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9
LDS 6
Analizador de gases a laser para medidas in situ
Instrucciones de servicio
•07/2009
www.siemens.com/processautomation
Sujeto a cambios sin previo aviso A5E00362720-05
© Siemens AG 2009 Siemens AG
Industry Automation (IA) Sensors and Communication Process Analytics
76181 KARLSRUHE ALEMANIA
Análisis de gases continuo
A5E00362720
4 019169 145756
Indicaciones generales
1
Descripción técnica
2
Reglas de instalación
3
Operación
4
Mensajes de error
5
Mantenimiento y servicio
técnico
6
Listado de repuestos
7
Datos técnicos
8
Dibujo acotado
9
Normativa sobre descargas
electroestáticas
A
Lista de abreviaturas
B
Análisis continuo de gases
Analizador láser de gases in situ
LDS 6
Notas jurídicas
Filosofía en la señalización de advertencias y peligros
Este manual contiene las informaciones necesarias para la seguridad personal así como para la prevención de daños materiales. Las informaciones para su seguridad personal están resaltadas con un triángulo de
advertencia; las informaciones para evitar únicamente daños materiales no llevan dicho triángulo. De acuerdo al grado de peligro las consignas se representan, de mayor a menor peligro, como sigue.
DANGER
Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas se producirá la muerte, o bien lesiones corporales graves.
WARNING
Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas puede producirse la muerte o bien lesiones corporales graves.
CAUTION
con triángulo de advertencia significa que si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse lesiones corporales.
CAUTION
sin triángulo de advertencia significa que si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse daños materiales.
NOTICE
significa que puede producirse un resultado o estado no deseado si no se respeta la consigna de seguridad correspondiente.
Si se dan varios niveles de peligro se usa siempre la consigna de seguridad más estricta en cada caso. Si en una consigna de seguridad con triángulo de advertencia se alarma de posibles daños personales, la misma consigna puede contener también una advertencia sobre posibles daños materiales.
Personal cualificado
El producto/sistema tratado en esta documentación sólo deberá ser manejado o manipulado por personal cualificado para la tarea encomendada y observando lo indicado en la documentación correspondiente a la misma, particularmente las consignas de seguridad y advertencias en ella incluidas. Debido a su formación y experiencia, el personal cualificado está en condiciones de reconocer riesgos resultantes del manejo o manipulación de dichos productos/sistemas y de evitar posibles peligros.
Uso previsto o de los productos de Siemens
Considere lo siguiente: WARNING
Los productos de Siemens sólo deberán usarse para los casos de aplicación previstos en el catálogo y la documentación técnica asociada. De usarse productos y componentes de terceros, éstos deberán haber sido recomendados u homologados por Siemens. El funcionamiento correcto y seguro de los productos exige que su transporte, almacenamiento, instalación, montaje, manejo y mantenimiento hayan sido realizados de forma correcta. Es preciso respetar las condiciones ambientales permitidas. También deberán seguirse las indicaciones y advertencias que figuran en la documentación asociada.
Marcas registradas
Todos los nombres marcados con ® son marcas registradas de Siemens AG. Los restantes nombres y
designaciones contenidos en el presente documento pueden ser marcas registradas cuya utilización por terceros para sus propios fines puede violar los derechos de sus titulares.
Contenido
1 Indicaciones generales ... 7
1.1 Objetivo de la documentación...7
1.2 Información general ...7
1.3 Información y avisos especiales ...8
1.4 Condiciones de la garantía ...8
1.5 Información sobre la entrega ...8
1.6 Estándares y normativas ...8 2 Descripción técnica... 9 2.1 Descripción general ...9 2.2 Modelo ...13 2.3 Principio de funcionamiento...19 2.4 Ejemplos de configuración...20 2.5 Principio de medición...21 3 Reglas de instalación... 25 3.1 Información de seguridad ...25
3.2 Observación general de montaje...28
3.3 Conexiones eléctricas...29
3.3.1 Conexiones a la alimentación de potencia ...29
3.3.2 Conexión del cable híbrido ...31
3.3.3 Conexión del cable de señal...32
3.3.4 Asignación de pines del LDS 6...34
3.4 Sistema de tres canales...35
3.4.1 Alimentación de potencia externa...35
3.4.2 Conexión de cable híbrido con tres canales...36
3.5 Requerimientos de instalación de las bridas ...37
3.6 Instalación de las bridas ...37
4 Operación... 41
4.1 Generalidades...41
4.2 Secuencia de entrada de datos ...44
4.3 Funciones del analizador...47
4.3.1 Resumen de las funciones del analizador ...47
4.3.2 Estado del analizador ...49
4.3.3 Calibración ...51
4.3.4 Rangos de medida...52
4.3.5 Parámetros...52
4.4 Watchdog ... 64
5 Mensajes de error... 65
5.1 Reacción ante mensaje de error... 65
