LD301MP

TRANSMISSOR INTELIGENTE DE PRESSOCOM CONTROLE PID INCORPORADO

LD

301

smarMANUAL DE INSTRUES, OPERAO E

MANUTENO

L D 3 0 1 M P

LD301VERSO 6

OUT / 05

web: www.smar.com.br

smar Especificaes e informaes esto sujeitas a modificaes sem prvia consulta.Para atualizaes mais recentes veja o site da smar acima.

BRASILSmar Equipamentos Ind. Ltda.Rua Dr. Antonio Furlan Jr., 1028Sertozinho SP 14170-480Tel.: +55 16 3946-3599Fax: +55 16 3946-3554e-mail: [email protected]

CHINASmar China Corp.3 Baishiqiao Road, Suite 30233Beijing 100873, P.R.C.Tel.: +86 10 6849-8643Fax: +86-10-6894-0898e-mail: [email protected]

FRANASmar France S. A. R. L.42, rue du Pav des GardesF-92370 ChavilleTel.: +33 1 41 15-0220Fax: +33 1 41 15-0219e-mail: [email protected]

HOLANDASmar NederlandDe Oude Wereld 1162408TM Alphen aan den RijnTel: +31 172 494 922Fax: +31 172 479 888e -mail : [email protected]

ALEMANHASmar GmbHRheingaustrasse 955545 Bad KreuznachGermanyTel: + 49 671-794680Fax: + 49 671-7946829e-mail: [email protected]

MEXICOSmar MexicoCerro de las Campanas #3 desp 119Col. San Andrs AtencoTlalnepantla Edo. Del Mx - C.P. 54040Tel.: +53 78 46 00 al 02Fax: +53 78 46 03e-mail: [email protected]

CINGAPURASmar Singapore Pte. Ltd.315 Outram Road#06-07, Tan Boon Liat BuildingSingapore 169074Tel.: +65 6324-0182Fax: +65 6324-0183e-mail: [email protected]

REINO UNIDOSmar UK Ltd3, Overhill Road - CirencesterGloucestershire -GL7 2LGTel: +44 (0)797 0094138Fax: +44 (0)797 4747502e-mail: [email protected]

EUASmar International Corporation6001 Stonington Street, Suite 100Houston, TX 77040Tel.: +1 713 849-2021Fax: +1 713 849-2022e-mail: [email protected]

Smar Laboratories Corporation6001 Stonington Street, Suite 100Houston, TX 77040Tel.: +1 713 849-2021Fax: +1 713 849-2022e-mail: [email protected]

Smar Research Corporation4250 Veterans Memorial Hwy. Suite 156Holbrook , NY 11741Tel: +1-631-737-3111Fax: +1-631-737-3892e-mail: [email protected]

IntroduoO LD301 um transmissor inteligente para medio de presso diferencial, absoluta, manomtrica, nvel e vazo. Otransmissor baseado num sensor capacitivo que proporciona uma operao segura e um excelente desempenho emcampo. A tecnologia digital usada no LD301 permite a escolha de vrios tipos de funes de transferncia, uminterfaceamento fcil entre o campo e a sala de controle e algumas caractersticas que reduzem consideravelmente ainstalao, operao e os custos de manuteno.

O LD301 oferece, alm das funes normais disponveis pelos outros transmissores inteligentes, as seguintes funes:

9 (P)3 - Usada na medio de vazo em calhas abertas com vertedor tipo Parshal;9 (P)5 - Usada na medio de vazo em calhas abertas com vertedor tipo V;9 TABELA - O sinal de sada segue uma curva determinada por 16 pontos, livremente configurveis;

9 CONTROLADOR - A varivel de processo comparada com o setpoint. O desvio atua no sinal de sada de acordo com o algoritmo PID;

9 CARACTERIZAO DA SADA DO PID - O sinal de sada do PID (MV) segue uma curva determinada por 16 pontos, livremente configurveis;

9 FUNO VAZO BIDIRECIONAL - Usada para medir o fluxo na tubulao em ambos sentidos. 9 AJUSTE LOCAL - Ajusta, por intermdio de uma chave de fenda magntica o valor inferior e superior, funo de entrada/sada, modo de operao, indicao, setpoint e parmetros PID;

9 SENHA - Trs nveis para funes diferentes;9 CONTADOR DE OPERAO - Indica o nmero de alteraes em determinadas funes;9 TOTALIZAO -Totalizao de vazo em volume ou massa;9 UNID-USURIO - Indicao em unidade de engenharia da grandeza realmente medida. Por exemplo: nvel, vazo ou volume;

9 Proteo da escrita via hardware.Leia cuidadosamente estas instrues para obter o mximo aproveitamento do LD301.

Os transmissores de presso Smar so protegidos pela patente americana 6,433,791 e 6,621,443.

Introduo

III

NOVO

NOVO

NOVO

LD301 - Manual de Instrues, Operao e Manuteno

IV

NOTAEste Manual compatvel com as verses 6.XX, onde 6 indica a Verso do Software e XXindica o releases. Portanto, o Manual compatvel com todos os releases da Verso 6.

ndice 1 INSTALAO

GERAL................................................................................................................................................................................. 1.1MONTAGEM ........................................................................................................................................................................ 1.1ROTAO DA CARCAA ................................................................................................................................................... 1.4LIGAO ELTRICA .......................................................................................................................................................... 1.4

2 OPERAO

DESCRIO FUNCIONAL - SENSOR ............................................................................................................................... 2.1DESCRIO FUNCIONAL - CIRCUITO ............................................................................................................................. 2.2DESCRIO FUNCIONAL - SOFTWARE .......................................................................................................................... 2.3DISPLAY DE CRISTAL LQUIDO ......................................................................................................................................... 2.6

3 CONFIGURAO

RVORE DO MENU USADA PARA CONFIGURAO BASEADA NA DD VERSO 4.02 ..................................................... 3.3RVORE DO MENU USADA PARA CONFIGURAO COM O PALM .................................................................................. 3.4RECURSOS DE CONFIGURAO .................................................................................................................................... 3.5IDENTIFICAO E DADOS DE FABRICAO .................................................................................................................... 3.5TRIM DA VARIVEL PRIMRIA - PRESSO ......................................................................................................................... 3.6TRIM DE CORRENTE DA VARIVEL PRIMRIA ................................................................................................................. 3.7AJUSTE DO TRANSMISSOR A FAIXA DE TRABALHO ........................................................................................................ 3.7SELEO DA UNIDADE DE ENGENHARIA ....................................................................................................................... 3.8FUNO DE TRANSFERNCIA PARA MEDIO DE VAZO ........................................................................................... 3.10TABELA DE LINEARIZAO .............................................................................................................................................. 3.11CONFIGURAO DO TOTALIZADOR ............................................................................................................................... 3.11CONFIGURAO DO CONTROLADOR PID .................................................................................................................... 3.13CONFIGURAO DO EQUIPAMENTO ............................................................................................................................. 3.14MANUTENO DO EQUIPAMENTO ................................................................................................................................. 3.15

4 PROGRAMAO USANDO AJUSTE LOCAL

A CHAVE DE FENDA MAGNTICA...................................................................................................................................... 4.1AJUSTE LOCAL SIMPLES .................................................................................................................................................. 4.2CALIBRAO DO ZERO E DO SPAN ................................................................................................................................. 4.3AJUSTE LOCAL COMPLETO .............................................................................................................................................. 4.3RVORE DE PROGRAMAO DO AJUSTE LOCAL ........................................................................................................... 4.3OPERAO [OPER] ............................................................................................................................................................ 4.5SINTONIA [TUNE] ................................................................................................................................................................ 4.6CONFIGURAO [CONF] ................................................................................................................................................... 4.8FUNO CALIBRAO [RANGE] ....................................................................................................................................... 4.9FUNO MODO DE OPERAO [MODE] ........................................................................................................................ 4.12TOTALIZAO [TOTAL] ...................................................................................................................................................... 4.13TRIM DE PRESSO [TRIM] ............................................................................................................................................... 4.14RETORNO AO DISPLAY NORMAL [ESC] .......................................................................................................................... 4.16

5 MANUTENO

DIAGNSTICO COM O CONFIGURADOR SMAR ............................................................................................................ 5.1MENSAGENS DE ERRO .................................................................................................................................................... 5.1DIAGNSTICO COM O TRANSMISSOR ........................................................................................................................... 5.2PROCEDIMENTO DE DESMONTAGEM ............................................................................................................................ 5.3CONJUNTO SENSOR......................................................................................................................................................... 5.4PROCEDIMENTO DE MONTAGEM ................................................................................................................................... 5.5CONJUNTO SENSOR......................................................................................................................................................... 5.5CIRCUITO ELETRNICO ................................................................................................................................................... 5.6INTERCAMBIABILIDADE .................................................................................................................................................... 5.7

ndice

V

RETORNO DE MATERIAL ................................................................................................................................................... 5.7RELAO DAS PEAS SOBRESSALENTES .................................................................................................................... 5.8ACESSRIOS ..................................................................................................................................................................... 5.9CDIGO PARA PEDIDO DO SENSOR................................................................................................................................ 5.9

6 CARACTERSTICAS TCNICAS

ESPECIFICAES FUNCIONAIS ....................................................................................................................................... 6.1ESPECIFICAES DE PERFORMANCE ........................................................................................................................... 6.3ESPECIFICAES FSICAS ............................................................................................................................................... 6.4CARACTERSTICAS TCNICAS DE ALTA PERFORMANCE - CDIGO L1 ........................................................................ 6.5 ESPECIFICAES DE PERFORMANCE (ALTA PERFORMANCE) ............................................................................... 6.5CDIGO DE PEDIDO DOS TRANSMISSORES DIFERENCIAL, MANOMTRICO, ABSOLUTO, VAZO E ALTAPRESSO ESTTICA .......................................................................................................................................................... 6.6 ITENS OPCIONAIS .......................................................................................................................................................... 6.7CDIGO DE PEDIDO DO TRANSMISSOR DE NVEL ........................................................................................................ 6.8 ITENS OPCIONAIS .......................................................................................................................................................... 6.9

APNDICEDESENHO DE CONTROLE .............................................................................................................................................. 6.10

VI


Fluxograma de Instalao

VII

Fluxograma de Instalao

O transmissor foiconfigurado em

bancada de acordocom a aplicao?

Configure o transmissor(Seo 1 e Seo 3).

Configure a faixa de medidapara 0% (4mA) e 100% (20mA)

(Seo 3).

Configure o valor deFalha Segura (Seo 3).

Configure o Damping (Seo 3).

Configure a indicao no LCD(Seo 3).

Aplique presso.

A medida estOK?

Consulte o manual (Seo 5)- Manuteno.

Incio

No

No

Sim

Sim Configure, opcionalmente,as senhas e a proteo

de escrita (Seo 3).

No

Sim

Sim

Ajuste a faixa paraobter 0% (4mA).

OK

No

Instalao no Campo.

Instale o transmissor em reasprotegidas.

Instale o transmissor (Mecanicamentee Eletricamente) de acordo com a

aplicao, verificando a posioapropriada do LCD (Seo 5).

mais

Verifique a classificao da reae suas respectivas prticas.

Verifique se os contatos eltricos eos prensacabos esto em

de conduo e presosapropriadamente. Tambm

verifique se a tampa e oplugue esto hermticos.

estadosbons

Energize o transmissorapropriadamente.

Obtenha resultados melhores do LD301lendo cuidadosamente o manual completo.

