Fernüberwachung mit 4–20 mA
Für vorhandene 4–20-mA-Messumformer liest ein netzbetriebener Analogsensor das Rohsignal. Edge skaliert es und hält Fehler- und Datenlücken getrennt.
- Messgrößen
- 4–20-mA-Messumformer, 0–10-V-Signale, Prozess- und Umgebungstemperatur sowie die zugehörigen Maschinenzustände
- Gute Praxis
- Bei der Überwachung industrieller Prozesse bleibt das Rohsignal neben dem physikalischen Wert erhalten
- Sensoren
- ZIO-22, zwei Stromschleifen, 0 bis 20 mA bei 0,001 mA Auflösung, bis 36 V DC Datenblatt: Sensor für analoge Signale
- Vor Ort
- ZGW-20 Gateway, Skalierung, Qualitätsregeln und Weitergabe an andere Systeme Datenblatt: Gateway
Hardware für die Überwachung von 0–10-V-Signalen und Stromschleifen
Eine Schnittstelle pro Signalart. Beide benötigen Netzstrom; ein Stromschleifeneingang kann nicht zugleich batteriebetrieben sein.
Druck-, Durchfluss-, Füllstands- und andere 4–20-mA-Messumformer
1 pro Signalpaar zwei extern versorgte Stromschleifen
0 bis 20 mA mit 0,001 mA Auflösung, bis 36 V DC, Versorgung mit 85 bis 264 V AC, IP67
Messgeräte mit 0–10-V-Ausgang statt einer Stromschleife
1 pro Signal 0 bis 10 V, ein Kanal
0 bis 10 V DC bei 0,001 V Auflösung
Skaliert jedes Signal einmal, speichert den Rohwert daneben und wendet Qualitätsregeln an
1 pro Standort bis zu 250 drahtlose Geräte
Falls Temperatur zu den Messgrößen gehört
Prozess-, Behälter- oder Umgebungstemperatur, wo ein Fühler direkt platziert werden kann
1 pro Messpunkt wasserdichter Fühler mit 1,5 m Leitung
1 wasserdichter Fühler mit 1,5 m Leitung
±0,2 °C von −20 bis 70 °C, ±0,5 °C von −40 bis 105 °C
Falls die Zustände vom Regler und nicht von einem Kontakt kommen
Maschinenzustände, Rezept- oder Alarmregister eines Reglers
1 pro Regler bis zu 30 Register
Was zu einem Analogsignal gehört
Ein Stromwert ist noch kein Messwert, solange Messbereich, Skalierung und Fehlerverhalten nicht mit ihm dokumentiert sind.
From field measurement to Edge
Each field signal reaches its named EpiSensor interface, reports through the site Gateway and is handled locally in Edge.
- Kabelgebunden
- Zigbee
- Edge
- Plattformen
| Messstelle | Was sich daraus ablesen lässt | Referenz | Sensor |
|---|---|---|---|
| Messgeräte mit Stromschleifenausgang | Druck, Durchfluss, Füllstand und andere Größen über 4–20 mA | Stromschleifenversorgung, Gesamtbürde sowie aktiver oder passiver Ausgang Datenblatt: Sensor für analoge Signale | ZIO-22 (auf dieser Seite) |
| Messgeräte mit Spannungsausgang | Signale mit 0 bis 10 V | Gemeinsame Referenz, Eingangsimpedanz und ob null Volt ein gültiger Wert oder ein Fehler ist Datenblatt: Sensor für analoge Signale | ZVO-20 (auf dieser Seite) |
| Temperaturmesspunkte | Prozess-, Behälter-, Rohr- oder Umgebungstemperatur an festgelegter Position | Fühleraufbau, Eintauchtiefe und Ansprechzeit passend zum Prozess Datenblatt: Temperatursensor mit Fühler | TES-21 (auf dieser Seite) |
| Maschinen- und Reglerzustände | Was die Anlage tat, als sich der Analogwert änderte | Dokumentierte Kontakte oder geprüfte Register mit festgehaltener Zustandszuordnung Datenblatt: Modbus-Schnittstelle | ZMB-31 (auf dieser Seite) |
Unterbereich anhand der Fehlerschwellen des Messumformers einordnen. Ein Strom unter 4 mA liegt außerhalb des normalen 4–20-mA-Bereichs, ist aber nicht automatisch ein Messumformerfehler oder ein gültiger Prozessnullwert. Bei einem nach NE 43 konfigurierten Messumformer die dokumentierte Fehlerschwelle bei höchstens 3,6 mA oder mindestens 21 mA prüfen und den Zwischenbereich getrennt behandeln.
Spannungsreserve der Schleife addieren. Mindestspannung des Messumformers sowie Spannungsabfälle an Empfänger und Kabel beanspruchen die Versorgung. Addieren Sie alle Anteile vor dem Einsatz vor Ort.
