ УРОВНЕМЕРОВ УЛМ-31-HF, УЛМ-31-HF-F, УЛМ-31А1, УЛМ-31А1-HF, УЛМ-31А1-HF-F, УЛМ-31А1-HF-F-LC - часть 2

Рис. 4.7. Установка прибора

- если стенки резервуара не являются гладкими (например, рифленый металл,

сварные швы, конструкции) расстояние от стенки должно быть максимально

возможным.

ПРИМЕЧАНИЕ

В случае применения прибора на резервуарах из непроводящего материала

(например, пластик), следует учитывать, что конструкции вне резервуара мо-

гут попадать в измерительный луч. Поэтому, при монтаже следует выбирать

монтажную позицию с учетом данного факта.

Рис. 4.8. Установка прибора. Резервуар из непроводящего материала.

4.2 Общие требования к установке уровнемера на монтажный патрубок

Рис. 4.9. Установка прибора на монтажный патрубок.

Внутренний диаметр патрубка D должен быть не менее 100 мм¹. Допустимое

отклонение оси патрубка от вертикали, при измерении уровня жидких про-

дуктов - 1°.

Высота патрубка H измеряется по его внутренней поверхности от фланца до

нижней кромки отверстия. Максимальная допустимая высота патрубка зави-

сит от его диаметра. Чем больше диаметр, тем выше допустимый патрубок.

Формулы, связывающие диаметр патрубка и его высоту, выбираются в зави-

симости от применения, см. п. 4.3.

Применение более высокого патрубка может привести к возникновению пара-

зитных переотражений и может затруднить процесс измерения. При желании

применить более длинный патрубок, чем рассчитанный для данного примене-

ния, необходимо согласование конструкции с производителем. Отверстие в

крыше под патрубком должно быть не меньше внутреннего диаметра патруб-

ка. Внутренняя поверхность патрубка не должна содержать неровностей раз-

мером более 3мм. Паразитные отражения от неровностей внутри патрубка мо-

гут привести к ухудшению точности и устойчивости измерения.

В случае, использования патрубков прямоугольного сечения высота патрубка

с учетом толщины крыши вместе с внутренними конструкциями, примыкаю-

щими к крыше (ребра жесткости и т.д.) не должна превышать рассчитанную

по формулам, приведенным в п. 4.3, где вместо диаметра патрубка записыва-

ется размер узкой стороны прямоугольника.

4.3 Монтажные патрубки

Требования к патрубку зависят от вида применения. Применения подразделя-

ются на два вида: с сильным отраженным сигналом и слабым.

К применениям со слабой отражающей способностью относятся жидкости с

возможностью пенообразования >1 см, резервуары с мешалкой, в случаях, ко-

гда луч прибора попадает на коническую поверхность, возникающую из-за

перемешивания и имеющую угол наклона более 6 градусов, а также все сыпу-

чие материалы.

Все остальные применения относятся к применениям с сильным отраженным

сигналом.

Требования к патрубку для применений с сильным отраженным сигналом.

Допустимая высота патрубка H рассчитывается по формуле:

HD

;

где H - максимальная высота патрубка в мм, D - диаметр патрубка в мм.

¹ Уровнемер УЛМ-31А1-HF-F с применением перехода (см.п.12.10) допускает установку на

патрубки меньшего диаметра.

В следующей таблице приведен расчет для типовых патрубков.

Диаметр патрубка, мм

Максимально-допустимая высота, мм

100

250

150

400

200

500

300

750

Требования к патрубку и отверстию в крыше для применений со слабым от-

раженным сигналом.

Высота монтажного патрубка должна быть не более его диаметра:

H

Для данных применений не рекомендуется использование патрубков высотой

более 250 мм.

4.4 Зона действия измерительного луча

Основная энергия прибора излучается в луче, определенном диаграммой

направленности.

Модель

УЛМ-31-HF

УЛМ-31А1

УЛМ-31А1-

УЛМ-31А1-HF-F,

уровнемера

УЛМ-31-HF-F,

УЛМ-31А1-HF-F-

Ширина из-

мерительного

луча  , град.