Obtenha resultados melhores do LD301lendo cuidadosamente o manual completo.

NOTA

A medio em unidade deengenharia est errada?

Medio OK?

Faa o Trim de Zero.

No

No

Sim

A medida de correnteou % est errada?

Tem perna molhada?

Sim

VIII


InstalaoGeral

A preciso global de uma medio de vazo, nvel ou presso depende de muitas variveis. Emborao transmissor tenha um desempenho de alto nvel, uma instalao adequada necessria paraaproveitar ao mximo os benefcios oferecidos.

De todos os fatores que podem afetar a preciso dos transmissores, as condies ambientais so asmais difceis de controlar. Entretanto, h maneiras de se reduzir os efeitos da temperatura, umidade evibrao.

O LD301 possui em seu circuito um sensor para compensao das variaes de temperatura. Nafbrica, cada transmissor submetido a vrios ciclos de temperatura e as caractersticas do sensorsob diferentes temperaturas so gravadas na memria do sensor. No campo, o efeito da variao detemperatura minimizado devido a esta caracterizao.

Os efeitos devido variao de temperatura podem ser minimizados montando-se o transmissor emreas protegidas das mudanas ambientais.

Em ambientes quentes, o transmissor deve ser instalado de forma a evitar ao mximo a exposiodireta aos raios solares. Deve-se evitar a instalao prxima de linhas ou vasos com alta temperatura.Use trechos longos de linha de impulso entre a tomada e o transmissor sempre que o duto operar comfluidos em alta temperatura. Quando necessrio, use isolao trmica para proteger o transmissordas fontes externas de calor.

A umidade inimiga dos circuitos eletrnicos. Em reas com altos ndices de umidade relativa deve-se certificar da correta colocao dos anis de vedao das tampas da carcaa. As tampas devem sercompletamente fechadas, manualmente, at que o anel de vedao seja comprimido. Evite usarferramentas nesta operao. Procure no retirar as tampas da carcaa no campo, pois cadaabertura introduz mais umidade nos circuitos.

O circuito eletrnico revestido por um verniz prova de umidade, mas exposies constantes podemcomprometer esta proteo. Tambm importante manter as tampas fechadas, pois, cada vez queelas so removidas, o meio corrosivo pode atacar as roscas da carcaa que no esto protegidas porpintura. Use fita de teflon ou vedante similar nas conexes eltricas para evitar a penetrao deumidade.

Embora o transmissor seja praticamente insensvel s vibraes, devem ser evitadas montagensprximas a bombas, turbinas ou outros equipamentos que gerem uma vibrao excessiva. Caso sejainevitvel, instale o transmissor em uma base slida e utilize mangueiras flexveis que no transmitamvibraes. Deve-se evitar tambm instalaes onde o fluido de processo possa congelar dentro dacmara do transmissor, o que poderia trazer danos permanentes clula capacitiva.

MontagemO transmissor foi projetado para ser leve e robusto, ao mesmo tempo. Isto facilita a sua montagem,cujas posies e dimenses podem ser vistas na Figura 1.1. Tambm foram tomados cuidados comos padres existentes para os blocos equalizadores, que se encaixam perfeitamente aos flanges dascmaras do transmissor.

Quando o fluido medido contiver slidos em suspenso, instale vlvulas em intervalos regulares paralimpar a tubulao (descarga).

Limpe internamente as tubulaes com vapor ou ar comprimido ou drene a linha com o prprio fluidodo processo, quando possvel, antes de conectar estas linhas ao transmissor.

Feche bem as vlvulas aps cada operao de dreno ou descarga.

Seo 1

1.1

NOTAAo instalar ou armazenar o transmissor de nvel deve-se proteger o diafragma contra contatos que possamarranhar ou perfurar a sua superfcie.

Fig. 1.1 - Desenho Dimensional de Montagem do LD301.


1.2

(C/ ADAPTADOR)

2,312,302,202,13

ZTABELA 1

YTABELA 1

DN-50

179(7,04)

inmm1, 2, 3

456

56,058,358,7

54,0

TABELA 1

FAIXAS Y

72,5(2,85)

mm in

2,872,782,70

2,89

70,672,973,3

68,6

(1,87)

Z

47,5

100,5(3,95)

ADAPTADOR

186,

5

1/4-18 NPT

1/2-14 NPT

TABELA 1(S/ ADAPTADOR)

SANGRIADRENO PARA

83

(3 ,2

6)

SUPORTE DE FIXAOTERMINAIS DECONEXES

41,3

(1 ,62

)

(3 ,70

)94

a chave magnticapara ajuste de zero e span comDeixar, no mnimo, um espao de 150mm

113(4,44)

ELTRICACONEXO

181

(7 ,12

)

(3 ,81

)97

833,26

(7 ,34

)

EXTENSO

1/2 -14 NPT(C/ ADAPTADOR)

45 mx(1,77)

DRENO / SANGRIA

1/4 -18 NPT(S/ ADAPTADOR)

97(3 ,

81)

(2,85)

100,5

72,5

DIAFRAGMA NVEL S/ EXTENSO CONEXESTERMINAIS DE

113(4,44)

(3 ,26

)18

2(7 ,

16)

83

CONEXO ELTRICA

(3,95)(3,78)

96

ETIQUETA

C

D

PARAFUSOS

E

(3,26)83

Deixar, no mnimo, um espao de 150mmpara ajuste de zero e span coma chave magntica

G F

AB

120,7127

B N FUROS

N FUROS

87312738,7 6,4 22,2

1832024

2420 3

3

31822

18

1,61,6

6,445

C

24,432,2

25,4

D E

19,122,3

44810273

9696158

162

13888

8

9696

G

96158

F

158158

8

88

1,61,6

1,61,66,432,3

2924,4

22,822C

19,122,2

19,1

D19,119,1

E G

4848

48

7373

91,9127127

91,991,9

F

48

8

48

DIMENSES ANSI-B 16.5

DIMENSES DIN2501/2526 FORMA D

600 209,5 168,1

50

100

80

DN

4"

12516510/4010/4010/1625/40

220235

200180190

160

228,6

600

PN

150300

273 215,9

A B

254190,5200

3"

2"

DN

165,1152,4

209,5190,5165,1600

300150

300150

CLASS

152,4168,1

127

A

As dimenses so em mm (Polegadas).

Fig. 1.3 Localizao do Transmissor e Tomadas.

Instalao

1.3

Fig. 1.2 - Desenho de Montagem do LD301 em Painel ou Parede

Alguns exemplos de montagem, mostrando a localizao do transmissor em relao tomada,so apresentados na Figura 1.3.

Quanto posio do transmissor, recomenda-se obedecer Tabela 1.1.

Tabela 1.1 - Localizao das Tomadas de Presso.

MONTAGEM EM PAINEL OU PAREDE(Veja Seo 5 - lista de sobressalentespara suporte de montagem disponveis)

Fluido do Processo Localizao das Tomadas Localizao do LD301 em Relao TomadaGs. Superior ou Lateral. Acima;Lquido. Lateral. Abaixo ou mesmo nvel;

Vapor. Lateral. Abaixo se usar cmara de condensao.

NOTACom exceo de gases secos, as linhas de impulso devem estar inclinadas razo de 1:10 para evitar oacmulo de bolhas, no caso de lquidos ou de condensado, no caso de vapor e gases midos.

GS LQUIDO VAPOR

Rotao da Carcaa

A carcaa pode ser rotacionada para permitir um melhor posicionamento do display. Para rotacion-la,solte o parafuso de trava da carcaa. Veja Figura 1.4.

Fig. 1.4 Parafusos de Ajuste da Carcaa e Trava da Tampa.

O display, tambm, pode ser rotacionado. Veja Seo 5, Figura 5.4.

Ligao Eltrica

Para acessar o bloco de ligao aperte o parafuso de trava da tampa para liber-la.Gire a tampa no sentido anti-horrio e retire-a.

Fig. 1.5 Parafusos de Trava da Tampa.

O bloco de ligao possui parafusos que podem receber terminais tipo garfo ou olhal, veja Figura 1.6.


1.4

NOTAO flange do processo do transmissor de nvel pode ser rotacionado de 45. Para fazer isto, basta liberar osdois parafusos e rotacionar o flange. No tire o parafuso. H uma etiqueta no transmissor com essasinstrues. Veja a ( Figura 1.1 ).

PARAFUSODE TRAVADA TAMPA

ATENOINSTALAES PROVA DE EXPLOSO. Em ambiente potencialmente explosivo, para acoplar o sensor carcaa, necessriodar no mnimo 6 voltas completas. O LD301 tem ainda uma volta extra para o melhor posicionamento do display.Para evitar danos ao cabo do sensor, recomenda-se ajustar a posio da carcaa girando-a no sentido horrio. Se o fimda rosca for atingido antes da posio desejada, ento gire-a no sentido anti-horrio. Os transmissores com nmero de srieacima de 4000 possuem uma trava de proteo do cabo, que impede o movimento em mais de uma volta. Veja mais detalhesna Seo 5, Figura 5.2.

PARAFUSODE TRAVADA TAMPA

PARAFUSO DE AJUSTEDA ROTAO DA CARCAA

Os Terminais de Teste e de Comunicao permitem, respectivamente, medir a corrente na malhade 4 20 mA, sem abri-la, e comunicar com o transmissor. Para medir, conecte nos terminais 0 e um multmetro na escala mA e para comunicar, use um configurador HART nos terminaisCOMM e 0.Por convenincia, existem dois terminais terra: um interno, prximo ao terminal e um externo,localizado prximo entrada do eletroduto. Veja os terminais na Figura 1.6.

Fig. 1.6 Bloco de Ligao

recomendvel o uso de cabos tipo par tranado de bitola 22 AWG ou maior.

Evite a passagem da fiao de sinal por rotas que contm cabos de potncia ou comutadores eltricos.

As roscas dos eletrodutos devem ser vedadas conforme mtodo de vedao requerido pela rea. Apassagem no utilizada deve ser vedada com bujo e vedante apropriado.

O LD301 protegido contra polaridade reversa.

A Figura 1.7 - Diagrama de Instalao do Eletroduto, mostra a instalao correta do eletroduto paraevitar a penetrao de gua ou outra substncia no interior da carcaa que possa causar problemasde funcionamento.

Fig. 1.7 - Diagrama de Instalao do Eletroduto.

Instalao

1.5

REAS PERIGOSASEm reas perigosas, que exigem equipamento prova de exploso, as tampas devem ser apertadas no mnimo com 8 voltas.Para evitar a entrada de umidade ou de gases corrosivos, aperte as tampas at sentir que o anel de vedao encostou nacarcaa e d mais um tero de volta (120) para garantir a vedao. Trave as tampas atravs dos parafusos de trava.O acesso dos cabos de sinal aos terminais de ligao pode ser feito por uma das passagens na carcaa, que podem serconectadas a um eletroduto ou prensacabo.

As roscas dos eletrodutos devem ser vedadas conforme mtodo de vedao requerido pela rea. A passagem no utilizadadeve ser vedada com tampo metlico e vedante apropriado. No use o tampo de plstico, que usado para proteger asroscas dos flanges no transporte do equipamento.

A certificao Factory Mutual, prova de exploso, no inflamvel e segurana intrnseca so padres para o LD301. (Vejao desenho de controle no Apndice A).

Se outras certificaes forem necessrias, refira-se ao certificado ou norma especfica para as restries de instalao.

