Endress+Hauser Proline Cubemass 500 HART Anleitung
Sonderdokumentation; anwendungspaket konzentrationsmessung
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Inhaltszusammenfassung für Endress+Hauser Proline Cubemass 500 HART
- Seite 1 Products Solutions Services SD01716D/06/DE/03.19 71445746 2019-09-01 Gültig ab Version 01.05.zz (Gerätefirmware) Sonderdokumentation Proline Cubemass 500 HART Anwendungspaket Konzentrationsmessung...
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Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Proline Cubemass 500 HART Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Hinweise zum Dokument ... . 4 Dokumentfunktion ..... -
Seite 4: Hinweise Zum Dokument
Hinweise zum Dokument Proline Cubemass 500 HART Hinweise zum Dokument Dokumentfunktion Diese Anleitung ist eine Sonderdokumentation und ersetzt nicht die zum Lieferumfang gehörende Betriebsanleitung. Sie ist Teil der Betriebsanleitung und dient als Nachschlage- werk für die Nutzung der im Messgerät integrierten Konzentrationsmessung. -
Seite 5: Symbole In Grafiken
Eine Übersicht zum Umfang der zugehörigen Technischen Dokumentation bieten: • W@M Device Viewer (www.endress.com/deviceviewer): Seriennummer vom Typen- schild eingeben • Endress+Hauser Operations App: Seriennummer vom Typenschild eingeben oder 2D-Matrixcode (QR-Code) auf dem Typenschild einscannen Diese Sonderdokumentation ist verfügbar: • Auf der mitgelieferten CD-ROM zum Gerät (je nach bestellter Geräteausführung) •... -
Seite 6: Produktmerkmale Und Verfügbar
Je nach Anwendung erfolgt die Konfiguration via Vor-Ort-Anzeige oder zusätzlich mit der FDT-basierten Plant Asset Management Software FieldCare von Endress+Hauser. Wenn die zu messende Mischung bereits im Messgerät hinterlegt ist, kann die Konfigura- tion via Vor-Ort-Anzeige oder Webserver erfolgen. - Seite 7 Management-Tools ebenfalls zur Verfügung. FieldCare ist ein FDT-basiertes Anlagen-Asset-Management-Tool von Endress+Hauser. Es kann alle intelligenten Feldeinrichtungen in einer Anlage konfi- gurieren und unterstützt bei deren Verwaltung. Durch Verwendung von Statusinfor- mationen stellt es darüber hinaus ein einfaches, aber wirkungsvolles Mittel dar, deren Zustand zu kontrollieren.
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Seite 8: Systemintegration
Systemintegration Proline Cubemass 500 HART Systemintegration Erweiterte Auswahl bei Verwendung des Anwendungspakets Konzentration • Zielmessstoff Massefluss • Trägermessstoff Massefluss • Zielmessstoff Volumenfluss • Trägermessstoff Volumenfluss • Zielmessstoff Normvolumenfluss • Trägermesstoff Normvolumenfluss • Konzentration Diese Messgrössen stehen nur Mischungen zur Verfügung, bei denen als Konzentrationseinheit Option %vol gewählt werden kann (siehe Tabelle →... -
Seite 9: Inbetriebnahme
Proline Cubemass 500 HART Inbetriebnahme Inbetriebnahme Konzentration konfigurieren Das Messgerät kann auf 2 Arten für die Konzentrationsmessung konfiguriert werden: • Mischung bereits als vordefinierte Flüssigkeit im Messgerät hinterlegt • Mischung muss aus benutzereigenen Tabellenwerten im Messgerät hinterlegt werden 4.1.1 Mischung als vordefinierte Flüssigkeit Überblick über die im Messgerät hinterlegten, vordefinierten Flüssigkeiten →... -