Диаметр луча W определяется на основе функции от ширины измерительного

луча  и измеряемого расстояния L согласно формуле:









L

tan







Для расчета ширины зоны действия измерительного луча можно использовать

упрощенную формулу для соответствующей модели уровнемера:

УЛМ-31А1-HF-F,

Модель

УЛМ-31А1-

УЛМ-31-HF-F,

УЛМ-31-HF

УЛМ-31А1

уровнемера

УЛМ-31А1-HF-F-

Диаметр

W 0.035

W 0.157L

W 0.035L

W 0.087L

луча

Рис. 4.10. Зона действия измерительного луча

4.5 Мертвая зона

Уровнемеры имеют так называемую «мёртвую зону». Это зона вблизи антен-

ны датчика, измерение в которой затруднительно либо невозможно. «Мёртвая

зона» изображена на рис. 4.11, её можно условно разделить на три области.

Самая ближняя (на рисунке слева) область, измерение в которой невозможно.

Средняя - область нестабильных измерений, прибор может определять рас-

стояние с низкой точностью, возможны скачки показаний. Дальняя область

«мёртвой зоны» - измерения в ней стабильны, но паспортная точность не до-

стигается. Протяжённость областей «мёртвой зоны» зависит от отражающей

способности продукта, наличия конструкций резервуара, попадающих в луч

датчика. При соблюдении правил установки датчика на резервуаре, «мёртвая

зона» не превышает 600 мм.

Рис. 4.11. Мертвая зона прибора

4.6 Примеры монтажа

На рис. 4.12, в позициях А и B показаны примеры монтажа уровнемера, вы-

полненного в соответствии с требованиями настоящей инструкции. На

рис.4.12 вариант А, показан монтаж уровнемера на фланец резервуара без ис-

пользования патрубка, на вариант В - с патрубком. В вариантах C-Е изобра-

жены типичные ошибки монтажа, на которые следует обратить внимание.

Вариант C - край крыши под патрубком выступает внутрь патрубка, кроме то-

го, отверстие в крыше меньше минимально допустимого.

Вариант D - нижний край патрубка заглублен относительно крыши, из-за чего

длина патрубка оказывается больше допустимой.

Вариант Е - уровнемер установлен с большим смещением относительно вер-

тикальной оси патрубка. Следует устанавливать прибор по центральной оси

патрубка.

Рис. 4.12. Примеры монтажа

4.7. Конструкции в емкости

Находящиеся в емкости конструкции - трубы, арматура, мешалки, стенки

рифленые стенки резервуара, сигнализаторы уровня и прочие предметы, мо-

гут быть источником паразитного сигнала. Монтажная позиция уровнемера

должна быть выбрана так, чтобы на пути распространения радиосигнала не

было никаких препятствий. Если данное условие невозможно выполнить в си-

лу конструктивных особенностей резервуара следует обратиться в службу

технической поддержки производителя.

Влияние конструктивных элементов можно уменьшить применением наклон-

ных отражателей, которые рассеивают радиосигнал. Отражатели могут быть

изготовлены из листового металла.

Рис. 4.13. Пример наклонного отражателя над конструкцией в резервуаре

5. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ

5.1 Общие указания

! ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Все подключения должны выполняться при отключенном напряжении.

Работы по электрическому подключению должны выполняться только ква-

лифицированным персоналом, имеющим допуск на данный вид работ.

Уровнемер имеет возможность установки двух кабельных вводов с само-

уплотняющейся резьбой NPT. При поставке с завода-изготовителя в корпус

может быть установлен один кабельный ввод с технологической заглушкой, в

этом случае на месте второго устанавливается сертифицированная заглушка.

! ВНИМАНИЕ

Запрещается:

- оставлять уровнемер на монтажной позиции без технологической заглушки

без подключенного кабеля;

- оставлять уровнемер на монтажной позиции с подключенным кабелем, но

незатянутым кабельным вводом;

- оставлять незаглушенными неиспользуемые кабельные вводы, на их место

должна быть установлена сертифицированная заглушка.

5.2 Соединительный кабель.