TERMINAISDE TERRA

TESTCOMM

TERMINAISDE TESTE

TERMINAIS DECOMUNICAO

CORRETOFIOS

INCORRETO

O tampo padro fornecido com o transmissor Smar no possui a certificao EExd. Em aplicaes prova de explosodeve-se fazer o uso de tampes certificados. Consulte a Smar caso deseje utiliz-los.

ATENO

Quando o sensor est na posio horizontal, o peso do fluido empurra o diafragma para baixo, sendo,portanto, necessrio fazer o trim de presso inferior. Veja a Figura 1.8.

Fig. 1.9 Diagrama de Ligao do LD301 operando como Transmissor


1.6

Fig. 1.8 - Posies do Sensor

As figuras 1.9 e 1.10 mostram os diagramas de ligaes do LD301 para trabalhar como transmissore controlador, respectivamente.

A figura 1.1 mostra o diagrama de ligao do LD301 para trabalhar numa rede multidrop. Observeque podem ser ligados, no mximo, at 15 transmissores em paralelo na mesma linha. Deve-se,igualmente, tomar cuidado com a fonte de alimentao quando vrios transmissores so ligadosna mesma linha. A corrente que passa pelo resistor de 250 Ohms ser alta, causando uma altaqueda de tenso. Portanto, deve-se assegurar que a tenso da fonte de alimentao seja adequadapara suprir a tenso mnima de operao.

Um configurador pode ser conectado nos terminais de comunicao do transmissor ou em qualquerponto da linha atravs dos seus terminais de conexo.

Se o cabo for blindado, recomenda-se o aterramento da blindagem em apenas uma das extremidades.A extremidade no aterrada deve ser cuidadosamente isolada.

NOTAOs transmissores so calibrados na posio vertical e a montagem numa posio diferente desloca o zero e, consequentemente,o indicador apresenta uma leitura de presso diferente da presso aplicada. Nestas condies, deve-se fazer o Trim de pressode zero. O trim de presso de zero para compensar o ajuste de zero para a posio de montagem final do transmissor. Quandoo trim de zero for executado, certifique se a vlvula de equalizao est aberta e os nveis de perna molhada esto corretos.Para o transmissor de presso absoluta, a correo do efeito de montagem deve ser feito usando o trim inferior, devido o zeroabsoluto ser a referncia para estes transmissores. Desse modo, no h necessidade do valor de zero para o trim inferior.

DIAFRAGMA SENSOR

SENSOR NA POSIO VERTICAL SENSOR NA POSIO HORIZONTAL

COLUNA DO FLUIDO

DIAFRAGMA SENSOR

FONTE DEALIMENTAO

O SINAL DA MALHA PODE SER ATERRADOEM QUALQUER PONTO OU NOTER ATERRAMENTO.

250 W

Configurador

Fig. 1.10 Diagrama de Ligao do LD301 operando como Controlador

Fig. 1.11 Diagrama de Ligao do LD301 em uma Rede Multiponto

Fig. 1.12 Reta de Carga

Instalao

1.7

NOTACertifique-se que o transmissor est dentro da faixa de operao indicada na Figura 1.12. Para suportar acomunicao necessria uma carga mnima de 250 Ohms.

17

I / P

ss

FONTE DEALIMENTAO

O SINAL DA MALHA PODE SER ATERRADOEM QUALQUER PONTO OU NO TERATERRAMENTO

250 W

Configurador

* NMERO MXIMO SEM CONSIDERAR SEGURANA INTRNSECA

15*14131

FONTE DEALIMENTAO

250 W

Configurador


1.8

OperaoDescrio Funcional do Sensor

O sensor de presso utilizado pelos transmissores inteligentes de presso srie LD301 do tipocapacitivo (clula capacitiva), mostrado esquematicamente na Figura 2.1.

Fig. 2.1 Clula Capacitiva

Onde:

P1 e P2 so presses aplicadas nas cmaras H e L.

CH = capacitncia medida entre a placa fixa do lado de P1 e o diafragma sensor.

CL = capacitncia medida entre a placa fixa do lado de P2 e o diafragma sensor.

d = distncia entre as placas fixas de CH e CL.

d = deflexo sofrida pelo diafragma sensor devido aplicao da presso diferencialDP = P1 - P2.

Sabe-se que a capacitncia de um capacitor de placas planas e paralelas pode ser expressa emfuno da rea (A) das placas e da distncia (d) que as separa como:

Onde,

= constante dieltrica do meio existente entre as placas do capacitor.

Se considerar CH e CL como capacitncias de placas planas de mesma rea e paralelas, quando P1> P2 tem-se:

Por outro lado, se a presso diferencial (P) aplicada clula capacitiva, no defletir o diafragmasensor alm de d/4, podemos admitir P proporcional a d, ou seja:

P proporcional a d

Se desenvolvermos a expresso (CL-CH) / (CL+CH), obteremos:

como a distncia (d) entre as placas fixas de CH e CL constante, percebe-se que a expresso(CL-CH) / (CL+CH) proporcional a d e, portanto, presso diferencial que se deseja medir.

Seo 2

2.1

d

AC

dd

ACLe

dd

ACH

)2/(

.

)2/(

.

d

d

CHCL

CHCLP

2

P2

L

CL

P1H

CH

POSIO DO DIAFRAGMASENSOR, QUANDO P1=P2

DIAFRAGMA SENSOR

PLACAS FIXAS DOSCAPACITORES CH E CL

Assim, conclui-se que a clula capacitiva um sensor de presso constitudo por dois capacitores decapacitncias variveis, conforme a presso diferencial aplicada.

Descrio Funcional do CircuitoO Diagrama de blocos do transmissor, como mostra a Figura 2.2, ilustra esquematicamente ofuncionamento do circuito.

OsciladorEste oscilador gera uma freqncia, que funo da capacitncia do sensor.

Isolador de SinaisOs sinais de controle da CPU so transferidos atravs do acoplador ptico, e os sinais do osciladoratravs de um transformador.

Unidade Central de Processamento (CPU) e PROMA unidade central de processamento (CPU) a parte inteligente do transmissor responsvel pelogerenciamento e operao dos outros blocos, linearizao e comunicao.

O programa armazenado em uma memria PROM. Para armazenamento temporrio dos dados, aCPU tem uma memria RAM interna. Caso falte energia, estes dados armazenados na RAM soperdidos.

A CPU possui uma memria interna no voltil (EEPROM) onde dados que devem ser retidos soarmazenados. Exemplos de tais dados: calibrao, configurao e identificao de dados. A EEPROMpermite 10.000 gravaes na mesma posio de memria.

EEPROMA outra EEPROM est localizada na placa do sensor. Ela contm dados pertencentes scaractersticas do sensor para diferentes presses e temperaturas. Como cada sensor caracterizadona fbrica, os dados gravados so especficos de cada sensor.

Conversor D/AConverte os dados digitais da CPU para sinais analgicos com 14 bits de resoluo.

PH

PL

SENSORDE

PRESSO

CONVERSORELETRNICO

CONVERSORELETRNICO

CONVERSORDE

TEMPERATURA

DISPLAYDIGITAL

4-20 mA

UNIDADE DEPROCESSAMENTO

RANGESFUNES ESPECIAIS

PIDCONTROLE DA SADA

COMUNICAO SERIALPROTOCOLO HART

MODEM HART

CONVERSOR

COPROCESSADOR

CONTROLADORDO

D/A

MATEMTICO

DISPLAY

AJUSTE LOCALZERO / SPAN

HT3012

FONTE DEALIMENTAO

SENSOR PLACA PRINCIPAL

SADA

Fig. 2.2 Diagrama de Bloco do Hardware do LD301


2.2

SadaControla a corrente na linha que alimenta o transmissor. Funciona como uma carga resistiva varivel,cujo valor depende da tenso proveniente do conversor D/A.

ModemA funo deste sistema tornar possvel a troca de informaes entre o configurador e o transmissor,atravs de comunicao digital do tipo Mestre-Escravo.

Sendo assim, o transmissor demodula da linha de corrente a informao transmitida serialmente peloconfigurador e, aps trat-la adequadamente, modula na linha a resposta a ser enviada. O 1 representa1200Hz e 0 representa 2200Hz.

O sinal de freqncia simtrico e no afeta o nvel DC na sada de 4-20mA.

Fonte de AlimentaoPara alimentar o circuito do transmissor, utilize a linha de transmisso do sinal (sistema a 2 fios).O consumo quiescente do transmissor de 3,6 mA e durante a operao o consumo poderalcanar at 21 mA, dependendo do estado da medida e do sensor. O LD301, em modo transmissor,apresenta indicao de falha em 3,6 mA quando configurado para falha baixa; 21 mA, quandoconfigurado para falha alta; 3,8 mA quando ocorrer saturao baixa; 20.5 mA quando ocorrer saturaoalta e medies proporcionais presso aplicada na faixa de 3,8 mA a 20,5 mA. O 4 mA correspondea 0% da faixa de trabalho e o 20 mA a 100 % da faixa de trabalho.

Isolao da FonteO circuito de alimentao do sensor isolado do circuito principal por este mdulo.

Controlador de DisplayRecebe os dados da CPU ligando os segmentos do Display de cristal lquido. O controlador ativao backplane e os sinais de controle de cada segmento.

Ajuste LocalSo duas chaves magnticas da placa principal que so ativadas magneticamente pela inserodo cabo magntico, em um dos furos no topo da carcaa, sem nenhum contato externo com elas.

Descrio Funcional do Software

A figura 2.3 - diagrama de blocos do software mostra o fluxo da informao pelo software e temosabaixo a descrio dos blocos.

Caracterizao de FbricaCalcula a presso real atravs das leituras de capacitncia e temperatura obtidas do sensor,considerando os dados de caracterizao de fbrica armazenados na EEPROM do sensor.

Filtro DigitalO filtro digital do tipo passa baixa com constante de tempo ajustvel. Ele usado para suavizarsinais ruidosos. O valor do amortecimento o tempo necessrio para a sada atingir 63,2% para umaentrada em degrau de 100%. Este valor em segundos pode ser livremente configurado pelo usurio.

Linearizao do UsurioEste bloco contm cinco pontos (P1 a P5) que so usados para uma eventual linearizao.

Trim de PressoOs valores de presso obtidos no TRIM de valor inferior e de valor superior so usados para corrigir odesvio de presso do transmissor que pode ser por deslocamento de zero ou span causado porsobrepresso, sobre-temperatura ou posio de montagem.

Calibrao usado para fixar os valores de presso correspondentes sada de 4-20 mA.

No modo transmissor, o VALOR INFERIOR o ponto correspondente a 4 mA e o VALOR SUPERIORo ponto correspondente a 20 mA.

No modo controlador, o VALOR INFERIOR corresponde a MV=0% e o VALOR SUPERIORcorresponde a MV=100%.

NOVO

Operao

2.3

FunoDependendo da aplicao e conforme a presso aplicada, a sada do transmissor ou a PV docontrolador podem ter as seguintes caractersticas: Linear (para a medio de presso, pressodiferencial e nvel), Quadrtico (para a medio de vazo), Quadrtico de Terceira ou Quinta Potncia(para medio de vazo em canais abertos). A funo selecionada em FUNO.

Tabela de PontosEste bloco relaciona a sada (4-20 mA) com a entrada (presso aplicada) de acordo com umatabela de 16 pontos.