5.2 Alarma de solicitud de mantenimiento ... 67
5.3 Avisos de fallo ... 68
5.4 Alarma de transmisión ... 69
5.5 Alarma por violación de límites ... 69
5.6 Alarma de control de función ... 69
6 Mantenimiento y servicio técnico ... 71
6.1 Generalidades sobre Mantenimiento y servicio técnico ... 71
6.2 Limpieza de la unidad central ... 71
6.3 Limpieza de las ventanas triangulares... 71
6.4 Verificación de la calibración... 72
6.5 Reconfiguración de la compensación de temperatura ... 73
6.6 Reconfiguración de la compensación de presión ... 74
6.7 Nueva configuración de la longitud del trayecto ... 75
7 Listado de repuestos ... 77
7.1 Compatibilidad de los detectores con las unidades centrales... 77
7.1.1 Etiquetas de los detectores... 77
7.1.2 Etiquetas de la unidad central... 78
7.2 Listados de repuestos... 79
7.3 Instrucciones para pedido... 81
7.4 Reparación/Actualización... 82
8 Datos técnicos ... 83
8.1 Unidad central ... 83
8.2 Cables híbridos y de sensor... 87
8.3 Purga... 88
9 Dibujo acotado... 89
A Normativa sobre descargas electroestáticas ... 93
A.1 Directivas ESD ... 93
B Lista de abreviaturas ... 95
Indicaciones generales
1
1.1
Objetivo de la documentación
Antes de empezar a trabajar con este dispositivo, lea atentamente este manual. Contiene datos e información importante que deben respetarse a fin de garantizar que el dispositivo funcione correctamente y ahorrar costes de reparación. El manual le ayudará a utilizar el dispositivo con mayor facilidad y eficacia, y así a lograr resultados fiables.
1.2
Información general
El producto descrito en este manual de producto ha salido de fábrica tras haber sido
probado y con una alta calidad. A fin de mantener este estado y utilizar el producto de forma correcta y segura, sólo se debe utilizar en la forma descrita por el fabricante. Asimismo, un buen transporte, almacenamiento, instalación, funcionamiento y mantenimiento del
dispositivo son cruciales para garantizar que éste funcione de forma correcta y segura. Este manual de producto contiene información necesaria para el uso previsto del producto descrito.
Está dirigido a personal técnico cualificado que haya recibido una formación específica y tenga los conocimientos necesarios sobre tecnología de automatización (sistemas de medición y control).
El conocimiento y la implementación técnicamente correcta de la información y los avisos de seguridad incluidos en este manual de producto son un requisito indispensable para instalar, poner en servicio, utilizar y mantener de forma segura el producto descrito. Sólo el personal cualificado cuenta con los conocimientos profesionales necesarios para interpretar
correctamente la información y los avisos de seguridad válidos en general que se incluyen en este manual de producto en cada caso concreto y para actuar en consecuencia.
Este manual de producto está incluido en el suministro, a pesar de que puede ser solicitado por separado por cuestiones logísticas.
Debido a la diversidad de los detalles técnicos, en este manual no se pueden mencionar todos los detalles de todas las versiones del producto descrito ni todos los casos
imaginables de configuración, funcionamiento, mantenimiento y uso en sistemas. Si desea más información o tiene algún problema que no está descrito con suficiente detalle en este documento, solicite la información necesaria a su oficina responsable regional o local de Siemens.
Nota
En especial, antes de usar el aparato para nuevas aplicaciones de investigación y
desarrollo, le recomendamos que se ponga en contacto con su representante de Siemens para hablar de la aplicación en cuestión.
1.3 Información y avisos especiales
1.3
Información y avisos especiales
En este manual se proporciona información sobre cómo usar, instalar, utilizar y mantener el dispositivo.
Preste especial atención a toda la información y los avisos especiales. La información de este tipo está destacada del resto del texto y señalada con los pictogramas
correspondientes. Esta información contiene consejos útiles y ayuda a evitar fallos de funcionamiento.
1.4
Condiciones de la garantía
Subrayamos expresamente que la calidad del producto se describe de forma concluyente y exclusiva en el contrato de compraventa. El contenido de esta documentación del producto no pretende modificar ni forma parte de ninguna promesa, relación jurídica o acuerdo previo o existente. Todas las obligaciones por parte de Siemens AG figuran en el contrato de compraventa correspondiente, en el que se incluyen también, íntegra y exclusivamente, las provisiones de responsabilidad aplicables. Las provisiones definidas en el contrato de compraventa en cuanto a la responsabilidad sobre los defectos no se ven ampliadas ni limitadas por el contenido del presente documento.
1.5
Información sobre la entrega
El alcance de la entrega en cuestión se detalla en los documentos de envío (incluidos con la entrega), de acuerdo con el contrato de compraventa válido.