Seite 10: Übersicht Der Definierten Flüssigkeiten
Inbetriebnahme Proline Cubemass 500 HART Übersicht der definierten Flüssigkeiten Flüssigkeitstyp Einheiten Temperaturbereich Quelle / Norm Abgleich des Berücksichtigung Messbereich Mineralgehalts der Kompressibili- tät (Druck) Ethanol in Wasser %Mass –20 … +40 °C OIML IST-90 (Bettin, Spieweck %vol 0 … 100 %... -
Seite 11: Navigation
Proline Cubemass 500 HART Inbetriebnahme Flüssigkeitstyp Einheiten Temperaturbereich Quelle / Norm Abgleich des Berücksichtigung Messbereich Mineralgehalts der Kompressibili- tät (Druck) %-Masse / %-Volumen %Mass Wenn Parameter Wenn Parameter %vol Trägermessstoff- Trägermessstoff- typ wässrig: typ wässrig: Concentration 3D %Mass %vol User conc. - Seite 12 Inbetriebnahme Proline Cubemass 500 HART Navigation Menü "Experte" → Applikation → Konzentration → Konzentrationseinstellungen ‣ Konzentrationseinstellungen → 13 Flüssigkeitstyp → 13 Trägermessstofftyp Wassermineralgehalt → 14 Normdichte Trägermessstoff → 14 Linearer Ausdehnungskoeffizient Trä- → 14 Quadratischer Ausdehnungskoef. Trä- →...
- Seite 13 Proline Cubemass 500 HART Inbetriebnahme Parameterübersicht mit Kurzbeschreibung Parameter Voraussetzung Beschreibung Auswahl / Eingabe Werkseinstellung Flüssigkeitstyp – Flüssigkeitstyp wählen. • Aus • Saccharose in Die Dichte/Konzentrationsab- Wasser hängigkeiten verschiedener • Glukose in Wasser binärer Mischungen sind • Fruktose in Was- bereits im Messgerät hinter- legt.
- Seite 14 Inbetriebnahme Proline Cubemass 500 HART Parameter Voraussetzung Beschreibung Auswahl / Eingabe Werkseinstellung Wassermineralgehalt In Parameter Flüssigkeitstyp Mineralgehalt für wässrige Positive Gleitkomma- 0 mg/l sind folgende Optionen ausge- Trägermessstoffe eingeben. zahl wählt: Grundsätzlich wird davon aus- In Parameter Flüssigkeitstyp gegangen, dass Wasser als ist eine der folgenden Optio- Trägermedium in reiner, d.h.
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Seite 15: Konzentrationseinheiten
Proline Cubemass 500 HART Inbetriebnahme Parameter Voraussetzung Beschreibung Auswahl / Eingabe Werkseinstellung Quadratischer Ausdehnungskoeff. In Parameter Flüssigkeitstyp Quadratischer Ausdehnungs- Gleitkommazahl mit 0,0 1/K² Ziel ist die Option %-Masse / %- koeffizient des Zielmessstoffs Vorzeichen Volumen ausgewählt. eingeben. Koeffizient des quadratischen Terms zur Näherung der ther- mischen Ausdehnung des Ziel- mediums. - Seite 16 Inbetriebnahme Proline Cubemass 500 HART Parameterübersicht mit Kurzbeschreibung Parameter Voraussetzung Beschreibung Auswahl / Eingabe Werkseinstellung Konzentrationseinheit – Einheit für Konzentration • mol/l °Brix wählen. • °Balling • °Brix • °Plato • %ABV@20°C • proof/vol • %vol • %Mass • %StdVol • SGU •...
- Seite 17 Proline Cubemass 500 HART Inbetriebnahme → 17 → 17 → 17 → 17 → 17 → 17 → 17 → 17 → 17 Parameterübersicht mit Kurzbeschreibung Parameter Beschreibung Eingabe Werkseinstellung Name Koeffizientensatz Name für Koeffizientensatz eingeben.