A sada calculada atravs da interpolao destes pontos. Os pontos so determinados na funoTABELA, em porcentagem de faixa (Xi) e em porcentagem de sada (Yi). Ela pode ser usada paraconverter, por exemplo, uma medio de nvel em volume ou massa. Na medio de vazo ela podeser usada para corrigir a variao do Nmero de Reynolds.

Setpoint o valor desejado da varivel de processo quando o controlador est ativado. ajustado pelooperador, na opo \CONTR\INDIC.

PIDPrimeiro calculado o erro: PV-SP (AO DIRETA) ou SP-PV (AO REVERSA), em seguida feitoo clculo da MV (varivel manipulada) de acordo com o algoritmo do tipo de PID. O sinal de sada doPID pode seguir uma curva determinada pelo usurio em at 16 pontos, livremente configurveis. Sea tabela estiver habilitada haver uma indicao no display com o seguinte caracter F(X).

Auto/ManualO modo Auto/Manual configurado no item \CONTR\ INDIC. Com o PID no modo manual, a MV podeser ajustada pelo operador. A faixa de ajuste limitada pelo valor INFERIOR e valor SUPERIOR(definidos pelo usurio na opo \CONTR\LIM.-SEG).

A opo POWER-ON usada para configurar o modo de operao (AUTO ou MANUAL) em queretornar o controlador, aps uma falha na alimentao.

LimitesEste bloco assegura que a MV no ultrapasse os limites mximo e mnimo estabelecidos atravs doLIMITE SUPERIOR e LIMITE INFERIOR. Tambm assegura que a velocidade no exceda o valorajustado em SADA/SEG.

SadaCalcula a corrente proporcional varivel de processo ou varivel manipulada, para ser transmitidana sada de 4-20 mA, dependendo da configurao no MODO-OPER.Este bloco contm tambm a funo corrente constante configurada em SADA. A sada fisicamentelimitada de 3,6 a 21 mA.

Trim de CorrenteO ajuste (TRIM) de 4 mA e de 20 mA usado para aferir o circuito de sada do transmissor quandonecessrio.

Unidade do UsurioConverte o 0 a 100% da varivel de processo para uma leitura de sada em unidade de engenhariadisponvel para o display e a comunicao.

usado, por exemplo, para obter uma indicao de vazo e ou volume de uma medida de pressodiferencial ou nvel, respectivamente.

Uma unidade para a varivel pode tambm ser selecionada.

TotalizadorUsado em aplicaes de vazo para totalizar a vazo acumulada desde o ltimo reset, obtendoassim o volume ou a massa transferida.O valor totalizado mantido, podendo continuar a totalizao mesmo aps uma queda de energia.Apenas o valor residual da totalizao desprezado.

DisplayPode alternar at duas indicaes de variveis, como configurado em DISPLAY.


2.4

NOVO

NOVO

Operao

2.5

Fig. 2.3 LD301 Diagrama de Blocos do Software

SENSOR

T P

DAMPING

P1-P5

ZPTSPT

PV * PRESSO

LOUP

LINEAR, , ,x x x3 5

FILTRO DIGITAL

CARACTERIZAODE FBRICA

LINEARIZAODO USURIO

TRIM DE PRESSO

CALIBRAO

FUNO

TABELA DE PONTOS

TABELA

SETPOINT

SP %

SPSP TRACKING

ERRO %

PID

(BUMPLESS A/M)PV %

PV**

UNIDADEDO USURIO TOTALIZADOR

TOT

ON / OFF0%100%UNID. ESPEC.

TOTALMAX_FLOWUNIDADERESETHAB/DESAB

* UNIDADE DO USURIO DESABILITADA** UNIDADE DO USURIO HABILITADA

NOTA:

AOKP, TR, TD

A/MMVPOWER-ONSADA DE SEGURANA

INFERIORSUPERIORTAXA DE SADAREALIMENTAO-MV

AUTO/MANUAL

LIMITES

BLOCO (OPCIONAL)PID

OP-MODE

SADA

TRIM DECORRENTE

4-20mA

4 mA20 mA

SADA

CONST

TRM

MV %

INDICATOR

DISPLAY INDICAO PRIMRIAINDICAO SECUNDRIA

1 2

SAD

AM

V%

PV PV%

TOT

SP SP%

TEM

P

ERR

O%

TABELA DEPONTOS - PID

TABELA


2.6

Display de Cristal Lquido

O display de cristal lquido pode mostrar uma ou duas variveis que so selecionveis pelo usurio.Quando duas variveis so escolhidas, o display alternar a mostragem entre as duas com um intervalode 3 segundos.

O display de cristal lquido constitudo por um campo de 4 dgitos numricos, um campo de 5dgitos alfanumricos e um campo de informaes, conforme mostrados na Figura 2.4.

Se a totalizao for indicada, a parte mais significativa aparece no campo numrico (superior) e aparte menos significativa no campo alfanumrico (inferior), veja a Totalizao na Seo 3.

Fig. 2.4 - Display

3 5

INDICA QUE TOTAL ESTMOSTRADO

INDICA ATIVO AFUNO TABELA

PID

A

M

SP PV

MD

Fix F (t) F (x)35

min%

INDICA ATIVO OMODO MULTIDROP

INDICA FUNO ATIVA

CAMPO DE VARIVEL

UNIDADE EM PORCENTAGEM

UNIDADES EM MINUTOS

UNIDADE E CAMPO DE FUNO

INDICA QUE A VARIVELDE PROCESSO MOSTRADANESTE INSTANTE.

x x x

INDICA TRANSMISSORNO MODO PID

INDICA ATIVO O MODODE SADA CONSTANTE

INDICA CONTROLADOREM AUTOMTICO

INDICA CONTROLADOREM MANUAL

INDICA POSSIBILIDADEPARA AJUSTAR/MUDARVARIVEL/MODO

INDICA QUE O SETPOINTEST MOSTRADO

NOVO Display V6.00O controlador de display, a partir da verso V6.00, est integrado placa principal. Favor atentar para anova codificao dos sobressalentes.

Monitorao

Durante a operao normal, o LD301 est no modo monitorao. Neste modo, a indicao alternaentre a varivel primria e a secundria como configurado pelo usurio. Veja a Figura 2.5. Oindicador mostra as unidades de engenharia, valores e parmetros simultaneamente com a maioriados indicadores de estados.

Fig. 2.5 - Modo de Monitorao Tpico mostrando no indicador a PV, neste caso 25,00 mmH2O

O modo monitorao interrompido quando o usurio realiza o ajuste local completo.

O display capaz, tambm, de mostrar mensagens e erros (Veja a Tabela 2.1).

Tabela 2.1 - Mensagens e Erros do Indicador

Operao

2.7

NOVO DESCRIOINDICADORVersion e LD301 O LD301 inicializado aps alimentado.

CHAR O LD301 est no modo caracterizao. Veja Seo 3 - TRIM.

SAT / Unidade Corrente de sada saturada em 3,8 ou 20,5 mA. Veja Seo 5 - Manuteno.

CH e/ou CL e SFAIL H uma falha em um dos lados do sensor ou em ambos.

O transmissor falhou na inicializao (falha na memria do sensor ou o sensor est desconectado).FAIL e INIT


2.8

ConfiguraoO Transmissor Inteligente de Presso LD301 um instrumento digital que oferece as mais avanadascaractersticas que um aparelho de medio pode oferecer. A disponibilidade de um protocolo decomunicao digital (HART) permite que o instrumento possa ser conectado a um computadorexterno e ser configurado de forma bastante simples e completa. Estes computadores que se conectamao transmissores so chamados de HOST e eles podem ser tanto um Mestre Primrio como umSecundrio. Assim, embora o protocolo HART seja do tipo mestre-escravo, na realidade, elepode conviver com at dois mestres em um barramento. Geralmente, o HOST Primrio usado nopapel de um Supervisrio e o HOST Secundrio, no papel de Configurador.Quanto aos transmissores, eles podem estar conectados em uma rede do tipo ponto a ponto oumultiponto. Em rede ponto a ponto, o equipamento dever estar com o seu endereo em 0, para quea corrente de sada seja modulada em 4 a 20 mA, conforme a medida efetuada. Em rede multiponto,se o mecanismo de reconhecimento dos dispositivos for via endereo, os transmissores devero estarconfigurados com endereo de rede variando de 1 a 15. Neste caso, a corrente de sada dostransmissores mantida constante, consumindo 4 mA cada um. Se o mecanismo de reconhecimentofor via Tag, os transmissores podero estar com os seus endereos em 0 e continuar controlando asua corrente de sada, mesmo em configurao multiponto.No caso do LD301, que pode ser configurado tanto para Transmissor quanto para Controlador, oendereamento do HART utilizado da seguinte forma:9 MODO TRANSMISSOR - o endereo 0 faz com que o LD301 controle a sua sada de corrente

e os endereos 1 a 15 colocam o LD301 em modo multiponto sem controle de corrente de sada.9 MODO CONTROLADOR - o LD301 controla sempre a corrente de sada, de acordo com o valor

calculado para a Varivel Manipulada, independente do valor do seu endereo de rede.

O Transmissor Inteligente de Presso LD301 apresenta um conjunto bastante abrangente de ComandosHART que permite acessar qualquer funcionalidade nele implementado. Estes comandos obedecemas especificaes do protocolo HART e eles esto agrupados em Comandos Universais, Comandosde Prticas Comum e Comandos Especficos. A descrio detalhada dos comandos implementados encontrada no manual HART Command Specification - LD301 Intelligent Pressure Transmitter.

A Smar desenvolveu os softwares CONF401 e o HPC301, sendo que o primeiro funciona naplataforma Windows (95, 98, 2000, XP e NT) e UNIX. O segundo, HPC301, funciona na mais novatecnologia em computadores portteis, o Palm Handheld. Eles fornecem uma configurao fcil,monitorao de instrumentos de campo, capacidade para analisar dados e modificar o desempenhodestes instrumentos. As caractersticas de operao e uso de cada um dos configuradoresconstam nos manuais especficos.

Seo 3

3.1

NOTAQuando configurado em multiponto para reas classificadas, os parmetros de entidade permitidos para area devem ser rigorosamente observados. Assim, verificar:

Ca Cij + Cc La Lij + LcVoc min [Vmaxj] Isc min [Imaxj]

onde:

Ca, La = capacitncia e indutncia permitidas no barramento; Cij, Lij = capacitncia e indutncia do transmissor j ( j=1 a 15), sem proteo interna; Cc, Lc = capacitncia e indutncia do cabo; Voc = tenso de circuito aberto da barreira de segurana intrnseca; Isc = corrente de curto circuito da barreira de segurana intrnseca; Vmaxj = tenso mxima permitida para ser aplicada no transmissor j; Imaxj = corrente mxima permitida para ser aplicada no transmissor j;

Figura 3.2 - Configurador Palm


3.2

Figura 3.2 Tela do CONF401

CONTRASTE LIGA / DESLIGA

CALCULADORA

BUSCA

TECLADONUMRICO

AGENDA

LISTA DEENDEREO

EDITORTEXTO

LISTA DETAREFAS

BARRA DEROLAGEM

BOTES DEAPLICAES

HOME

ATIVA MENU

TECLADOALFA NUMRICO

TECLADOGRAFFITTI

GARRA JACARPARA CONEXOAO TRANSMISSOR

Configurao

3.3

rvore do Menu usada para configurao baseada na DD verso 4.02 (Ex.: HH275, DDCON 100, etc.).