Cuando abra el paquete, respete la información al respecto que figura en el material de embalaje. Compruebe que la entrega esté completa y en buen estado. Sobre todo, compare el número de pedido que figura en las placas de características con los datos del pedido, si están disponibles.
Siempre que sea posible, conserve el material de embalaje, ya que así podrá reutilizarlo en caso de que tenga que realizar alguna devolución.
1.6
Estándares y normativas
En la medida de lo posible, se han seguido las normas europeas estandarizadas como base para la especificación y la producción de este dispositivo. Cuando no se hayan aplicado normas europeas estandarizadas, serán válidos los estándares y normativas de la República Federal de Alemania.
Si se usa este producto más allá del alcance de estos estándares y normativas, se aplicarán los estándares y normativas válidos en el país de la empresa explotadora.
Descripción técnica
2
2.1
Descripción general
Resumen
LDS 6 es un analizador de gases de diodo láser cuyo principio de medición se basa en la absorción de luz específica de los diferentes componentes del gas. El LDS 6 es adecuado para la medición rápida y sin contacto de las concentraciones o temperaturas de los gases de proceso o de combustión. Una unidad central de análisis procesa simultáneamente una o dos señales procedentes de hasta tres puntos de medición. Los sensores de conducto transversal ubicados in situ en cada punto de medición pueden situarse a una distancia de hasta 700 m de la unidad central mediante el uso de cables de fibra óptica. Los sensores están diseñados para su funcionamiento bajo condiciones ambientales extremas y contienen un número mínimo de componentes eléctricos.
2.1 Descripción general
Ventajas
El analizador in situ de gases LDS 6 se caracteriza por su alta disponibilidad, su exclusiva selectividad analítica y su amplia gama de posibles aplicaciones. El LDS 6 permite la medición de uno o dos componentes gaseosos o, si se desea, de la temperatura del gas directamente en el proceso:
● Con altos niveles de carga de polvo
● En gases calientes, húmedos, corrosivos, explosivos o tóxicos ● En aplicaciones con composiciones de gas altamente variables ● Bajo condiciones ambientales extremas en el punto de medición
● De forma altamente selectiva, es decir, sin sensibilidades cruzadas en la mayoría de los casos
Propiedades del LDS 6: ● Instalación sencilla
● Mínimos requisitos de mantenimiento ● Diseño altamente resistente
● Alta estabilidad a largo plazo gracias a su célula de gas de referencia integrada, que no precisa mantenimiento y hace innecesaria la calibración de campo
● Mediciones en tiempo real
Es más, este instrumento proporciona mensajes de advertencia y fallo en caso de: ● Requerir mantenimiento
● Función de referencia errónea ● Baja calidad de la señal
● Rebasar los límites inferior o superior de alarma de la variable medida ● Rebasar el límite inferior o superior de la cantidad de luz transmitida
Descripción técnica 2.1 Descripción general
Aplicación
El LDS 6 analizador de gases mediante láser es adecuado para una amplia gama de aplicaciones. Éstas son algunas de las más comunes:
● Optimización de procesos
● Supervisión de mediciones continuas para todo tipo de combustibles (petróleo, gasolina, carbón, etc.)
● Medición de procesos en centrales eléctricas e incineradores de cualquier tipo ● Control de procesos
● Protección frente a explosiones
● Mediciones en gases corrosivos y tóxicos ● Control de calidad
● Protección ambiental
● Seguridad de instalaciones y de trabajadores Sectores
● Centrales eléctricas ● Plantas siderúrgicas ● Industria cementera
● Plantas químicas y petroquímicas ● Industria del automóvil
● Incineradoras de residuos ● Producción de vidrio y cerámica ● Investigación y desarrollo Aplicaciones especiales
Además de las aplicaciones estándar, hay disponibles aplicaciones especiales bajo demanda.
2.1 Descripción general
Características básicas
● Ajuste integrado de la calibración con una célula de referencia interna
● Desviaciones del cero y de la sensibilidad de medición despreciables a largo plazo ● Corrección dinámica de fondo para cargas de polvo variables
● Salidas de señal con aislamiento, 4 a 20 mA ● Manejo sencillo y guiado por menús
● Constantes de tiempo seleccionables (tiempos de respuesta)
● Dos niveles de usuario con códigos de acceso individuales para la prevención de las operaciones no deseadas y no autorizadas
● Funcionamiento conforme a las recomendaciones de NAMUR ● Supervisión de la transmisión óptica global
● Reparación y mantenimiento preventivo remotos a través de Ethernet y módem ● Unidad central fácilmente sustituible gracias a la facilidad de extracción de las
conexiones
● Alojamiento de los sensores y de la unidad central protegidos frente al desgaste y la corrosión
● Manejo sencillo mediante un teclado numérico y navegación por menús
Versiones certificadas para la supervisión de emisiones
El LDS 6 está disponible como instrumento certificado para la supervisión de emisiones de NH3, NH3/H2O, H2O, HCl y HCl/H2O. Estos certificados son expedidos por el TÜV en
Alemania y el MCERTS en el Reino Unido. Para realizar comprobaciones regulares de linealidad y calibración, es preciso utilizar los kits de pruebas para amoníaco, agua y cloruro de hidrógeno. Estos kits pueden solicitarse por separado como accesorios de instrumento. Para pedidos del nuevo analizador, es preciso solicitar los kits para NH3, NH3/H2O y H2O
denominados "Versión 2". En caso de duda o si el pedido es para analizadores ya
instalados, póngase en contacto con Siemens para obtener ayuda en la identificación de la versión correcta del kit.