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Seite 18: Messgerät Konfigurieren
Inbetriebnahme Proline Cubemass 500 HART Messgerät konfigurieren Mit dem Optionspaket Konzentration stehen folgende, weitere Optionen für die Aus- gänge, die Vor-Ort-Anzeige und den Summenzähler zur Verfügung: • Zielmessstoff Massefluss • Trägermessstoff Massefluss • Zielmessstoff Volumenfluss • Trägermessstoff Volumenfluss • Zielmessstoff Normvolumenfluss •... -
Seite 19: Betrieb
Proline Cubemass 500 HART Betrieb Betrieb Nach der ersten Konfiguration für die Konzentrationsmessung, sind gegebenenfalls Anpassungen der Konzentrationsberechnung notwendig, wie z.B. die Eingabe oder Bestimmung des Mineralgehaltes des Trägermessstoffes Wasser. Bevor Prozess- und Laborwerte aufeinander abgleichen werden, sind die Ausführungen in Kapitel "Unerwartete Konzentrationswerte und mögliche Fehlerquellen"... -
Seite 20: Zusätzliche Messgrößen
Betrieb Proline Cubemass 500 HART Parameter Beschreibung Auswahl / Anzeige Werkseinstellung Trägerdichte während Bestimmung Zeigt die aktuell gemessene Dichte des Was- Gleitkommazahl mit Vorzei- 0 kg/l sers mit Mineralien unter Prozessbedingun- chen gen. Abhängigkeit Die Einheit wird übernommen aus: Parame- ter Dichteeinheit Prozesstemperatur während... - Seite 21 Proline Cubemass 500 HART Betrieb Parameter Voraussetzung Beschreibung Anzeige Trägermessstoff Massefluss – Zeigt aktuell gemessenen Massefluss Gleitkommazahl mit Vor- des Trägermessstoffs. zeichen Abhängigkeit Die Einheit wird übernommen aus: Parameter Masseflusseinheit Zielmessstoff Normvolumenfluss Bei folgenden Bedingungen: Zeigt aktuell gemessenen Normvolu- Gleitkommazahl mit Vor- In Parameter Flüssigkeitstyp ist Option...
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Seite 22: Konzentrationsfunktion Im Fieldcare
FieldCare von Endress+Hauser. FieldCare ist ein FDT-basiertes Anlagen-Asset-Management-Tool von Endress+Hauser. Es kann alle intelligenten Feldeinrichtungen in einer Anlage konfi- gurieren und unterstützt bei deren Verwaltung. Durch Verwendung von Statusinfor- mationen stellt es darüber hinaus ein einfaches, aber wirkungsvolles Mittel dar, deren Zustand zu kontrollieren. - Seite 23 Proline Cubemass 500 HART Betrieb 5.3.2 Bedienoberfläche A0034893-DE 1 Bedienoberfläche des Konzentrationsmoduls Titelleiste Menüleiste Navigation Informationszeile Statusleiste Titelleiste DTM Informationen zum Gerät Menüleiste 2 3 4 11 12 14 15 16 A0031471 2 Befehle in der Menüleiste Posi-...
- Seite 24 Betrieb Proline Cubemass 500 HART Posi- Bezeichnung Kurzbeschreibung Erläuterung tion der Schaltflä- Berechnung Konzentrationskoeffizienten Startet die Berechnung der Konzentrations- berechnen koeffizienten. Die Meldungen in der Informationsleiste beachten. Schreiben Konzentrationskoeffizienten ins Übertragung der berechneten Konzentrations- Gerät schreiben koeffizienten ins Gerät. Im Offline Modus werden die Daten in den...
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Seite 25: Registerkarte Grundeinstellungen
Proline Cubemass 500 HART Betrieb Registerkarte Grundeinstellungen Funktion Voraussetzung Beschreibung Auswahl/Eingabe Berechnungsgrundlage – Auswahl des Berechnungsmodels • Feinabstimmungen • Flüssigkeitseigenschaf- • Vordefinierte Flüssig- keit Flüssigkeitstyp Diese Funktion steht nur zur Verfügung Auswahl einer definierten Flüssigkeit • Saccharose in Wasser wenn in Funktion Berechnungsgrund- •... - Seite 26 Betrieb Proline Cubemass 500 HART Registerkarte Referenzeigenschaften Die Registerkarte Flüssigkeitseigenschaften steht nur zur Verfügung wenn in Funktion Flüssigkeit folgende Auswahl gewählt wurde: %-Masse / %-Volumen Funktion Voraussetzung Beschreibung Auswahl/ Eingabe Trägermessstofftyp Auswahl des Trägermesss- • Wässrig tofftyps. • Nicht wässrig •...