DEV_IDCHANGE_DEVICE_ID.

Sensor RangeLRLURLPres min span

PRESSUREFLOWSPEEDVOLUMELEVELMASSMASS_FLOWDENSITYMISC.SPECIALNO_UNIT

ASSEMBLY

DEVICE_ID

INFO

CONF

MONIT

CNTRL

TRIM

MAINT

TOTAL

SELECT_ADDRESSONLINE MULTIDROP

ONLINE SINGLE UNIT

ONLINE MULTIDROP

DescriptorDate (MM/DD/YY)

DAMP

Tag

INDIC

TUNING

PRESSURE

TEMPERATURE

FORMAT

LOOP_TEST

CONF_LEVEL

Max flowU_TotalTotal isTotal Unit

DEVICE_MODE

OP_MODE

Reset_Totalization

CHANG_TOTAL_UNIT

PASSWORD

BACKUP

JUMPERS_CONFIG

OP_COUNT

CURRENT

SAF_LIMIT

OutPVPv%Temp.MVSPER%Total

USER_UNIT

DISPLAY

EDIT_TABLE

FUNCTION

CONFIGURE_RANGE

RANGE

MessageFlange TypeFlange MaterialO_Ring MaterialIntegral MeterDrain/Vent MtrlRemote Seal TypeRemote Seal FluidRemote Seal DiaphrRemote Seal QuantSensor FluidSensor Iso DiaphrSensor Type

LoUpPress. Unit

CutoffCutoff mode

First Var.Second Var.

0%100%User unit isUser unit

Fail_Safe

SP

PVMVA/M

Safety outOut Chg/sHigh limitLow limitKpTrTdOutput ActionSP_TRACKING_ISPower_On isLOWER_PRESSUREUPPER_PRESSUREZERO_PRESSURECHARACTERIZ._TRIMON/OFF_CHAR.ON/OFF_CUTOFF

4mA20mA

SERIAL#

CODE#

LRV/URVFunctionTrim 4mATrim 20mATrim lowerTrim upperXMTR/PIDTrim Char.Write ProtectMultidropPswd/C.LevelTotalizationREAD_SENSORWRITE_ON_SENSORFULL_WRITE_ON_SNSRFULL_READ_SENSOR

LEVEL_1LEVEL_2LEVEL_3

LEVEL_OF_INFOLEVEL_OF_CONFLEVEL_OF_MONITLEVEL_OF_CNTRLLEVEL_OF_TRIMLEVEL_OF_MAINTLEVEL_OF_TOTALLEVEL_OF_LOAD

VOLUMEMASSNO_UNIT

CHANGE_USER_UNIT

SENSOR RANGE

WITHOUT_REFERENCELOW_WITH_REFERENCEUP_WITH_REFERENCE

SPSAVE_SP_IN_EEPROM.

SENSOR


3.4

rvore do Menu usada para configurao com o PALM .

INFO

Tag

LD301

Device Info

ManufacturerDevice TypeDevice S/NSnsr/Trd. S/NMain Board S/NSoft. Version

Descriptor

Message

Date

Unique ID

HighLow

CONF

Cutoff

Function

LinearSqrtSqrt**3Sqrt**5TableSqrt + TableSqrt**3 + TableSqrt**5 + Table

Write Protect

Fail Safe

CutoffMode

LCDDisplay 1 stDisplay 2 ndLCD Display

Table

MONIT

Range

Pid

Passwords LevelChange Passwords

User Unit

Total

TRIM

MAINT

Multidrop

Variables

Out(mA)PressurePV%PVTemp.Total

Device Status

CurrentTemperatureZeroLowerUpperCharDevice ResetLoop TestOperation Counter

Ordering Code

Sensor Info

Flange TypeProbe Mat.O-ring Mat.Inst. TypeProbe TypeProbe FluidDphrgm Mat.Elect. Connec.Range

Polling Address

BACKUPWrite to Sensor

Read from Sensor

Configurao

3.5

Recursos de ConfiguraoAtravs dos configuradores HART, o firmware do LD301 permite que os seguintes recursos deconfigurao possam ser acessados:9 Identificao e Dados de Fabricao do Transmissor;9 Trim da Varivel Primria Presso;9 Trim de Corrente da Varivel Primria;9 Ajuste do Transmissor Faixa de Trabalho;9 Seleo da Unidade de Engenharia;9 Funo de Transferncia para Medio de Vazo;9 Tabela de Linearizao;9 Configurao do Totalizador;9 Configurao do Controlador PID e Tabela de Caracterizao da MV%;9 Configurao do Equipamento;9 Manuteno do Equipamento.As operaes que ocorrem entre o configurador e o transmissor no interrompem a medio dosinal de presso e no perturbam o sinal de sada. O configurador pode ser conectado no mesmocabo do sinal de 4-20 mA at 2000 metros de distncia do transmissor.

NOVO

Identificao e Dados de FabricaoAs seguintes informaes so disponibilizadas em termos de identificao e dados de fabricaodo transmissor LD301:

9 TAG - Campo com 8 caracteres alfanumricos para identificao do transmissor;

9 SERVIO - Campo com 16 caracteres alfanumricos para identificao adicional do transmissor. Pode ser usado para identificar localizao ou servio.

9 DATA DA MODIFICAO - A data pode ser usada para identificar uma data relevante como altima calibrao, a prxima calibrao ou a instalao. A data armazenada na forma de

bytes onde DD = [1,..31], MM = [1..12], AA = [0..255], onde o ano efetivo calculado por [Ano =1900 + AA];

9 MENSAGEM - Campo com 32 caracteres alfanumricos para qualquer outra informao, tal como o nome da pessoa que fez a ltima calibrao, algum cuidado especial para ser tomado ou se, por exemplo, necessrio o uso de uma escada para ter acesso ao transmissor;

9 TIPO DE FLANGE - Convencional, Coplanar, Selo Remoto, Nvel 3" # 150, Nvel 4" # 150, Nvel3" # 300, Nvel 4" # 300, Nvel DN80 PN25/40, Nvel DN100 PN10/16, Nvel DN100 PN10/25,Nvel 2" # 150, Nvel 2" # 300, Nvel DN50 PN10/16, Nvel DN50 PN25/40, Nenhum,

Indefinido, Especial;

9 MATERIAL DO FLANGE - Ao Carbono, Ao Inox 316, Hastelloy C, Monel, Tntalo, Nenhum, Indefinido, Especial;

9 MATERIAL DOS ANIS - Teflon, Viton, Buna-N, Etileno Propileno, Nenhum, Indefinido, Especial;

9 INDICADOR LOCAL - Instalado, Nenhum, Indefinido, Especial;

9 MATERIAL DA VLVULA DE PURGA - Ao Inox 316, Hastelloy C, Monel, Nenhum, Indefinido, Especial;

9 TIPO DE SELO REMOTO - Tipo T, Flangeado/Extenso, Panqueca, Flangeado, Rosqueado,Sanitrio, Sanitrio Tanque_Spud, Unio_Conexo, Nenhum, Indefinido, Especial;

9 FLUIDO DO SELO REMOTO - Silicone, Sylthern 800, Fluorolube, Glicerina/H20, Prop gli/H20,Neobee-M20, Nenhum, Indefinido, Especial;

9 DIAFRAGMA DO SELO REMOTO - Ao Inox 316, Hastelloy C, Tntalo, Nenhum, Indefinido,Especial;


3.6

9 QUANTIDADE DE SELOS REMOTOS - Um, Dois, Nenhum, Indefinido, Especial;

9 FLUIDO DO SENSOR* - Silicone, Fluorolube, Nenhum, Indefinido, Especial;

9 DIAFRAGMA DE ISOLAO DO SENSOR* - Ao Inox 316, Hastelloy C, Monel, Tntalo,Especial;

9 TIPO DE SENSOR* - Mostra o tipo de sensor;

9 FAIXA DO SENSOR* - Mostra a faixa do sensor na unidade de engenharia escolhida pelo usurio, veja Configurao da Unidade.

Trim da Varivel Primria - PressoA varivel Presso, definida como Varivel Primria, determinada a partir da leitura do sensor atravsde um mtodo de converso. Este mtodo utiliza parmetros que so levantados durante o processode fabricao e so dependentes das caractersticas mecnicas e eltricas do sensor e da variaode temperatura a que est submetida o sensor. Estes parmetros so salvos na memria EEPROMdo sensor e quando o sensor conectado placa principal, o contedo desta memria ficadisponvel ao microprocessador, que relaciona o sinal do sensor presso medida.

Algumas vezes a medida indicada no display do transmissor difere da presso aplicada. Os moti-vos para isto ocorrer so muitas e, entre eles, podem ser citados:

9 Posio de montagem do transmissor;9 Padro de presso do usurio difere do padro da fbrica;9 Caracterstica original do sensor deslocada por sobrepresso, sobretemperatura ou outras

condies especiais de uso.

O processo Trim de Presso, como colocado neste documento, o processo utilizado para ajustar amedida em relao presso aplicada de acordo com o padro de presso do usurio.Normalmente, a discrepncia mais comum encontrada nos transmissores o deslocamento doZero e pode-se corrigi-lo atravs do trim de presso de zero ou trim de presso inferior.

Os seguintes tipos de Trim de Presso esto disponveis no LD301:

9 PRESSO INFERIOR: usado para ajustar a leitura na faixa de trim de presso inferior. O usurio informa ao transmissor a leitura correta para a presso aplicada, via configuradores

HART;

9 PRESSO SUPERIOR: usado para ajustar a leitura na faixa de trim de presso superior. Ousurio informa ao transmissor a leitura correta para a presso aplicada, via configuradores

HART;

NOTA*

* Estes itens de informao no podem ser modificados. Eles so lidos diretamente da memria do sensor.

NOTAAlguns usurios optam por usar este recurso para fazer a elevao ou supresso de zero quando a medio relativa a um determinado ponto do tanque ou da tomada (perna molhada). Esta prtica, porm, no recomendadaquando se exige aferies constantes dos equipamentos em laboratrio, pois, o ajuste do equipamento serreferente a uma medio relativa e no a uma absoluta, conforme um padro especfico de presso.

NOTAVeja na seo 1, a nota sobre a influncia da posio de montagem na leitura do indicador. O ajuste de trim deveser feito nos valores inferior e supeior da faixa de trabalho do transmissor para obter uma preciso melhor.

Configurao

3.7

9 PRESSO ZERO: muito similar ao trim de presso inferior, mas ele assume que a pressoaplicada zero. A leitura zero deve ser ativada quando as presses de ambas as cmaras dotransmissor de presso diferencial esto equalizadas ou quando um transmissor manomtrico aberto para atmosfera ou quando um transmissor de presso absoluta submetido ao vcuo. Ousurio, portanto, no tem que entrar com nenhum valor;

9 CARACTERIZAO: usado para corrigir alguma no linearidade intrnseca ao processo deconverso. A caracterizao feita atravs de uma tabela de linearizao, utilizando at 5 pontos.O usurio deve aplicar a presso e informar via configuradores HART, o valor da pressoaplicada para cada ponto da tabela. Na maioria dos casos, o uso da caracterizao desnecessrio,em funo da eficincia do processo de fabricao. O display do transmissor mostrar CHAR,indicando que o processo de caracterizao est ativado. O LD301 possui uma varivel internapara habilitar ou desabilitar o uso da Tabela de Caracterizao.