Descripción técnica 2.2 Modelo
2.2
Modelo
El analizador de gases LDS 6 consta de una unidad central y de un máximo de tres
sensores in situ. La conexión entre la unidad central y los sensores se realiza por medio de un cable denominado híbrido, que contiene fibras ópticas e hilos de cobre. Un cable adicional conecta las partes transmisora y receptora del sensor de conducto transversal.
Unidad central
La unidad central se encuentra en un armario de 19" con cuatro soportes para su montaje sobre bastidor articulado en armarios con o sin barras telescópicas.
El LDS 6 funciona como unidad autónoma alimentada por una fuente de alimentación de corriente alterna de 100-240 V.
2.2 Modelo
Pantalla y panel de control
● Pantalla de cristal líquido de gran tamaño para la visualización simultánea del resultado de las mediciones y el estado del dispositivo
● El contraste de la pantalla de cristal líquido se ajusta a través del menú
● Iluminación mediante LED del fondo de la pantalla con función de ahorro de energía ● Teclado táctil con membrana de fácil limpieza y teclas programables
● Parametrización y diagnósticos guiados por menús ● Textos de ayuda directos y sencillos
/¯QHDGHHVWDGRTXH PXHVWUDHOHVWDGR GHOHTXLSR 3DQWDOODJU£ILFD UHWURLOXPLQDGDSRU/('\ WHFODGRGHPHPEUDQD FRQHIHFWRW£FWLO 'RVQLYHOHVGHFµGLJR VHJ¼Q1$085 7HFOD0($6SDUD UHWRUQRLQPHGLDWRDO PRGRGHPHGLFLµQ 0DQHMRFRQ FRQWUROGHOPHQ¼FRQ FLQFRSXOVDGRUHV GHPHQ¼ 7HFOD(6&SDUD FDQFHODUORVGDWRV LQWURGXFLGRV 7HFOD,1)2SDUDOD D\XGDHQWH[WRSODQR 7HFOD&/($5 SDUDHOLPLQDUODV FLIUDVLQWURGXFLGDV 7HFODGR QXP«ULFRSDUD LQWURGXFLUORV YDORUHVQXP«ULFRV ,QGLFDFLµQGH ODVFRQFHQWUDFLRQHV FRPRFLIUDV 7HFOD(17(5 SDUDDSOLFDUORV YDORUHVQXP«ULFRV
Descripción técnica 2.2 Modelo
Entradas y salidas
● Entre uno y tres canales de medición con conexiones híbridas para los sensores en los puntos de medición
● Dos entradas analógicas por canal para la temperatura y la presión del gas de proceso ● Dos salidas analógicas por canal para la concentración (o concentraciones) del gas o
para la temperatura y la concentración del gas. En versiones seleccionadas, es posible leer la transmisión como alternativa.
● Seis entradas binarias de libre configuración por canal para la señalización de fallos o de requisitos de mantenimiento desde transductores externos de temperatura o presión, o de fallos de purga de los sensores.
● Seis salidas binarias de libre configuración por canal (señalización de fallos, requisitos de mantenimiento, control de funciones, alarmas sobre límites de transmisión, alarmas sobre límites de concentración, guardar salida analógica)
Comunicación
Conexión de red: Ethernet (10Base-T) para mantenimiento y diagnóstico remoto.
El LDS 6 puede operarse de forma remota a través del puerto Ethernet mediante un PC que disponga de Windows 95/98/ME o Windows NT/2000/XP. También es posible conectar el LDS 6 a la red telefónica pública a través de un módem. En este caso, se requiere un kit de módem de LAN para LDS 6. Toda conexión externa requiere de la instalación del software opcional LDSComm (cliente de comunicación LDS) en el ordenador remoto. Este tipo de conexión permite controlar todas las funciones del LDS 6. Si desea información sobre la manipulación del LDS 6 mediante el software LDSComm, consulte el manual de LDSComm (A5E02183317).