При использовании только аналогового выхода 4-20 мА можно использовать

стандартный неэкранированный кабель

При использовании цифровых интерфейсов RS-485 или HART рекомендуется

использование экранированного кабеля.

Необходимо использовать кабель круглого сечения. Для обеспечения заявлен-

ных характеристик по защите от проникновения пыли и влаги IP необходимо

использовать кабель подходящего для данного кабельного ввода диаметра.

Подробнее см. п. 12.1 Технические характеристики. Электромеханические

данные.

! ВНИМАНИЕ

Запрещено вводить в прибор через один кабельный ввод несколько кабелей.

ПРИМЕЧАНИЕ

Для защиты прибора от проникновения вовнутрь влаги рекомендуется соеди-

нительный кабель в непосредственной близости от кабельного ввода изогнуть

вниз для стекания влаги от дождя или конденсата.

Рис. 5.1 Рекомендация по прокладке кабеля

5.3 Экранирование и заземление.

При использовании экранированного кабеля рекомендуем подключать экран

кабеля к потенциалу земли с одной стороны. Используйте клемму заземления

со стороны приемного устройства выходного сигнала.

Прибор должен быть заземлен. Имеется клемма внешнего заземления на кор-

пусе прибора, которая подключается к заземлению резервуара.

Рис. 5.2 Клемма заземления

5.4 Назначение клемм. Подключение.

Рис. 5.3 Подключение уровнемеров УЛМ-31А1, УЛМ-31-HF, УЛМ-31-HF-F,

УЛМ-31А1-HF и УЛМ-31А1-HF-F.

1 - Подключение к ПК;

2 - Преобразователь RS-485/USB;

3 - Экран линии RS-485, подключение к «земле» со стороны преобразователя;

4 - Блок контроля, например PLC;

5 - Разъем для подключения HART-модема;

6 - Экран цифровой линии HART;

7 - Аналоговый блок индикации;

8 - Источник питания 24В;

9 - Блок релейной индикации, пример построения световой сигнализации;

10 - Разъем карты памяти microSD;

11 - Переключатель, согласующая нагрузка линии RS-485 RA-B=120 Ом;

12 - Переключатель адреса Modbus;

13 - Переключатель «Резервная программа», возврат на заводские настройки.

Модификация УЛМ-31А1-HF-F-LC, предназначенная для измерения уровня

жидкости. Он спроектирован для измерения уровня в простых условиях, где

не требуется сложной регулировки и никакой дополнительной функции об-

служивания. Кроме того, радарный уровнемер УЛМ-31А1-HF-F-LC оснащен

специальной антенной и обеспечивает надежное измерение жидкостей, даже

если он устанавливается на высоких и узких патрубках. Такие решения могут

быть интересными, например, в случае измерения уровня в дренажных резер-

вуарах, зарытых под землей.

Рис. 5.4 Подключение уровнемера модификации УЛМ-31А1-HF-F-LC.

1 - Переключатель «Резервная программа», возврат на заводские настройки.

2 - Экран;

3 - Блок контроля, например PLC;

4 - Разъем для подключения HART-модема;

5 - Экран цифровой линии HART;

6 - Аналоговый блок индикации;

7 - Источник питания 24В;

5.5 Источник питания

Рекомендуется применять стабилизированный источник питания постоянного

тока, с выходным напряжением

 2436В. К одному источнику пита-

ИП

ния можно подключать несколько уровнемеров.

Источник питания должен обеспечивать ток в нагрузке из расчёта 0.3А на

каждый датчик:

 0.3 n,

ИП

где n - количество подключенных к источнику уровнемеров.

Мощность источника должна быть не менее

U

 I

ИП

Рис. 5.5 Схема подключения уровнемера к ИП

При протяженной линии питания следует учитывать падение напряжения на

подводящих проводах. Максимально допустимая длинна (в метрах) подводя-

щего кабеля рассчитывается по формуле

 95.24S

 20).

кд

ип

где

кд

- сечение в мм.кв. одного провода питания, U ип - напряжение ис-

точника питания.

В таблице приведены результаты расчёта максимальной длинны кабеля пи-

тания уровнемера для наиболее распространённых сечений провода и напря-

жения на выходе источника питания 24-28В.