Trim de Corrente da Varivel PrimriaQuando o microprocessador gera um sinal de 0% para a sada, o Conversor Digital/Analgico ecomponentes eletrnicos associados fornecem uma sada de 4 mA. Se o sinal 100%, a sada serde 20 mA.

Pode ocorrer uma pequena diferena entre o padro de corrente da SMAR e o padro de correnteda planta. Neste caso, deve-se usar o ajuste de Trim de Corrente, usando um ampermetro depreciso como referncia da medida. H dois tipos de Trim de Corrente disponveis:

9 TRIM DE 4 mA: usado para ajustar o valor de corrente de sada correspondente a 0% da medida;

9 TRIM DE 20 mA: usado para ajustar o valor de corrente de sada correspondente a 100%da medida.

Para realizar o Trim de Corrente faa o seguinte procedimento:

9 Conecte o transmissor ao ampermetro de preciso;9 Selecione um dos processos de Trim;9 Espere um momento at a corrente se estabilizar e informe ao transmissor a corrente lida no

ampermetro de preciso.

Ajuste do Transmissor Faixa de TrabalhoEsta funo afeta, diretamente, a sada de 4-20 mA do transmissor. Ela usada para definir a faixa detrabalho do transmissor e, neste documento, este processo definido como calibrao do transmissor.O transmissor LD301 implementa dois recursos de calibrao:

9 CALIBRAO COM REFERNCIA: usado para ajustar a faixa de trabalho do transmissor, usando um padro de presso como referncia;

ATENOO trim de presso superior deve ser feito sempre aps o trim de zero.

CUIDADOO trim de caracterizao altera os ajustes do transmissor. Leia atentamente as instrues e certifique-se quevoc trabalha com um padro de presso com preciso de 0,03% ou melhor. Caso contrrio, a reciso dotransmissor ser seriamente afetada.

NOTAO transmissor apresenta uma resoluo que permite controlar correntes da ordem de microamperes. Assim,ao informar a corrente lida ao transmissor, recomendado que a entrada de dados seja feita com valorescontendo at dcimos de microamperes.


3.8

9 CALIBRAO SEM REFERNCIA: usado para ajustar a faixa de trabalho do transmissor, simplesmente informando os valores destes limites.Ambos os processos de calibrao definem os valores Inferior e Superior da Faixa de Trabalho,sejam eles referenciados a alguma presso aplicada ou, simplesmente informados atravs devalores. A CALIBRAO COM REFERNCIA difere do Trim de Presso, pois, a CALIBRAO COMREFERNCIA relaciona apenas a presso aplicada com o sinal de sada de 4 a 20mA, enquanto otrim de presso usado para corrigir a medida.

No modo transmissor, o Valor Inferior sempre corresponde a 4 mA e o Valor Superior a 20 mA.Porm no modo controlador, o Valor Inferior corresponde a PV=0% e o Valor Superior a PV=100%.

O processo de calibrao calcula os valores INFERIOR e SUPERIOR de forma totalmenteindependentes. O ajuste de um valor no afeta o outro. Contudo, as seguintes regras devem serobservadas:

9 Os valores Inferior e Superior devem estar dentro da faixa limitada pelo Range Mnimo e Mximosuportado pelo transmissor. Como tolerncia, valores que excedam at 24% destes limites soaceitos, porm, com uma certa degradao da sua preciso;9 O Span da faixa de trabalho determinado pelo valor absoluto da diferena entre Valor Superiore Valor Inferior e deve ser maior que o span mnimo, que definido por: [Range do Transmissor /120]. Valores at 0,75 do span mnimo so aceitos com uma pequena degradao da preciso.

Se voc pretende fazer uma calibrao reversa, isto , ter o VALOR SUPERIOR menor que o VALORINFERIOR, proceda da seguinte maneira:

9 Leve o Valor Inferior para um valor distante do Valor Superior atual e do novo Valor Superior deajuste tanto quanto possvel, observando o span mnimo permitido. Ajuste o Valor Superior no pontodesejado e, ento, ajuste o Valor Inferior.

Esta forma de calibrao para se evitar que em algum momento a calibrao atinja valores nocompatveis com a faixa. Por exemplo: valor inferior e superior iguais ou distanciados por um valorinferior ao span mnimo.

Este processo de calibrao tambm indicado para se efetuar a supresso ou elevao do zero,quando a instalao do equipamento resulta em uma medio residual em relao a uma determinadareferncia. o caso especfico da perna molhada.

NOTASe o transmissor operar com um span muito pequeno, ele ficar extremamente sensvel variao da presso.Lembre-se que o ganho ficar bastante alto e qualquer mudana na presso, mesmo que pequena, seramplificada.

NOTAA maioria dos casos que trata com pernas molhadas, a indicao usada em porcentagem. Caso sejanecessrio fazer uma leitura em unidade de engenharia com a supresso do zero, recomenda-se o uso doartifcio da Unidade do Usurio para fazer a converso.

Seleo da Unidade de EngenhariaO transmissor LD301 oferece recursos para selecionar a unidade de engenharia que se desejaindicar em suas medidas.Quando a unidade desejada para medies de presso, o LD301 oferece uma lista de opescontendo as unidades mais comuns. A unidade de referncia interna em inH2O @20

oC e se aunidade selecionada for diferente desta, ela ser convertida automaticamente usando os fatoresde converso da Tabela 3.1.

Como o display digital utilizado no LD301 de 4 dgitos, o mximo valor indicado ser 19999.Assim, ao selecionar a unidade, certifique-se que em sua aplicao o valor no ir ultrapassar estevalor. Como auxlio ao usurio, a Tabela 3.1 traz uma coluna das faixas de sensor recomendadaspara cada unidade disponvel na lista de opes.

Configurao

3.9

Tabela 3.1 - Unidades de Presso Disponveis

Quando a medida efetuada pelo LD301 no for a presso ou se optou por um ajuste relativo, ousurio poder utilizar o recurso de Unidade do Usurio para indicar esta nova medida. o caso demedies do tipo nvel, volume, vazo ou massa quando se extrai essas medidas indiretamente dapresso.

A Unidade do Usurio calculada adotando como referncia os limites da faixa de trabalho, isto ,definindo um valor correspondente a 0% e outro a 100% da medida:

9 0% - Leitura desejada quando a presso for igual ao Valor Inferior (PV% = 0%, ou sada no modo transmissor igual a 4 mA).9 100% - Leitura desejada quando a presso for igual ao Valor Superior (PV% = 100%, ou sada nomodo transmissor igual a 20 mA).O nome da unidade do usurio pode ser escolhido de uma lista de opes disponveis no LD301. ATabela 3.2 permite associar a nova medio nova unidade e deste modo, todos sistemas supervisriosque possuem o protocolo HART podem acessar a unidade especial contida nesta tabela. Porm,qualquer tipo de consistncia de responsabilidade do usurio. O LD301 no possui mtodos paraverificar se os valores correspondentes a 0% e 100% inseridos pelo usurio so compatveis com aunidade selecionada.

polegada H2O @20CFATOR DE CONVERSO UNIDADE DE ENGENHARIA FAIXA RECOMENDADA1, 2, 3 e 41,00000

0,0734241polegada H2O @20 Cpolegada Hg @0 C todas

0,0833333 ps H2O @20 C

25,4000todas

milmetro H2O @20 C 1 e 21,86497 milmetro Hg @0 C 1, 2, 3 e 40,0360625 libras/ polegada quadrada - psi 2, 3, 4, 5 e 60,00248642 Bar 3, 4, 5 e 62,48642 Milibar 1, 2, 3 e 42,53545 grama/centimetro quadrado 1, 2, 3 e 40,00253545 Kilograma/centimetro quadrado 3, 4, 5 e 6248,642 Pascal 10,248642 KiloPascal 1, 2, 3 e 41,86497 Torr @0 C 1, 2, 3 e 40,00245391 Atmosferas 3, 4, 5 e 60,000248642 Mega Pascal 4, 5 e 60,998205 Pol de H2O @4 C 1, 2, 3 e 425,3545 Milmetros de H2O @4 C 1 e 20,0254 mH2O @20 C 1, 2, 3 e 40,0253545 mH2O @4 C 1, 2, 3 e 4

Tabela 3.2 - Unidade do Usurio Disponveis

VARIVEL UNIDADE S

Presso

Vazo Volumtrica

InH2O, InHg, ftH2O, mmH2O20, mmHg, psi, bar, mbar, g/cm, kg/cm, kg/cm2,

Pa, kPa, Torr, Atm, MPa, inH2O4, mmH2O4, mH2O

4, mH2O20.

Velocidade

ft3/m, gal/m, min, Gal/m, m3/h, gal/s, I/s, MI/d, ft3/d, m3/s, m/d, Ga/h, Ga/d, ft3/h, m3/m, bbl/s, bbl/m, bbl/d, gal/s, I/h, gal/d.

VolumeNvel

ft/s, m/s, m/h.

Massa

gal, litro, Gal, m3, bbl, bush, Yd3, P3, In3, hl.

Vazo de Massa

ft, m, in, cm, mm.

Densidade

grama, kg, Ton, lb, Sh ton, Lton.g/s, g/min, g/h, kg/s, kg/m, kg/h, kg/d, Ton/m, Ton/h, Ton/d, lb/s, lb/m, lb/h, lb/dSGU, g/m3, kg/m3, g/ml, kg/l, Twad, Brix, Baum L, API, % Solw, % Solv, Ball.

OutrasEspecial

CSo, cPo, mA, %.5 caracteres.


3.10

Se uma unidade especial diferente das apresentadas na Tabela 3.2 for necessria, o LD301 permiteainda que o usurio crie a sua prpria unidade, digitando at 5 caracteres alfanumricos.

O LD301 possui uma varivel interna para habilitar ou desabilitar o uso da Unidade de Usurio.

Exemplo: o transmissor LD301 conectado a um tanque cilndrico horizontal com 6 metros decomprimento e 2 metros de dimetro, linearizado para medio de volume usando a tabela dearqueao em sua tabela de linearizao. A medio feita em sua tomada de alta e o transmissorest a 250mm abaixo da base de sustentao. O produto a medir a gua a 20 C. O volume dotanque : [(.d2)/4].l = [(.22)/4].6 = 18,85 m3.A perna molhada deve ser subtrada da presso medida para obter o nvel do tanque e, portanto,faa uma calibrao sem referncia como segue:

Na Calibrao:

Inferior = 250 mmH2O;

Superior = 2250 mmH2O;

Unidade de presso = mmH2O.

Na Unidade do Usurio:

Unidade do Usurio 0%=0;

Unidade do Usurio 100% = 18,85;

Unidade do Usurio = m3.

Ao ativar a Unidade do Usurio, o LD301 passar a indicar a nova medio.

Funo de Transferncia para Medio de VazoA funo de transferncia utilizada para converter a presso medida em outras entidades fsicas,tais como: vazo ou volume. As seguintes funes esto disponveis:

RAIZ - Raiz Quadrada. Considerando que a presso de entrada X varie entre 0% e 100%, a sadaser 10x. Esta funo usada em medida de vazo usando, como por exemplo, a placa deorifcio, o tubo, venturi, etc. A raiz quadrada tem um ponto de corte ajustvel. Abaixo deste ponto asada linear com a presso diferencial (Suave), como indicado pela Figura 3.2. Se o modo decorte for Abrupto, a sada ficar a 0% abaixo do ponto de corte. O valor default de corte de 6% dafaixa da presso de entrada. O valor mximo de corte de 100%. O corte usado para limitar o altoganho que resulta da extrao da raiz quadrada em valores pequenos. Isto d uma leitura estvelem vazes baixas. Assim, quanto raiz quadrada, os parmetros configurveis no LD301 seriam:ponto de corte definido em um ponto da presso em % e o modo do corte, se Abrupto ou Suave.

