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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 12013 Fluke Corporation. Tests und Fehlersuche in 420-mA-Steuerungsschleifen Webinar-Serie: Fehlersuche in Prozessen

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 22013 Fluke Corporation. Inhalt dieser Folge Wie funktioniert eine 420-mA-Steuerungsschleife? Welche Fehler knnen in einer 420-mA-Schleife auftreten? Wie sucht man Fehler? Welches Werkzeug ist am zweckmigsten? Messen von 420-mA-Signalen und Interpretieren der Messungen Mehrere Messverfahren Testen von Eingngen an SPS, DCS und Anzeigen mit 420-mA-Stromquellen Mehrere Verfahren und Vorgehensweisen beim Einspeisen Testen von E/A mit 15 V und 010 V

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 32013 Fluke Corporation. Inhalt dieser Folge Stromversorgungen von Schleifen messen, Fehlersuche an verdchtigen Stromversorgungen Transmitter mit Ersatzstromversorgung testen und isolieren Fehlersuche an verdchtigen Transmittern mA fr Austauschtest simulieren Intelligenten HART-Transmitter als mA-Quelle verwenden Mit HART-Befehl Schleifentest eine Schleife testen I/P-Wandler mit 420-mA-Stromquelle testen Regelventil mit 420-mA-Stromquelle testen

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 42013 Fluke Corporation. + Anzeigen/Steuerungen: Interpretieren das 420-mA-Signal als Messwert der Temperatur bzw. des Drucks im Prozess. Senden oft Befehle an eigentliches Steuerungs-element (z. B. Ventil) zum Steuern der Prozess-temperatur bzw. des Prozessdrucks in akzeptablen Grenzen Solche Gerte haben oft 15 V statt 420 mA als Eingangssignal NULLEND- WERT 2200 C 2-Leiter-Transmitter Sensoreingang Temperatur Druckmessgerte Fluss Frequenz PH Anzeige/Steuerung DCS/SPS/Schreiber Eingangs-Shunt 250 Ohm 4 to 20 mA Signal 24-V-Schleifenstromversorgung: Versorgt Schleife mit Spannung. Transmitter regeln das 420-mA-Signal im Stromkreis und werden von dieser Stromversorgung gespeist. Transmitter: Wandeln Messwert der Temperatur bzw. des Drucks in ein 420-mA-Signal um. Typischerweise passive Gerte mit externer 24-V-Schleifenstromversorgung. Wie funktioniert eine 420-mA-Steuerungsschleife? 24-V- Schleifenstrom- versorgung

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 52013 Fluke Corporation. 24-V- Schleifenstrom- versorgung + NULLEND- WERT 2200 C 2-Leiter-Transmitter Sensoreingang Temperatur Druckmessgerte Fluss Frequenz PH Anzeige/Steuerung DCS/SPS/Schreiber Eingangs-Shunt 250 Ohm 4 to 20 mA signal Beispiel fr Stromschleife 420-mA-Signal (DC) ist proportional zu Sensoreingang bzw. PV Wegen Serienschaltung muss der Strom berall im Stromkreis gleich sein Klarer Vorteil beim Senden von mA-Signalen ber groe Entfernungen gegenber Spannungs- oder Drucksignalen