Einstellungen für jeden analogen Messpunkt
Jeder dieser Werte stammt aus dem Datenblatt des Messgeräts, wird einmal dokumentiert und überall gleich verwendet.
| Einstellung | Typischer Wert | Wo prüfen |
|---|---|---|
| Schleifenversorgung | 24 V DC, extern | Eigene Stromversorgung der Schleife. Die Schnittstelle liest den Strom und speist die Schleife nicht. |
| Spannungsreserve | Versorgung minus Mindestspannung des Messumformers und sämtliche Spannungsabfälle | Mindestklemmenspannung des Messumformers und Gesamtwiderstand der Leitung vor der Installation prüfen. |
| Messbereich | Endpunkte bei 4 mA und 20 mA in physikalischen Einheiten | Konfiguration des Messumformers, nicht der erwartete Prozessbereich. |
| Skalierung | Linear zwischen den Endpunkten | Edge-Wert an zwei Punkten mit der Anzeige des Messumformers vergleichen. |
| Fehlerstrom | Höchstens 3,6 mA oder mindestens 21 mA | NAMUR-NE-43- oder andere Fehlereinstellung des Messumformers und ihre Behandlung in Edge. |
| Meldeintervall | 1 bis 15 Minuten | Sensoreinstellungen in Edge, passend zur tatsächlichen Änderungsgeschwindigkeit des Prozesses. |
| Schwelle für veraltete Daten | Länger als das Meldeintervall | Berechnete Sensoren verwenden standardmäßig fünf Minuten. Bei seltener meldenden Quellen die Schwelle anheben, damit ein gesunder 15-Minuten-Messpunkt zwischen Meldungen nicht als veraltet gilt. |
Prüfungen bei der Inbetriebnahme
Jede Prüfung soll einen plausiblen Wert nachvollziehbar machen.
-
Jeden Kanal vom Anfang bis zum Ende verfolgen
Verfolgen Sie jedes Signal von der Gerätekennzeichnung bis zu Messpunktname und Einheit in Edge.
Bestanden, wenn Kennzeichnung, Leitung, Kanal und Messpunktname stimmen überein.
-
Zwei bekannte Werte rücklesen
Nutzen Sie den Simulationsmodus des Messumformers oder bekannte Prozessbedingungen an zwei Punkten des Messbereichs.
Bestanden, wenn Rohstrom und skalierter Wert stimmen; die Rundung ist verstanden.
-
Stromschleife hat ausreichend Reserve
Addieren Sie Mindestspannung des Messumformers sowie Spannungsabfälle an Empfänger und Leitung bei 20 mA.
Bestanden, wenn Die Versorgung deckt alles mit Reserve ab; die Berechnung erfolgt vor der Installation.
-
Ein Fehler erscheint als Fehler
Erzeugen Sie den dokumentierten Fehlerstrom oder trennen Sie die Schleife.
Bestanden, wenn Edge zeigt einen Fehler oder eine Lücke statt eines gewöhnlichen Minimal- oder Maximalwerts.
-
Veraltete Daten werden unterdrückt
Unterbrechen Sie einen Signalpfad länger als die Schwelle für veraltete Daten.
Bestanden, wenn Der Wert wird nicht weiter wiederholt; alle darauf beruhenden Berechnungen stoppen ebenfalls.
Grenzen dieser Messung
Die Schnittstelle liest ein Signal zuverlässig aus. Alles davor bleibt Aufgabe des Messgeräts.
- Monitoring zertifiziert weder Eignung des Messgeräts, Schutz in explosionsgefährdeten Bereichen, funktionale Sicherheit noch Prozessdichtheit.
- Gemeinsames Protokoll oder Signalformat beweist keine Kompatibilität mit einem konkreten Modell, einer Verdrahtungsoption oder Registerkarte.
- Skalierung kann Genauigkeitsverluste durch schlechte Sensorposition, ungeeigneten Bereich oder unbekannte Installationsfehler nicht ausgleichen.
- Ein Analogwert hat kein eigenes Qualitätskennzeichen. Das Fehlerverhalten muss bewusst konfiguriert werden.
Quellen
- Grundlagen der 4–20-mA-Stromschleife (öffnet in einem neuen Tab) (öffnet in einem neuen Tab) NI
- Modbus-Seriellprotokoll und Implementierungsleitfaden (öffnet in einem neuen Tab) Modbus Organization
- Memograph-M-Betriebsanleitung, NAMUR-NE-43-Fehlermodus (öffnet in einem neuen Tab) Endress+Hauser
- Datenblatt: Sensor für analoge Signale (öffnet in einem neuen Tab) EpiSensor. Technische Daten, Messbereiche und Bestellcodes.
Weiterführend
- ÜberblickEnergieüberwachung
- RechnerRTD-Leitungswiderstands-Fehlerrechner
- LeitfadenInbetriebnahme von 4-20-mA- und 0-10-V-Signalen
Drittgeräte für diese Anwendung
Weitere Geräte im Geräteverzeichnis: Temperature and humidity sensors (21)
Spannungsreserven und Skalierung der Schleife von Anfang an richtig planen
Eine Fachperson kann Spannungsreserven prüfen, Schnittstellen wählen und die Skalierung mit Ihnen dokumentieren.