Fig. 3.2 Curva da Raiz Quadrada com o ponto de corte

SADA

100%

SUAVE

ABRUPTO

PONTO DECORTE

100% SPANCALIBRADO

Y = 10 X

NOTA

CorteG 10=

No modo de corte Suave, o ganho abaixo do ponto de corte obtido pela equao:

Por exemplo: a 1% o ganho 10, isto , a 0,1% do erro em presso diferencial, d 1% de erro na leitura devazo.Quanto maior for o corte maior ser o ganho.

Configurao

3.11

9 RAIZ**3 - Raiz Quadrada da Terceira Potncia. A sada ser 0,1x3. Esta funo usada emmedida de vazo em canais abertos com vertedor ou calha.

9 RAIZ**5 - Raiz Quadrada da Quinta Potncia. A sada ser 0,001x5. Esta funo usada emmedidas de vazo em canais abertos com vertedor tipo V. possvel tambm combinar as funes anteriores com uma tabela. A vazo pode ser corrigida deacordo com a tabela para compensar, por exemplo, a variao do nmero de Reynolds na mediode vazo.

9 TABELA - A sada seguir uma curva obtida por 16 pontos. Estes pontos podem ser editadosdiretamente na tabela XY do LD301. Por exemplo, ela pode ser usada como tabela de arqueaopara tanques em aplicaes onde o volume de um tanque no linear com a presso medida.

9 RAIZ & TABELA - Raiz Quadrada e Tabela. Mesma da aplicao com raiz quadrada, mastambm permite compensao adicional de, por exemplo, variveis do nmero de Reynolds.

9 RAIZ**3 & TABELA - Raiz Quadrada da Terceira Potncia e Tabela.

9 RAIZ**5 & TABELA - Raiz Quadrada da Quinta Potncia e Tabela.

A medio de vazo bidirecional til quando deseja-se medir o fluxo em ambos sentidos. Essafuno trata o fluxo, sempre como sendo positivo, no importando seu sentido.

Tabela de LinearizaoSe a opo TABELA for selecionada, a sada seguir uma curva elaborada de acordo com os valoresdigitados na tabela XY do LD301. Por exemplo, se quiser que o sinal 4 - 20 mA seja proporcional aovolume ou a massa do fluido dentro de um tanque, deve-se transformar a medida de presso (X)em volume (ou massa) (Y), usando a tabela de arqueao do tanque, como mostrado na Tabela3.3.

Tabela 3.3 - Tabela de Arqueao do Tanque

Como pode ser visto no exemplo anterior, os pontos podem ser livremente distribudos para qualquervalor de X desejado. Preferivelmente, para a obteno de uma melhor linearizao, a distribuiodever estar mais adensada nas regies menos lineares da medida. O LD301 possui uma varivelinterna para habilitar ou desabilitar o uso da Tabela de Linearizao.

PONTOS NVEL (PRESSO) X12

-250mmH2O

3 450mmH2O

4 750mmH2O

5 957,2mmH2O6 1050mmH2O7 1150mmH2O8 1250mmH2O: :15 2250mmH2O16 -

VOLUME Y-10%

0%10%

25%35,36%

40%45%50%

:100%

110%

-0m3

0,98m3

2,90m3

4,71m3

7,04m3

8,23m3

9,42m3

:18,85m3

-

-0,62%0%

5,22%15,38%

25%37,36%43,65%

50%:

100%106%

Configurao do TotalizadorQuando o LD301 utilizado para medio de vazo, freqentemente desejvel totalizar a vazopara saber o volume acumulado ou a massa que flui atravs da tubulao ou canal.

O totalizador integra a PV% no tempo, trabalhando com uma discretizao de tempo com base emsegundos, como na frmula:

dt PV% OTOTALIZADA INCREMENTO

VAZOMXIMA =TOT


3.12

O mtodo de totalizao usa este valor totalizado e, atravs de trs parmetros, MXIMA VAZO,INCREMENTO DA TOTALIZAO e UNIDADE DE TOTALIZAO, converte para a unidade detotalizao definida pelo usurio:

9 MXIMA VAZO - a mxima vazo em unidades de volume ou massa por segundo, correspondente medio (PV%=100%). Por exemplo: m3/s, bbl/s, Kg/s, lb/s;

9 INCREMENTO DA TOTALIZAO - usado para converter a unidade base da vazo para umaunidade mltipla de massa ou volume. Por exemplo, pode-se totalizar uma vazo em litros/spara um volume em m3, uma vazo mssica de g/s para uma massa em kilos, etc.;

9 UNIDADE DE TOTALIZAO - a unidade de engenharia que dever estar associada com ovalor totalizado. Pode ser uma unidade padro ou especial de at cinco caracteres.

O mximo valor totalizado 99.999.999 unidades de totalizao e quando indicado no display, a partemais significativa indicada no campo numrico e a parte menos significativa, no alfanumrico. AFigura 3.3 ilustra a indicao em display.

NOTAQuando o valor totalizado indicado no display digital, a indicao F(t) ativada.

ATENOPara configurar qualquer um destes parmetros, o totalizador deve estar desabilitado.

Fig. 3.3 Display Indicando a Totalizao, no caso 19670823.

Os seguintes servios esto associados ao Totalizador:

9 INICIALIZAO - Reinicializa a totalizao a partir do valor 0.

9 HABILITAO / DESABILITAO - permite habilitar ou desabilitar a totalizao.

NOVO

+ SIGNIFICATIVO

- SIGNIFICATIVO

F ( t )

ATENOA partir da Verso V6.00, com o uso de nova placa principal, o valor totalizado mantido e, portanto, nocorre o risco de se perder com a queda de energia.

Exemplo: O LD301 est conectado a um ponto de medio em que uma presso diferencial de 0-20inH2O representa uma vazo de 0-6800 dm

3/minuto.

Na calibrao: Valor Inferior = 0.00 e Valor Superior = 20.00.

Na Seleo da Unidade de Engenharia: Unidade = inH2O.

Para obter o parmetro MXIMA VAZO, a vazo mxima deve ser convertida para decmetros cbicospor segundo: 6800/60=113,3 dm3/s.

A unidade de totalizao deve ser selecionada de forma que o totalizador no ultrapasse o valor99.999.999 em um tempo razovel de observao.

No exemplo acima se for utilizado um INCREMENTO DA TOTALIZAO igual a 1, a unidade totalizadaseria dm3 e o totalizador sofrer um incremento a cada 1 dm3. Com uma vazo mxima (113,3 dm3/s),o totalizador atingir o seu valor mximo e voltar para zero em 10 dias, 5 horas, 10 minutos e 12,5segundos.

Por outro lado, se for utilizado um INCREMENTO DA TOTALIZAO igual a 10, a unidade totalizadaseria decalitro (dal) e o totalizador sofrer um incremento a cada 10 dm3. Com uma vazo mxima(113,3 dm3/s), o totalizador atingir o seu valor mximo e voltar para zero em 102 dias, 3 horas, 42minutos e 5,243 segundos.

Configurao

3.13

NOTAQualquer um destes parmetros aceitam o 0 (zero) como valor de entrada e este valor anula as respectivasaes do controle PID.

NOVO

Configurao do Controlador PIDO LD301 pode ser configurado, em fbrica, para poder trabalhar como Transmissor somente oucomo Transmissor / Controlador. Se o LD301 for liberado como Transmissor / Controlador, amudana do seu modo de operao pode ser realizado a qualquer instante pelo usurio final,simplesmente configurando uma varivel de estado interna.

Trabalhando como Controlador PID, o LD301 pode executar um algoritmo de controle do tipo PID,onde a sua sada 4 a 20 mA reflete o estado da Varivel Manipulada (MV). Neste modo, a sada vai a4 mA se MV = 0% e 20 mA se MV= 100%.O algoritmo utilizado para a implementao do PID :

Onde:e(t) = PV-SP (Direta), SP-PV (Reversa)SP = Set Point.PV = Varivel de Processo (Presso, Nvel, Vazo etc.).Kp = Ganho Proporcional.Tr = Tempo Integral.Td = Tempo Derivativo.MV = Varivel Manipulada (sada).

Existem trs grupos de configurao pertinentes ao controlador PID:

9 LIMITES DE SEGURANA - este grupo permite configurar: a Sada de Segurana, a Taxa daSada e os Limites Inferior e Superior da Sada.A Sada de Segurana define o valor que a sada dever assumir na presena de falha doequipamento.

A Taxa da Sada a mxima taxa de variao permitida para a sada, em %/s.

Os Limites Inferior e Superior definem os limites da faixa de sada.

9 SINTONIA - este grupo permite realizar a sintonia do PID. Os seguintes parmetros podem serajustados: Kp, Tr e Td.

O parmetro Kp o ganho proporcional (no banda proporcional) que controla a ao proporcionaldo PID e pode ser ajustado de 0 a 100, inclusive.

O parmetro Tr o tempo integral que controla a ao integral do PID e pode ser ajustado de 0 a 999minutos por repetio.

O parmetro Td o tempo derivativo que controla a ao derivativa do PID e pode ser ajustado de 0a 999 segundos.

9 MODOS DE OPERAO - este grupo permite configurar: Ao do Controle, Setpoint Tracking ePower On.O modo da Ao do Controle permite selecionar a ao desejada para a sada: direta ou reversa. Naao direta, a sada aumenta quando a PV aumenta e na ao reversa, a sada diminui quando a PVaumenta.

O modo Setpoint Tracking, quando habilitado, permite que o valor do Setpoint acompanhe o valor daPV quando o controle estiver em Manual. Assim, quando o controle for passado para Auto, o valor deSetpoint assumir o ltimo valor da PV, antes da comutao.

O modo Power On, quando o PID estiver habilitado, permite ajustar em que modo de contole o PIDdever retornar aps uma queda de energia: em modo Manual, em modo Automtico ou no ltimomodo antes da queda de energia.

TABELA - Se a opo tabela for selecionada a sada MV seguir uma curva elaborada de acordo comos valores digitados na tabela de caracterizao do PID do LD301. Os pontos podem ser livrementeconfigurados em porcentagem. Preferivelmente, para a obteno de uma melhor linearizao, adistribuio dever estar mais adensada nas regies menos lineares. O LD301 possui uma varivelinterna para habilitar e desabilitar o uso da tabela de caracterizao da sada MV do PID.

)dPV/dtTddte1/Tr(eKpMV ++=


3.14

Configurao do EquipamentoAlm dos servios de configurao da operao do equipamento, o LD301 permite que ele prprioseja configurado. Os servios deste grupo esto relacionados a: Filtro de Entrada, Burn Out,Endereamento, Indicao no Display e Senhas.

9 FILTRO DE ENTRADA - O Filtro de Entrada, tambm referenciado como Damping, um filtrodigital de primeira ordem, implementado pelo firmware, em que a constante de tempo pode serajustada para qualquer valor. O transmissor tem um damping mecnico de 0,2 segundos.