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 62013 Fluke Corporation. Gemessene PV: Die PV (Primr- /Prozessvariable) in diesem Beispiel ist die vom Temperaturtransmitter gemessene Temperatur der Prozessflssigkeit. Temperaturtransmitter: Messen die Prozesstemperatur meist mit einem Thermoelement oder Messwiderstand und wandeln den Messwert in ein 420-mA-Signal um. Der Transmitter in diesem Beispiel hat einen Eingangsbereich von 0 C bis 300 C. Die Tabelle zeigt das Verhltnis zwischen der gemessenen Temperatur und dem mA- Signal Temperaturtransmitter Temperaturtransmitter wandeln gemessene Temperatur (PV) in 420-mA-Signale um Eingangs- temperatur Ausgangs -strom Prozent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 72013 Fluke Corporation. Gemessene PV: Die PV (Primr- /Prozessvariable) in diesem Beispiel ist die vom Temperaturtransmitter gemessene Temperatur der Prozessflssigkeit. Temperaturtransmitter: Messen die Prozesstemperatur meist mit einem Thermoelement oder Messwiderstand und wandeln den Messwert in ein 420-mA-Signal um. Der Transmitter in diesem Beispiel hat einen Eingangsbereich von 0 C bis 300 C. Die Tabelle zeigt das Verhltnis zwischen der gemessenen Temperatur und dem mA- Signal Temperature transmitter Temperaturtransmitter wandeln gemessene Temperatur (PV) in 420-mA-Signale um Eingangs- temperatur Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 82013 Fluke Corporation. Anzeige/Steuerung: In diesem Beispiel ist die Temperaturanzeige/Steuerung so programmiert, dass sie ein 4-mA- Signal als 0 C und ein 20-mA- Signal als 300 C interpretiert. Eingang/Ausgang oder E/A: Bezieht sich auf den Eingang/ Ausgang des Steuerungssystems bzw. Reglers. In diesem Beispiel liegt das 420-mA-Signal am Eingang der Steuerung an. Das Signal am Ausgang der Steuerung steuert das Steuerungsventil. Flusssteuerungsventil Eigentliches Steuerungselement. ffnet und schliet durch Befehle der Steuerung und erhlt Temperatursollwert durch Erhhen bzw. Verringern der Gaszufuhr zum Brenner aufrecht. Temperaturtransmitter Temperaturtransmitter wandeln gemessene Temperatur (PV) in 420-mA-Signale um Eingangs- temperatur Ausgangs -strom Prozent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 92013 Fluke Corporation. Gemessene PV: Die PV (Primr-/Prozessvariable) in diesem Beispiel ist der vom Drucktransmitter gemessene Druck. Drucktransmitter: Misst den Prozessdruck direkt und wandelt den Messwert in ein 420-mA-Signal um. Der Transmitter in diesem Beispiel hat einen Eingangsbereich von 0 bis 100 psi (0 bis 7 bar). Die Tabelle zeigt das Verhltnis zwischen dem gemessenen Druck und dem mA-Signal. Anzeigen/Steuerung: In diesem Beispiel ist die Druckanzeige bzw. Steuerung so programmiert, dass sie ein 4-mA- Signal als 0 psi und ein 20-mA-Signal als 100 psi interpretiert. berdruckventil: Eigentliches Steuerungselement. In diesem Beispiel ffnet die Steuerung das Ventil, wenn der gemessene Druck zu hoch ist, um den Druck im Behlter zu verringern. Drucktransmitter wandeln den gemessenen Druck (PV) in 420-mA-Signale um Drucktransmitter Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 102013 Fluke Corporation. Probleme mit Kabeln: Schlechte Anschlsse, beschdigte Isolierung, Korrosion und Verunreinigung knnen die Funktion einer 420-mA-Schleife beeintrchtigen. Stromversorgung fr 24-V-Schleife: Gestrte, defekte oder berlastete Stromversorgung kann Fehlfunktion oder Ausfall der mA-Schleife verursachen. Falsches E/A-Signal in Steuerung: Interpretiert der Regler ein korrektes mA-Signal nicht korrekt, kann der Prozess auer Kontrolle geraten. Welche Fehler knnen in einer 420-mA-Schleife auftreten? Drucktransmitter Temperaturtransmitter Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 % EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 112013 Fluke Corporation. Welche Fehler knnen in einer 420-mA-Schleife auftreten? Transmitter defekt: ndert der Transmitter das mA-Signal nicht korrekt in Reaktion auf die gemessene PV, dann passt das Regelungssystem die PV nicht korrekt an. Sensor defekt oder Kapillarrohr verstopft: Ist der Temperatursensor defekt, kann der Transmitter die Temperatur nicht messen. Ist bei einem Drucktransmitter die Verbindung zum Prozess blockiert, kann der Trans- mitter den Druck nicht genau messen. Drucktransmitter Temperaturtransmitter Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 % EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 122013 Fluke Corporation. Wie sucht man Fehler? Welches Werkzeug ist am zweckmigsten? Was kann gemessen oder eingespeist werden? Instrument fr Messung und Signaleinspeisung Was verrt es dem Techniker? 420-mA-Signale messen Digitalmultimeter. Schleifenkalibrator, Stromzange, ProcessMeter Ob der gemessene mA-Wert erwartungsgem ist 420-mA-Signale einspeisen Schleifenkalibrator, Stromzange, ProcessMeter Wenn E/A oder anderes Gert mit mA-Eingang korrekt funktionieren Simulierte 420-mA-Signale Schleifenkalibrator, Stromzange Fluke 772 oder 773, ProcessMeter Ob Stromversorgung, Verkabelung und E/A korrekt funktionieren, testweise Transmitter austauschen 24 V Schleifenspannung messen Digitalmultimeter, Stromschleifenkalibrator, Stromzange Fluke 773, ProcessMeter Ob volle 24 V zur Verfgung stehen, ob die Spannungsversorgung defekt oder berlastet ist 24 V Schleifenspannung anlegen Schleifenkalibrator, Stromzange, Fluke 789 ProcessMeter Ob ein Austauschtest fr installierte Stromversorgung das Problem behebt 010 V, 15 V anschlieen Schleifenkalibrator mit Spannungsquelle (715) oder spezielle Stromzange (773) Ob E/A oder anderes Gert mit Spannungseingang korrekt funktionieren Durchgangsmessungen Digitalmultimeter, ProcessMeter, bestimmte Multifunktions- Prozesskalibratoren Unterbrechungen, schlechte Anschlsse, hohe Anschlusswiderstnde und falsche Verkabelungen finden