Максимально допустимая длинна кабеля питания.

Сечение

24В

25В

26В

27В

28В

провода

мм.кв.

0.25

95 м

119 м

142 м

166 м

190 м

0.35

133 м

166 м

200 м

233 м

266 м

0.5

190 м

238 м

285 м

333 м

380 м

0.75

285 м

357 м

429 м

500 м

571 м

380 м

476 м

571 м

666 м

761 м

Если внешний диаметр кабеля окажется больше допустимо для используемого

кабельного ввода уровнемера, необходимо применить клеммную коробку, со-

единяющую подводящий кабель прибора допустимого сечения и кабель

большего сечения (магистральный кабель) большего сечения. Описанная схе-

ма подключения показана на рис. 5.5.

Рис. 5.6 Схема подключения уровнемеров к ИП с использованием клеммной

коробки.

5.6 Порядок подключения прибора

! ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

- необходимо строго выполнять принятые на предприятии правила техники

безопасности;

- все работы должны выполняться при отключенном напряжении питания;

- подводимое напряжение питания должно соответствовать техническим

характеристикам прибора;

- перед подачей напряжения питания необходимо подключить внешнюю

клемму заземления прибора.

Необходимые инструменты:

- шлицевая отвертка 3 мм;

- шлицевая отвертка 6 мм;

- стриппер или любой подходящий инструмент для зачистки проводов;

- при использовании многожильных проводов рекомендуется применять

наконечники.

Подготовка к подключению:

1. Установите в корпус прибора требуемое количество кабельных вводов.

При использовании двух кабельных вводов выкрутите заглушку отверткой 6

мм и установите второй кабельный ввод на ее место.

2. Удалить технологическую заглушку из установленного на предприя-

тии-изготовителе кабельного ввода.

Рис. 5.7 Установка второго кабельного ввода

Подключение прибора выполняется в следующем порядке:

1. Открутить крышку уровнемера.

2. Ослабить гайку цанги кабельного ввода,.

3. Ввести кабель внутрь уровнемера через уплотнительную манжету ка-

бельного ввода.

! ВНИМАНИЕ

Отсутствие или повреждение уплотнительного кольца нарушает пыле-

влагозащиту прибора, и может привести к выходу его из строя.

4. Удалите внешнюю изоляцию кабеля. При использовании экранирован-

ного кабеля удалите экран.

5. Удалите изоляцию с проводов на 4-6 мм от края. При использовании

многожильных проводов рекомендуется обжать зачищенные концы в

наконечники.

6. Подключите кабель в соответствии со схемой назначения контактов. Со-

гласно п. 5.4 и руководствуясь указаниями на шильдике прибора. Притяни-

те отверткой 3 мм винтовые клеммы.

! ВНИМАНИЕ

Неправильное подключение может привести к выходу прибора из строя.

Рис. 5.8 Подключение уровнемера.

7. Слегка потяните за провода, тем самым проверьте надежность их фикса-

ции в контактах клеммника.

8. Отрегулируйте необходимую для подключения к клеммам длину кабеля

и плотно затяните гайку кабельного ввода. Уплотнительное кольцо должно

полностью облегать кабель.

9. Проверьте наличие и целостность уплотнительного кольца крышки (п.

12.7 поз. 3) и закрутите крышку уровнемера.

10. Подключите клемму внешнего заземления при помощи отвертки 6 мм к

заземлению резервуара.

После подключения рекомендуется провести проверку качества выполненных

работ по следующим пунктам:

- отсутствие повреждений кабелей;

- отсутствие механического напряжения в результате натяжения кабелей;

- кабельные вводы установлены, закручены и уплотнены надлежащим обра-

зом;

- установлена и плотно закручена крышка корпуса прибора.

6. НАЧАЛЬНАЯ НАСТРОЙКА И ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ

Настройка прибора перед вводом в эксплуатацию может выполняться следу-

ющим образом:

1) при помощи ПК с использованием интерфейса RS-485 (протокол обмена

Modbus RTU, подробнее описание протокола см. «Протокол обмена

уровнемеров УЛМ») и конфигурационной утилиты ulmcfg;

2) при помощи ПК с использованием интерфейса НАRT;

3) при помощи смартфона по каналу Bluetooth.