- Seite 27 Proline Cubemass 500 HART Betrieb Funktion Voraussetzung Beschreibung Auswahl/ Eingabe Linerarer Ausdehnungskoeffizi- Koeffizient des linearen Einheit 1/K ent Zielmessst. Terms zur Näherung der thermischen Ausdehnung des Zielmediums. Quadratischer Ausdehnungsko- Koeffizient des quadrati- Einheit 1/K² effizient Zielmesss. schen Terms zur Nähe-...
- Seite 28 Betrieb Proline Cubemass 500 HART Funktion Voraussetzung Beschreibung Auswahl/ Eingabe Neuberechnung Koeffizienten Durch Drücken der Funk- – tion Neuberechnung Koeffizienten wird die Eingabe eigener Tabellen- werte bestätigt und die Koeffizienten in der Tabelle der Regiesterkarte neu berechnet. Flüssigkeitseigenschaften festle- Eingabe von Min/Max Temperatur Werten für Temperatur...
- Seite 29 Proline Cubemass 500 HART Betrieb Die Messwerte des Geräts werden optimiert durch Eingabe aus Kontrollmessungen (Refe- renzwert) Funktion Voraussetzung Beschreibung Auswahl/ Eingabe Tabellenblatt Einlesen/Auslesen des Tabellenname angebenen Tabellenblattes des Blattes ein- einer Tabelle im For- geben mat .xls oder .xlsx über die Schaltfläche Importieren/...
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Seite 30: Registerkarte Koeffizientenübersicht
Betrieb Proline Cubemass 500 HART Registerkarte Koeffizientenübersicht Funktion Voraussetzung Beschreibung Anzeige Berechnete Berechnung wurde Anzeige der berech- Max. 15-stellige Gleitkommazahl mit Vorzeichen Koeffizien- erfolgreich durchge- neten Koeffizienten. • A0, A1, A2, A3, A4 führt (Infoleiste beach- • B1 ⋅ 10¯³ E–3 ten). - Seite 31 Proline Cubemass 500 HART Betrieb 5.3.3 Berechnungsbasis "Definierte Flüssigkeiten" Im Gerät sind verschiedene Flüssigkeiten (Mischungen) zur Messung der Konzentration vordefiniert. Diese können auf Geräteebene ausgewählt und direkt verwendet werden. Der Einsatz von FieldCare zur Koeffizientenberechnung ist in dem Fall weder notwendig noch sinnvoll.
- Seite 32 Betrieb Proline Cubemass 500 HART 9. In der Funktion Konzentration den gewünschten mininal und maximal Wert einge- ben und die Einheit auswählen. Eine Einschränkung des Wertebereichs (Min./Max.) verbessert wesentlich die Genau- igkeit des Konzentrationsmodells, da die Näherung (Koeffizienten) dann besser auf die Daten angepasst werden kann.
- Seite 33 Proline Cubemass 500 HART Betrieb 13. Die Registerkarte Expertenergebnis auswählen. A0038979-DE In der Registerkarte Expertenergebnis wird bei Auswahl der Diagram Selection: Absolut Abweichung vs. Konzentration die zu erwartende Genauigkeit der Konzentrationsmessung über den gewählten Konzentrationsbereich dargestellt. Die blauen Werte zeigen die maximale numerische Abweichung des Koeffizien- tenmodells zu den Tabellenwerten (Qualität der Näherung).