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 132013 Fluke Corporation. In Reihe, Schleife unterbrechen Gemessenes mA-Signal mit erwartetem Wert auf Display vergleichen Das 420-mA-Signal messen Temperaturtransmitter Drucktransmitter Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 % EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 142013 Fluke Corporation. Die Schleife nicht unterbrechen Gemessenes mA-Signal mit erwartetem Wert auf Display vergleichen Das 420-mA-Signal messen; die Schleife nicht unterbrechen Temperaturtransmitter Drucktransmitter Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 % EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 152013 Fluke Corporation. Testet E/A von Anzeige, Regler oder SPS/Steu- erungssystem direkt. Den Wert auf dem Display prfen Ein 420-mA-Signal einspeisen Drucktransmitter Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 % Temperaturtransmitter EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 162013 Fluke Corporation. Einen Transmitter in einer Schleife simulieren, Strom regeln Temperaturtransmitter Drucktransmitter Testet Verkabelung, Stromversorgung, Anzeige, Regler oder E/A von SPS/Steuerungs- system. Den Wert auf dem Display prfen. Austauschtest des Transmitters ausfhren. Ein 420-mA-Signal simulieren Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 % EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 172013 Fluke Corporation. Temperaturtransmitter Drucktransmitter Stehen volle 24 V zur Verfgung oder ist die Strom- versorgung berlastet? 24 V Schleifenspannung messen Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 % EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 182013 Fluke Corporation. Temperaturtransmitter 24 V Schleifenspan- nung anlegen, gleichzeitig mA-Signal messen. Austauschtest fr Strom- versorgung. Mit externer 24-V-Schleifenstromversorgung testen Eingangs- druck Ausgangs- strom Prozent des Bereichs 0 psi4 mA0 % 25 psi8 mA25 % 50 psi12 mA50 % 75 psi16 mA75 % 100 psi20 mA100 % EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 % Drucktransmitter