Mensajes de mantenimiento y fallo
El LDS 6 emite diversos mensajes a través de los relés:
● Necesidad de mantenimiento (el valor medido no se ve afectado) ● Error de funcionamiento (el valor medido puede verse afectado)
2.2 Modelo
Sensores de conducto transversal
Figura 2-4 Sensor CD 6, unidad transmisora o receptora
● Sensores de conducto transversal in situ, configurados como unidad transmisora o receptora, conectados a través de un cable de sensor
● Conexión a la unidad central del LDS 6 por medio de un cable llamado cable híbrido, de longitud máxima 700 m.
● Acero inoxidable, parcialmente pintado ● Protección de grado IP65 para el sensor ● Bridas ajustables con conexión de brida
DN 65/PN 6, ANSI 4"/150 lbs
● Bridas de ventana antideflagrantes opcionales con dimensiones: DN 65/PN 6, DN 80/PN 16, ANSI 4"/150 lbs, otras interfaces de proceso disponibles por encargo
● Dispositivo de purga en los lados de proceso y de sensor, aplicación configurable para las conexiones de gas de purga para:
– Aire de instrumentación – Ventilador de aire de purga
Descripción técnica 2.2 Modelo ● Conectores rápidos para la limpieza de las aberturas de medición y de la ventana del
sensor
● Opcional: versión con protección Ex conforme a
ATEX II 1GD T135 °C EEx ia IIC T4, Cert. Núm. DEMKO 06 ATEX 139648X. También están disponibles los certificados de conformidad con IEC y TIIS
● Los sensores de tipo CD 6 y CD 6C cumplen la directiva sobre equipos de presión Nota
Los sensores se explican en detalle en manuales independientes que forman parte del suministro.
Sensores ATEX
Los sensores están también disponibles en una versión ATEX (consulte también el manual de usuario correspondiente). Estos sensores disponen de circuitos electrónicos de muy baja potencia y son intrínsecamente seguros. Si van a utilizarse en áreas con atmósferas
potencialmente explosivas, es preciso instalar además una caja de barrera.
Si desea obtener más información acerca de la opción ATEX, consulte la información relativa a LDS 6 en el manual independiente de ATEX.
Partes en contacto con los gases de proceso
Normalmente, los sensores no entran en contacto con el gas de proceso, ya que la purga con un medio gaseoso se aplica en el lado de proceso. Los tubos de gas de purga de acero inoxidable situados enfrente de las ventanas de los sensores se sumergen un poco en el gas de proceso, limitando así el volumen de purga. Hay disponibles por encargo materiales especiales como el Hastelloy, plásticos (PP) y cerámicas.
2.2 Modelo
Cables híbridos y de sensor
Los sensores están conectados a la unidad central por medio de una combinación de cables de fibra óptica e hilos de cobre trenzados. El cable híbrido conecta la unidad central con la unidad transmisora del sensor, mientras que el cable de sensor conecta las unidades transmisora y receptora del sensor.
2 1
3
1 Par trenzado de hilos
2 Fibra multimodo
3 Fibra monomodo
Figura 2-5 Conexiones del cable híbrido
Para la instalación en entornos con protección EEx es necesaria la conformidad con las normativas legales, por ejemplo en lo referente a la separación entre los cables
intrínsecamente seguros y los no intrínsecamente seguros. ● Máximo 700 m entre la unidad central y el punto de medición ● Cables híbridos y de sensor
– Cable de fibra óptica multimodo, provisto de conexiones SMA para la transmisión de la señal medida
– Dos hilos de cobre en par trenzado para un suministro de +24 V de la circuitería electrónica del detector (+12 V en el caso de los instrumentos aptos para EEx) ● Adicionalmente para el cable híbrido:
Descripción técnica 2.3 Principio de funcionamiento
2.3
Principio de funcionamiento
LDS 6 es un analizador de gas basado en la espectroscopia de absorción molecular unifilar. Un diodo láser emite un rayo de luz infrarroja cercana, que atraviesa el gas de proceso y es detectado por una unidad receptora. La longitud de onda de la salida del diodo láser se ajusta a una línea de absorción específica del gas. El láser realiza una exploración continua de esta única línea de absorción con una resolución espectral muy alta.
El resultado es una única línea molecular totalmente resuelta que es analizada en términos de forma y capacidad de absorción. La influencia de las sensibilidades cruzadas en la medición es despreciable, ya que la luz láser casi monocromática es absorbida de manera muy selectiva por una sola línea molecular específica en el rango espectral explorado.