9 BURN OUT - A sada de corrente pode ser programada para ir para o limite mximo de 21 mA(Fundo de Escala) ou para o limite mnimo de 3,6 mA (incio da escala), caso o transmissor falhe.Para isto, basta configurar o parmetro BURNOUT para Superior ou Inferior.A configurao do BURNOUT somente vlida no modo transmissor. No modo PID, em caso defalha, a sada vai para o valor de Sada de Segurana, que pode ser um valor entre 3,8 a 20.5 mA.

9 ENDEREAMENTO - O LD301 contm uma varivel que define o endereo do equipamento emuma rede HART. Os endereos do HART vo do valor 0 a 15, sendo que de 1 a 15 soendereos especficos para conexo multiponto. Quando configurado em multiponto, no LD301isto significa com endereo de 1 a 15, o display indicar MDROP.

O LD301 sai de fbrica configurado com endereo 0.

9 INDICAO NO DISPLAY - o display digital do LD301 contm trs campos bem definidos: campode informaes com cones informando os estados ativos de sua configurao, campo numrico de 4 dgitos para indicao de valores e campo alfanumrico de 5 dgitos para informaes de estado eunidades.O LD301 aceita at duas configuraes de display que so mostradas alternadamente, a cada intervalode 3 segundos. Os parmetros que podem ser selecionados para visualizao so mostrados naTabela 3.4, a seguir.

Tabela 3.4 - Variveis para Indicao em Display

NOTA

A corrente de sada ser enviada para 4 mA assim que o endereo do LD301, em modo Transmissor, foralterado para um valor diferente de 0 (isto no ocorre quando o LD301 estiver configurado para o modoControlador).

Varivel de processo em unidades de engenharia.Sada em porcentagem.Temperatura ambiente.Total acumulado pelo totalizador.Setpoint em porcentagem.Setpoint em unidades de engenharia.Erro em porcentagem (PV% - SP%).Usado para cancelar a segunda indicao.

PVMV% (*)

TEMPTOTALSP% (*)

SP (*)

ER% (*)

S/INDIC

CORRENTEPV%

Corrente em miliampres.Varivel de processo em porcentagem.

9 SENHAS - este servio permite ao usurio modificar as senhas de operao utilizadas peloLD301. Cada senha define o acesso para um nvel de prioridade (1 a 3) e esta configurao armazenada na EEPROM do LD301.A senha de nvel_3 hierarquicamente superior senha de nvel_2, que superior senha denvel_1.

NOTAOs itens marcados com asteriscos somente podem ser selecionados no modo PID. O item TOTAL s pode serselecionado quando estiver habilitado.

3.15

Configurao

Manuteno do EquipamentoEste grupo abrange servios de manuteno que esto relacionados com a obteno de informaesnecessrias manuteno do equipamento. Os seguintes servios esto disponveis: Cdigo de Pedido,Nmero de Srie, Contador de Operaes e Backup/Restore.9 CDIGO DE PEDIDO - o Cdigo de Pedido define o cdigo utilizado na compra do equipamento,preenchido de acordo com a especificao do usurio. O LD301 disponibiliza um vetor de 22caracteres para definir o cdigo.EXEMPLO:

Transmissor de Presso Diferencial LD301(D): Faixa: 0,417 a 50 kPa (2); Diafragma de Ao Inox316L e Fluido de enchimento com leo Silicone (1); Flanges, Adaptadores e Drenos de Ao Inox316L (I); O-Rings de Buna N (B); Drenos na posio superior (U); com Indicador Digital (1); Conexoao Processo 1/4 NPT (0); Conexo Eltrica 1/2 NPT (0); Com ajuste Local (1); com Braadeira deAo Carbono (1); Sem outra caracterstica especial (0).

9 NMERO DE SRIE - Trs nmeros de srie so armazenados no LD301:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22L D 3 0 1 D 2 1 I B U 1 0 0 1 1 0

9 CONTADOR DE OPERAES - toda vez que ocorrer uma alterao atravs de qualquermecanismo de configurao nas variveis monitoradas, conforme a lista abaixo, o LD301 incrementao respectivo contador de operao. O contador cclico, contando de 0 a 255. Os itens monitoradosso:

Valor Inferior/Valor Superior: quando ocorrer qualquer tipo de calibrao.

Funo: quando ocorrer qualquer modificao na funo de transferncia, por exemplo: linear, raiz quadrada ou tabela.

Trim 4mA: quando ocorrer o trim de corrente em 4 mA.Trim 20mA: quando ocorrer o trim de corrente em 20 mA.Trim Zero/Inferior: quando ocorrer o trim de presso de Zero ou Presso Inferior.Trim de Presso Superior: quando ocorrer o trim de Presso Superior.TRM/PID: quando ocorrer mudana no modo de operao, isto , de PID para TRM ou vice-versa.Caracterizao: quando ocorrer alterao em qualquer ponto da tabela de caracterizao da presso

em modo trim.Multidrop: quando ocorrer qualquer mudana no modo de comunicao, por exemplo, multiponto

ou transmissor nico.Senha: quando ocorrer qualquer mudana da senha ou na configurao do nvel.Totalizao: quando ocorrer qualquer mudana na totalizao, configurao ou no reset.

NOTAO nmero do Transmissor deve ser alterado sempre que houver a troca da placa principal para evitar problemasde comunicao.

Nmero do Circuito - Este nmero nico para todas as placas de circuito e no podeser alterado.

Nmero do Sensor - o nmero de srie do sensor conectado ao LD301 e no pode seralterado. Este nmero lido do sensor toda a vez que ocorre ainsero de um sensor diferente na placa principal.

Nmero do Transmissor - O nmero que escrito na placa de identificao de cadatransmissor.

9 BACKUPQuando a placa principal for trocada, aps mont-la e aliment-la, os dados armazenados namemria do sensor so automaticamente copiados para a memria da placa principal.

9 RESTOREEsta opo permite copiar ou restaurar os dados armazenados na memria do sensor para amemria da placa principal.


3.16

Seo 4Programao usando Ajuste Local

A Chave de Fenda MagnticaSe o LD301 estiver com o display instalado e o ajuste local estiver configurado para o modo completo(usando jumper interno), a chave de fenda magntica torna-se uma ferramenta de configurao topoderosa quanto o configurador HART, eliminando a necessidade de configuradores adicionaisem muitas aplicaes bsicas.

Se o LD301, em modo transmissor, no estiver com o display conectado ou o ajuste local estiverconfigurado para o modo simples, usando jumper interno, a capacidade de ajuste fica reduzida apenaspara a funo de calibrao.

Para configurar o ajuste local posicione os jumpers localizados na parte superior da placa principalcomo indicado na Tabela 4.1.

Notas: 1 - Se for selecionada a proteo por hardware, a escrita em EEPROM estar protegida. 2 - A condio padro do ajuste local o ajuste local simples habilitado e a proteo desabilitada.

Tabela 4.1 - Seleo do Ajuste Local

4.1

Se o LD301, em modo controlador, no estiver com o display conectado, nenhum modo de ajustelocal ser disponibilizado. Com o display conectado, o ajuste local simples, em modo controlador, bastante diferente do ajuste em modo transmissor. Em modo simples, a funcionalidade do modocompleto fica reduzida apenas s opes OPER e TOTAL.

Fig. 4.1 - Placa Principal com seus Jumpers.

A figura 4.1 mostra a placa principal com a localizao dos seus pinos fmeas para a conexo dosjumpers de configurao do Ajuste Local.

NOVO 12

PROTEODE ESCRITA

HabilitaDesabilitaDesabilita

AJUSTE LOCALSIMPLES

DesabilitaDesabilita

HabilitaDesabilita

DesabilitaDesabilita

DesabilitaHabilita

Desabilita

NOTASI/COM OFF/ON AJUSTE LOCALSIMPLES

O transmissor tem sob a placa de identificao dois orifcios, que permitem acionar as duas chavesmagnticas da placa principal com a introduo do cabo da chave de fenda magntica (Veja Figura4.2).

Fig. 4.2 - Ajuste Local de Zero e Span e Chave de Ajuste local

Os orifcios so marcados com Z (Zero) e S (Span) e doravante sero designados por apenas (Z)e (S), respectivamente. A Tabela 4.2 mostra a ao realizada pela chave de fenda magntica quandoinserida em (Z) e (S) de acordo com o tipo de seleo do ajuste.

A rotao pelas funes e seus ramos funciona do seguinte modo:1 - Inserindo o cabo da chave de fenda magntica em (Z), o transmissor sai do estado normal demedio para o estado de configurao do transmissor. O software do transmissor automaticamenteinicia a indicao das funes disponveis no display, de modo cclico. O conjunto de funesmostradas depende do modo selecionado para o LD301, modo Transmissor e modo Controlador.

2 - Para ir at a opo desejada, rotacione entre as opes, aguarde o display mostr-la e mova achave de fenda magntica de (Z) para (S). Veja a Figura 4.3 rvore de Programao Via AjusteLocal, para conhecer a posio da opo a ser escolhida. Voltando a chave de fenda imantadapara (Z) possvel rotacionar entre as novas opes, s que dentro deste novo ramo.

3 - O processo para chegar at a opo desejada igual ao descrito no item anterior, para todo onvel hierrquico da rvore de programao.

Tabela 4.2 - Descrio do Ajuste Local

Ajuste Local SimplesO LD301 apresenta funcionalidade diferente quando for selecionado o ajuste local simples em modotransmissor e em modo controlador. Em modo transmissor o ajuste local simples usado para acalibrao do Zero e do Span e em modo controlador, restringe o uso da rvore de configurao paraas funes de OPERAO e de TOTALIZAO.


4.2

NOVO

S - AO / SPANZ - ROTACIONA / ZERO

PARTE IMANTADA

AO AJUSTE LOCAL SIMPLES AJUSTE LOCAL COMPLETO

Z

Z

MODO TRANSMISSOR MODO CONTROLADORAjusta o Valor Inferior daFaixa.Ajusta o Valor Superior daFaixa.

Move entre as opesOPERAO e TOTAL.

Ativa a Funo Selecionada.

Move ao longo de todas opes.

Ativa a Funo Selecionada.

NOTAPara o LD301 com verses anteriores a V6.00, o display digital deve ser o de nmero 214-0108 da lista desobressalente para o LD301 V5.XX.Para LD301 de verses V6.XX, o display digital deve ser o de nmero 400-0559, da lista atualizada dossobressalentes.

Calibrao do Zero e do SPANO LD301, quando no modo transmissor, pode ser calibrado de forma bastante simples, limitando-seapenas, ao ajuste do Zero e do Span de acordo com a sua faixa de trabalho.

Para fazer esses ajustes, o transmissor deve estar configurado como transmissor (TRM), viaconfigurador HART ou pelo item MODE da opo CONF do ajuste local e os jumpers devem estarconfigurados para ajuste local simples. Se o LD301 estiver sem o display conectado, automaticamente,o modo ajuste local simples ativado.

A calibrao de zero, com referncia, deve ser feita do seguinte modo:

9 Aplique a presso correspondente ao valor inferior;9 Espere a presso estabilizar;9 Insira a chave de fenda imantada em (Z) (veja Figura 4.2);9 Espere 2 segundos e logo o transmissor passar a indicar 4 mA;9 Remova a chave de fenda.A calibrao de zero, com referncia, mantm o span inalterado. Para alterar o span, o seguinteprocedimento deve ser executado:

9 Aplique a presso de valor superior;9 Espere a presso estabilizar;9 Insira a chave de fenda em (S);9 Espere 2 segundos e o transmissor passa a indicar 20 mA;9 Remova a chave

LD301MP

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