- Seite 34 Betrieb Proline Cubemass 500 HART 5.3.4 Berechnungsbasis "Flüssigkeitseigenschaften" Dieses Berechnungsverfahren erlaubt die Erstellung einer Konzentrationsfunktion für das Gerät aus benutzerdefinierten Daten. Die Güte der Daten bildet dabei die Grundlage für eine gute Qualität der Konzentrationsmessung. • Die benutzerdefinierten Daten (Konzentration, Temperatur und Dichte) sollten den gesamten Konzentrations- und Temperaturbereich abdecken, der im Prozess typischer- weise auftritt.
- Seite 35 Proline Cubemass 500 HART Betrieb Aufbau Listenformat • Erste Spalte: Temperaturwerte • Zweite Spalte: Konzentrationswerte • Dritte Spalte: Dichtewerte T/°C Konzentration/%-Masse Dichte kg/l 1.1315 1.1355 1.13705 1.1398 1.1426 1.14535 1.14815 1.15095 1.1537 1.1565 1.15925 1.162 1.1648 1.16755 1.1703 1.12905 1.1318 1.13455...
- Seite 36 Betrieb Proline Cubemass 500 HART Berechnung der Koeffizienten aus benutzerdefinierten Daten 1. Registerkarte Grundeinstellungen auswählen. A0034878-DE 2. In der Funktion Berechnungsgrundlage die folgende Option auswählen: Flüssig- keitseigenschaften. 3. In der Funktion User Profil den Koeffizientensatz auswählen, in dem die Koeffizien- ten für die gewählte definierte Flüssigkeiten (Mischungen) geschrieben werden.
- Seite 37 Proline Cubemass 500 HART Betrieb 11. In der Registerkarte Koeffizientenübersicht werden die berechneten Koeffizienten dargestellt. 12. Die Registerkarte Expertenergebnis auswählen. A0038979-DE In der Registerkarte Expertenergebnis wird bei Auswahl der Diagram Selection: Absolut Abweichung vs. Konzentration die zu erwartende Genauigkeit der Konzentrationsmessung über den gewählten Konzentrationsbereich dargestellt.
- Seite 38 Betrieb Proline Cubemass 500 HART Messungen basierend auf den Koeffizienten durchführen ‣ Im Parameter Name Koeffizientensatz im Menü Setup → Erweitertes Setup → Kon- zentration → Konzentrationsprofil 1 … n den für die Berechnung verwendeten Koeffizi- entensatz auswählen. Die Auswahl der benutzerdefinierten Einheiten erlaubt das Setzen von Offset und Faktor für eine einfache Anpassungen der Konzentrationsmessung: Setup →...
- Seite 39 Proline Cubemass 500 HART Betrieb 5.3.5 Berechnungsgrundlage "Feineinstellung" Im Gerät sind bereits die berechneten Koeffizienten hinterlegt. Die Ergebnisse der Kon- trollmessungen mit einem Hydrometer haben Differenzen zum angezeigten Wert im Gerät ergeben. Die Messwerte des Geräts werden optimiert durch Eingabe der Vergleichswerte und Neuberechnung der Koeffizienten.
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Seite 40: Informations- Und Fehlermeldungen
Betrieb Proline Cubemass 500 HART 8. In der Funktion Sensor Messaufnehmer auswählen In der Funktion Dichteabgleich evtl. Sonderdichtekalibrierung eingeben (Optio- nal verfügbar) Die Option Felddichteabgleich kann zusätzlich ausgewählt werden. 9. In der Menüleiste Schaltfläche Schreiben betätigen Die berechneten optimierte Konzentrationskoeffizienten werden ins Gerät oder FieldCare geschrieben 5.3.6... - Seite 41 Proline Cubemass 500 HART Betrieb Meldung Negativer Prozessdruck nicht möglich. Eingabe wurde rückgängig gemacht. Keine Gerätekoeffizienten vorhanden. Nicht genügend Wertepaare eingegeben. Prozessbedingungen nicht korrekt: min. Wert > max. Wert. Eingabe wurde rückgängig gemacht. Grundlage für die Koeffizientenberechnung wählen. Darstellungsart für die Eingabe der Flüssigkeitseigenschaften wählen.