37 37 37 37 37 9ROXPHQ PHGLGR (2 &DQDO &RQWURO O£VHU 'LRGR O£VHU 2SWRDFRSODGRU &«OXODGH UHIHUHQFLD &38\ SDQWDOOD 3URFHVDPLHQWR GHVH³DOHV /X]O£VHU 6H³DOHVHO«FWULFDV /X]/('UHIOHMDGD 8QLGDGFHQWUDO &DEOHVK¯EULGRV 5XWDGHPHGLFLµQ (2 (2 (2 9ROXPHQ PHGLGR 9ROXPHQ PHGLGR &DQDO &DQDO (2 (2
2.4 Ejemplos de configuración
2.4
Ejemplos de configuración
Una de las características del procedimiento de análisis in situ consiste en que la medición física tiene lugar directamente en el flujo del gas de proceso, y con frecuencia también directamente en el propio conducto de gas de proceso. Todos los parámetros de proceso tales como la matriz de gas, la presión, la temperatura, la humedad, la carga de polvo, la velocidad de flujo y la orientación del montaje pueden afectar a las propiedades de medición del LDS 6 y por lo tanto deben investigarse sistemáticamente con cada nueva aplicación.
8QLGDGFHQWUDO &DEOHK¯EULGR ORQJP£[P &DQDOVXSOHPHQWDULRRSFLRQDO &DQDOVXSOHPHQWDULRRSFLRQDO 8QLGDGGHOWUDQVPLVRU 5HFHSWRU %ULGDGHSURFHVR &DEOHGHFRQH[LµQGHVHQVRUHV /RQJLWXGGHO WUD\HFWRGHPHGLFLµQ &RQFHQWUDFLµQGHJDV &RPSRVLFLµQGHO JDVGHFRPEXVWLµQ 9DSRU &DUJDGHSROYR 9HORFLGDGGHOJDV 7HPSHUDWXUDGHOJDV 3UHVLµQGHOJDV
Figura 2-7 Configuración típica de luz transmitida del LDS 6, in situ
Una característica de las aplicaciones estándar definidas en los datos de ordenación del LDS 6 es que las típicas condiciones de proceso son conocidas y están bien documentadas, y que las propiedades de medición garantizadas pueden probarse por medio de
instalaciones de referencia. Si su aplicación no se encuentra entre las aplicaciones estándar, póngase en contacto con Siemens. Estaremos encantados de comprobar su posible aplicación individual del LDS 6. Encontrará en Internet un cuestionario de aplicación en las páginas web de producto correspondientes al LDS.
Para evitar la contaminación de las aberturas del sensor en el lado de proceso, se utilizan medios de purga gaseosos limpios tales como aire de instrumentación, N2 o vapor. Las
tuberías del aire de purga de los cabezales de los sensores, que penetran un poco en el flujo del gas de proceso, definen la longitud efectiva de la trayectoria de medición.
8QLGDGGHOWUDQVPLVRU 8QLGDGFHQWUDO 5HFHSWRU 6DOLGDGHOJDV GHPXHVWUD (QWUDGDGHO JDV GHPXHVWUD 6HQVRUGH WHPSHUDWXUD &DEOHK¯EULGR ORQJP£[NP &DQDOVXSOHPHQWDULR RSFLRQDO &DQDOVXSOHPHQWDULR RSFLRQDO &DEOHGHFRQH[LµQGHVHQVRUHV
Descripción técnica 2.5 Principio de medición 8QLGDGGHOWUDQVPLVRU 8QLGDGFHQWUDO 5HFHSWRU (QWUDGDGHJDVGHPXHVWUD %RPED &DEOHK¯EULGR ORQJP£[P &DQDOVXSOHPHQWDULR RSFLRQDO &DQDOVXSOHPHQWDULR RSFLRQDO &DEOHGHFRQH[LµQGHVHQVRUHV &DOHIDFFLµQ RSFLRQDO
Figura 2-9 Configuración de la medición del LDS 6 con célula de flujo calentada
2.5
Principio de medición
Modo de funcionamiento
El funcionamiento del LDS 6 se basa en que, según la ley de Beer-Lambert, la luz que se propaga a través de una mezcla de gases es absorbida en ciertas bandas de longitud de onda corta. Aquí es donde los gases presentan transiciones moleculares que forman líneas de absorción estrechas.
La fuente de luz en el LDS 6 es un semiconductor láser sintonizado a una línea de absorción apropiada para el fluido a medir. La luz láser tiene un espectro mucho más estrecho que la línea de absorción del gas y esto, junto con la elección adecuada de la línea de absorción, resulta en una reducida interferencia cruzada de otros gases.
La luz es modulada, tanto en frecuencia como en amplitud, para facilitar la detección del segundo armónico y la eliminación de la influencia de absorciones de amplio espectro originadas por la presencia de polvo, humo, etc.
LDS 6 está conectado a los puntos de medición por medio de fibra óptica. La luz láser se guía por medio de una fibra monomodo que va de la unidad central a la unidad trasmisora del sensor in situ. El sensor consta de un transmisor y un receptor cuya distancia de separación define el trayecto de medición. En la caja del receptor, la luz se concentra en un detector adecuado. La señal del detector se convierte a continuación en una señal óptica que se transmite a través de una segunda fibra óptica a la unidad central, en donde se determina la concentración del componente del gas a partir de la señal de absorción detectada.