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 192013 Fluke Corporation. Intelligenten HART-Transmitter als mA-Quelle verwenden Beim Schleifentest sendet Fluke 709H den mA- Ausgangsbefehl ber das Messkabel direkt an den Transmitter Transmitter speist ein mA- Signal in E/A ein Korrekte Anzeige auf dem Display prfen Vorgegebenen Ausgangswert mit von Fluke 709H gemessenem mA-Signal vergleichen Testet Transmitter- ausgang, Strom- versorgung, Verkabelung und E/A Temperaturtransmitter Ausgangs- strom Instrument 420 mA Ausgang an SPS oder DCS PVAO-Befehl (von Communicator oder Fluke 744) Schleifentest mit Verringern des Ausgangs- pegels Intelligenter Transmitterausgang EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 202013 Fluke Corporation. Intelligenten HART-Transmitter als mA-Quelle verwenden HART cable Beim Schleifentest sendet Fluke 754 den mA- Ausgangsbefehl ber das Mess-Kabel oder HART- Kabel an den Transmitter Transmitter speist ein mA- Signal in E/A ein Korrekte Anzeige auf dem Display prfen Vorgegebenen Ausgangswert mit von Fluke 754 gemessenem mA-Signal vergleichen Testet Transmitter- ausgang, Strom- versorgung, Verkabelung und E/A Fluke 754 bietet FULL HART Kalibration Temperaturtransmitter Ausgangs- strom Instrument 420 mA Ausgang an SPS oder DCS PVAO-Befehl (von Communicator oder Fluke 744) Schleifentest mit Verringern des Ausgangs- pegels Intelligenter Transmitterausgang EingangstemperaturAusgangsstromProzent des Bereichs 0 C 4 mA0 % 75 C 8 mA25 % 150 C 12 mA50 % 225 C 16 mA75 % 300 C 20 mA100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 212013 Fluke Corporation. An den Eingngen vieler Steuerungssysteme und SPS liegt ein Spannungs- signal an 15 V ist am gebruchlichsten, da 420 mA multipliziert mit 250 Ohm 15 V ergeben Bestimmte Niederspannungstrans- mitter haben 15-V-Ausgnge Viele ltere Schreiber und Heizungs-/Klimaanlagen haben E/A mit 15 V und 010 V 2200 C Anzeige/Steuerung DCS/SPS/Rekorder 0.004 x 250 = 1.0 V 0.020 x 250 = 5.0 V Fehlersuche, 15 V und 010 V einspeisen Ohmsches Gesetz

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 222013 Fluke Corporation. Testen von I/P-Wandlern I/P-Wandler wandelt ein 420-mA-Signal in ein Pneumatiksignal (315 psi) um Oft mit Steuerungsventilen verwendet Als Brcke zwischen 420-mA-Schleife und 315-psi-Pneumatiktechnologie verwendet Arbeitet blicherweise mit einer Druckluftversorgung mit 20 psi (oder hher) 420 mA einspeisen, korrekten Ausgangsdruck prfen/messen 420-mA- Strom Ausgangsdruck Versorgungs- druck ~20 PSI EingangsstromAusgangsdruckProzent des Bereichs 4 mA3 psi0 % 8 mA6 psi25 % 12 mA9 psi50 % 16 mA12 psi75 % 20 mA15 psi100 %

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 232013 Fluke Corporation. Testen von Regelventilen Strmungssteuerung, eigentliches Steuerungselement Eingang 420 mA bzw. 315 psi ffner oder Schlieer ffner bei Spannungsausfall geschlossen Schlieer bei Spannungsausfall offen Ein 420-mA-Signal anlegen und Funktion anhand betreffender Tabelle unten prfen Gngige Praxis, fr volle nahe 3,8 mA anzuwenden und vollstndig geffnet gelten 20,2 mA. Automatisiert in 709 Ventil-Test. Regelventil test Normal Geschlossen ventil

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 242013 Fluke Corporation. Rekapitulation: Stromschleifengerte und Prfverfahren Transmitter Eingangssignal anlegen (Temperatur, Druck usw.) Korrekten Ausgangsstrom 420 mA messen Simuliertes mA-Signal fr Austauschprfung verwenden 24-V-Schleifenstromversorgungen Korrekte Spannung messen, mit Austauschtest prfen I/P-Wandler, Eingang 420 mA, Ausgang 315 psi 420 mA einspeisen, korrekten Ausgangsdruck prfen/messen Steuerungsventile 420 mA einspeisen, Positionsanzeige prfen Mit steigendem mA-Signal gleichmige Funktion testen Analoge Eingnge von SPS, DCS, Anzeigen, Steuerungen, Strmungscomputern und Schreibern 420 mA an Eingang einspeisen und korrekte Anzeige prfen

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Fehlersuche in 420-mA-Stromschleifen 252013 Fluke Corporation. Nchste Schritte Ich mchte eine Demonstration Bitte informieren Sie mich ber knftige Prsentationen ber Fehlersuche in Prozessen Laden Sie diesen Anwendungsbericht ber 420-mA-Regelschleifen herunter: Fehlersuche in Prozessschleifen Effektivere Fehlersuche in Automations- und Prozesssteuerungs- schleifen