6.1 Установка адреса уровнемера.¹

В соответствии с применяемым протоколом обмена каждому уровнемеру при-

сваивается уникальный Modbus адрес - число от 1 до 255. Адрес задаётся в

двоичном исчислении при помощи 8-ми разрядного DIP-переключателя, рас-

положенного в датчике напротив надписи на шильдике «Адрес датчика». Ад-

рес получается как сумма цифр, указанных на шильдике, напротив взведен-

ных в единицу степени разрядов переключателя.

Рис. 6.1. Переключатель адреса в положении все нули

Рис. 6.2. Примеры установки различных адресов

¹ Кроме модификации УЛМ-31А1-HF-LC

Когда все переключатели стоят в положении «OFF» (рис.6.1), прибору будет

присвоен «номер по умолчанию», указанный в программном обеспечении

уровнемера. Изменение адреса прибора произойдёт после его перезагрузки.

Чтобы изменить адрес уровнемера, необходимо выставить соответствующее

положение переключателей, выключить, а затем включить прибор.

6.2 Подключение к ПК по интерфейсу RS-485.¹

Цифровой интерфейс предоставляет пользователю доступ к показаниям

уровнемера и даёт возможность настраивать и диагностировать уровнемер.

Цифровой интерфейс уровнемера реализован в виде двухпроводной, последо-

вательной линии RS-485. Протокол обмена данными Modbus RTU. Описание

протокола см. «Протокол обмена уровнемеров УЛМ». Преимущества исполь-

зования RS-485 состоят в простоте построения информационной сети; в воз-

можности передавать по одной линии показания десятков приборов, без поте-

ри точности, на расстояние до нескольких километров; в возможности конфи-

гурировать уровнемер с рабочего места, или интегрировать его в систему

промышленной автоматики под управлением ПЛК (программируемого логи-

ческого контроллера, PLC).

Для подключения уровнемера к линии RS-485 на его клеммной колодке выве-

дены клеммы «А» и «B». Каждый уровнемер имеет уникальный Modbus адрес.

Адрес выставляется 8-ми разрядным DIP переключателем, или определяется

внутренней программой прибора, если выставлен 0-й адрес.

Для подключения уровнемера к компьютеру по цифровому интерфейсу ис-

пользуют преобразователь USB/RS-485. Клемма «А» прибора подключается к

клемме «+», клемма «В» - к «-».

¹ Кроме модификации УЛМ-31А1-HF-F-LC

Рис. 6.3 Подключение уровнемера с использованием RS-485

Необходимо применять преобразователи с автоматическим определением

направления передачи. Стандартных устройств данного типа представлено

множество, из наиболее широко распространенных: MOXA серии 1100 (uPort-

1150i, uPort-1130), ADAM-4561, ICP DAS серии I-7561. В некоторых преобра-

зователях требуется перед началом работы установить параметры обмена

данными. В этом случае необходимо установить: скорость передачи - 9600 бит

в секунду, чётность - Even, количество битов данных - 8, количество стоп-

битов- 1 или 2.

! ВНИМАНИЕ

После подключения преобразователя интерфейса к USB, при необходимости,

установите драйвер устройства. Правой кнопкой щёлкните по ярлыку «Мой

компьютерª, в контекстном меню выберете «Свойстваª. В открывшемся

окне «Свойства системыª, на вкладке «Оборудованиеª, нажмите кнопку

«Диспетчер устройствª (порядок действий для Win XP). В списке оборудова-

ния, раскройте раздел «Порты COM и LPTª. Найдите COM-порт соответ-

ствующий подключенному устройству, двойным щелчком откройте окно

«Свойстваª, выбранного порта и убедитесь, что устройство работает

нормально.

Информационная линия RS485 проводится кабелем типа «витая пара» с вол-

новым сопротивлением 120 Ом. Внешняя изоляция кабеля должна обеспечить

достаточную механическую и электрическую прочность для технологических

и климатических условий заказчика. Общая длина линии может достигать не-

скольких километров.

содержание .. 1 2 3 ..