El LDS 6 habitualmente mide un solo componente del gas a través de la capacidad de absorción de una única línea de absorción molecular totalmente resuelta. La absorción resulta de la conversión de la energía de radiación de la luz láser en la energía interna de la molécula. El rango operativo del LDS 6 permite inducir tanto transiciones de rotación-vibración como transiciones electrónicas (como sucede con el O2).
En algunos casos específicos, es posible realizar la medición simultánea de dos componentes si sus líneas de absorción están tan cercanas una de otra que pueden detectarse en el espectro del láser mediante una sola exploración (por ejemplo, agua (H2O)
2.5 Principio de medición $EVRUFLµQUHODWLYD /RQJLWXGGHRQGD>˩P@ 1.543 1.5435 1.544 1.5445 1.545 1.5455 1.546 0.1 0.0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 H 2O 15% NH3 5ppm 1.0 0.9
Figura 2-10 Espectros de absorción del agua y el amoníaco
Es más, en algunas aplicaciones es posible determinar la temperatura del gas como valor medido. En este caso, el índice de absorción de dos líneas características de la misma molécula medidas al mismo tiempo en el mismo volumen proporciona la temperatura real en el gas de proceso.
Los gases medibles más comunes para el LDS 6 son: ● Oxígeno (O2) para baja y alta presión
● Oxígeno + temperatura
● Fluoruro de hidrógeno (HF) + agua ● Cloruro de hidrógeno (HCl) + agua ● Amoníaco (NH3) + agua
● Vapor de agua (H2O)
● Monóxido de carbono (CO) ● Dióxido de carbono (CO2)
Descripción técnica 2.5 Principio de medición
/¯QHDGHOO£VHU /¯QHDGHDEVRUFLµQ
Figura 2-11 Ancho de banda espectral típico de una línea de absorción en comparación con el ancho de banda de la luz láser
Influencias en la medición Carga de polvo
Siempre y cuando el haz láser sea capaz de generar una señal de detector adecuada, la carga de polvo de los gases de proceso no ejercerá ninguna influencia sobre el resultado del análisis. La aplicación de una corrección dinámica de fondo permite llevar a cabo las mediciones sin ningún efecto negativo. En condiciones adecuadas, el LDS 6 puede manejar densidades de partículas de hasta 100 g/Nm3. Las cargas de polvo variables se compensan
mediante la exploración con el láser de la línea de absorción del gas y el fondo actual. En un punto de exploración cercano a la línea de absorción, el instrumento sólo puede percibir la absorción causada por la carga de polvo; mientras que en el centro de la línea la señal está compuesta por la absorción molecular y la absorción de fondo continua no específica. Con la técnica de modulación de longitud de onda, la transmisión medida se compara siempre con la referencia. Una vez procesada la señal, la aplicación sensible a la fase proporciona una señal únicamente desde la línea molecular libre de fondo.
La influencia de una carga de polvo alta es compleja y depende de la longitud del trayecto y del tamaño de las partículas. La atenuación óptica aumenta cuanto más largo es el trayecto. Las partículas más pequeñas tienen también una mayor influencia en la atenuación óptica. Siempre que se de una combinación de alta carga de polvo, longitud de trayecto larga y tamaño de partículas pequeño, consulte al servicio de asistencia técnica de Siemens.
Temperatura
La influencia de la temperatura en la fuerza de la línea de absorción se compensa mediante un factor de corrección determinado durante la calibración. Es posible suministrar al
instrumento una señal de temperatura procedente de un sensor de temperatura externo. Esta señal puede utilizarse para corregir la influencia de la temperatura en la fuerza que se observa en la línea. Si la temperatura del gas de muestra es constante, como alternativa puede llevarse a cabo una corrección estática mediante un valor predefinido.
A altas temperaturas es posible la presencia de una considerable radiación infrarroja de banda ancha de gas y polvo, o la presencia ocasional de llamas en el trayecto de medición. En este caso, el detector se protege por medio de un filtro óptico paso-banda que evita la saturación causada por una fuerte radiación de fondo.
2.5 Principio de medición
Presión
La presión del gas puede afectar a la forma de la línea de absorción molecular. El LDS 6 usa un algoritmo especial para adaptar la forma de la línea. Además, es posible suministrar al instrumento una señal de presión externa que compense por completo la influencia de la presión, incluido el efecto de la densidad.
Interferencias cruzadas
Puesto que el LDS 6 deriva su señal de una única línea de absorción molecular totalmente resuelta, las interferencias cruzadas con otros gases son muy poco probables. Por lo tanto, el LDS 6 es capaz de medir de forma muy selectiva los componentes del gas en cuestión. En casos especiales, la composición del gas de proceso puede ejercer cierta influencia en la forma y las características de las líneas de absorción. Esta influencia se compensa
mediante el análisis con algoritmos específicos de la forma completa de la curva de la señal detectada.