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Seite 42: Grundlagen Und Anwendungsbei
Laugen → 31. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit den Zusammenhang von Kon- zentration, Temperatur und Dichte für eine beliebige Mischung über eine Tabelle zu beschreiben. Diese Tabelle kann direkt im Endress+Hauser Tool Fieldcare angelegt oder im .xls Format in Fieldcare importiert werden. Die Tabellenwerte werden über einen Poly- nom angenähert. -
Seite 43: Unerwartete Konzentrationswerte Und Mögliche Fehlerquellen
Proline Cubemass 500 HART Grundlagen und Anwendungsbeispiele Unerwartete Konzentrationswerte und mögliche Fehlerquellen Abhängig von der Anwendung können unerwartete Konzentrationswerte auftreten. Sol- che Abweichungen werden häufig durch den Vergleich mit entsprechenden Laborwerten aufgedeckt und können verschiedene Hintergründe haben. Bevor durch einen Abgleich oder eine Anpassung von Daten via Feineinstellung (→ 39) die Messwerte des Prozessgerätes an Laborwerte angeglichen werden, sollte der Grund für... -
Seite 44: Anwendungsbeispiele
Grundlagen und Anwendungsbeispiele Proline Cubemass 500 HART Anwendungsbeispiele 6.4.1 Zuckerlösung und Sirup Im Messgerät auswählbare Messstoffe Im Parameter Flüssigkeitstyp stehen folgende Messstoffe zur Auswahl: • Saccharose in Wasser • Glukose in Wasser • Fruktose in Wasser • Invertzucker in Wasser •... -
Seite 45: Mineralgehalt Abgleichen
Proline Cubemass 500 HART Grundlagen und Anwendungsbeispiele Mineralgehalt abgleichen Bei der Messung der wässrigen Zuckerlösungen besteht die Möglichkeit den Mineralgehalt (Total dissolved solids TDS) des Wassers bei der Konzentrationsbestimmung zu berück- sichtigen. Grundsätzlich bestehen zwei verschiedene Möglichkeiten: • Eingabe des Mineralgehaltes in mg/l Setup →... - Seite 46 Grundlagen und Anwendungsbeispiele Proline Cubemass 500 HART 6.4.3 Ethanol Einheiten Im Parameter Konzentrationseinheit stehen zur Bestimmung der Ethanolkonzentration folgende Einheiten zur Verfügung: • %Mass • %vol • %StdVol • %ABV@20°C • proof/vol Bestimmung der Ethanolkonzentration Die Bestimmung der Konzentration von Ethanol basiert auf dem vom Bettin und Spieweck (OIML ITS-90) entwickelten Modell.
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Seite 47: Bestimmung Von Normdichte Und Normvolumenfluss Bei Verwendung Des Anwendungspakets Konzentration
Proline Cubemass 500 HART Grundlagen und Anwendungsbeispiele Die Grössen α und β heissen linearer bzw. quadratischer Volumenausdehnungskoeffizient und müssen aus den Dichtewerten des Zielmessstoffes (bzw. Trägermessstoffes) bei ver- schiedenen Temperaturen ermittelt werden. In den meisten Fällen wird es sich bei dem Trägermedium um Wasser handeln. Auf Gerä- teebene oder via FieldCare kann Wasser als Träger ausgewählt werden. - Seite 48 Grundlagen und Anwendungsbeispiele Proline Cubemass 500 HART Mit einem Promass kann der Normvolumenfluss prinzipiell auch ohne das Anwendungs- paket Konzentration ermittelt werden. Die dazu nötige Grösse der Normdichte kann im Setup → Erweitertes Setup → Berechnete Prozessgrößen → Normvolumenfluss-Berechnung entweder als fixer Wert hinterlegt werden oder aus der gemessenen Dichte über die Fest- legung thermischer Expansionskoeffizienten ermittelt werden.
- Seite 52 www.addresses.endress.com...