Longitud del camino óptico
Los valores de absorción analizados por el LDS 6 suelen ser pequeños. Como
consecuencia de la ley de Beer-Lambert, la absorción de la luz láser depende de la longitud del camino óptico en el seno del gas. Por lo tanto, la precisión a la hora de determinar la longitud efectiva del camino óptico puede limitar la precisión global de la medición.
Puesto que normalmente es preciso purgar las aberturas del sensor hacia el proceso con el fin de mantenerlas limpias durante un largo periodo de tiempo, se debe considerar el grosor de la zona de mezcla entre el medio de purga y el gas de proceso y su distribución de concentración. En una típica instalación in situ con un trayecto de varios metros, es posible despreciar la influencia del gas de purga en la longitud efectiva del trayecto.
La longitud del trayecto y la carga de polvo se influyen mutuamente: cuanto más alta sea la carga de polvo en el proceso, menor será la longitud máxima posible para el trayecto. Nota
Puede que los requisitos individuales del punto de medición hagan necesario el uso de sensores especiales. Las posibilidades de adaptación de los sensores son:
• Diferentes medios de purga, tales como aire de instrumentación, aire ambiental, nitrógeno o vapor
• Diferentes modos de purga en los lados de proceso y sensor
• Materiales especiales de los tubos de purga y/o las bridas del sensor
• Calentamiento o enfriamiento de los sensores
Reglas de instalación
3
3.1
Información de seguridad
Es fundamental observar la información y las advertencias especificadas.
Seguridad eléctrica
PELIGRO
Algunas partes del interior del analizador de gases LDS 6 presentan tensiones peligrosas. La caja debe estar cerrada y con puesta a tierra antes de conectar el analizador.
El incumplimiento de este punto puede derivar en muerte, lesiones personales o daños materiales.
El LDS 6 y el CD 6 cumplen con todas las normativas vigentes en la UE (normativa LVD 2006/95/EC y normativa EMC 2004/108/EC).
El equipo puede utilizarse en un entorno industrial.
Seguridad láser
Todos los tipos de láser utilizados por el LDS 6 son de la clase 1. En la mayoría de los casos, la luz láser emitida es invisible (infrarroja cercana) y su intensidad es tan baja que, en circunstancias normales, no resulta perjudicial para el ojo desnudo. El LDS 6 tiene
colocadas etiquetas de advertencia en las ubicaciones pertinentes, de acuerdo con la norma DIN EN 60825-1.
PRECAUCIÓN
Este dispositivo emite rayos láser.
Para evitar dañar sus ojos, nunca mire directamente al rayo láser.
En caso de no observar esta advertencia, corre el riesgo de sufrir daños en los ojos si mira directamente al rayo láser sin protección ocular, particularmente si utiliza aparatos ópticos de enfoque (p. ej., binoculares).
3.1 Información de seguridad
Seguridad relativa al calor
Algunas de las partes mecánicas y tuberías ubicadas cerca de los sensores alcanzan altas temperaturas. Esto se debe a una presurización a alta temperatura derivada ya sea del vapor o del aire.
PRECAUCIÓN
Los sensores están diseñados para trabajar a temperaturas elevadas, particularmente cuando hay un sistema de purga en funcionamiento. Estas partes se enfrían con lentitud tras su uso.
Asegúrese de llevar guantes protectores siempre que vaya a manipular estos sensores. En caso contrario, puede sufrir quemaduras graves en la piel.
Seguridad relativa a la presión
El sensor se ha probado a una presión de 600 kPa. En estado operativo, no se debe sobrepasar este valor de presión.
ADVERTENCIA
Las presiones superiores a 600 kPa durante el proceso podrían destruir los sensores y su entorno. En el peor de los casos, el medio de proceso podría liberarse y contaminar el medio ambiente.
Evite bajo cualquier circunstancia que la presión de proceso supere los 600 kPa.
En caso contrario, podría infringir daños a la propiedad o al medio ambiente, sufrir lesiones e incluso morir.
Protección contra explosión - II 1GD T135 °C EEx ia IIC T4 IP65
El LDS 6, con unidad central y sensores interconectados con fibras ópticas, es seguro frente a explosiones. Sólo una reducida parte de baja energía del sistema electrónico se halla en el sitio de medición. La distancia entre la unidad central y los sensores puede ser de varios centenares de metros. Existe un modelo Ex del LDS 6 que se suministra con una
autorización de uso en entornos con peligro de explosión. El certificado ATEX es una certificación de sistemas y sólo es válido si el LDS 6 se ha instalado conforme a las instrucciones indicadas en el certificado.
Reglas de instalación 3.1 Información de seguridad
Homologación
El concepto de la homologación Ex se basa en que la unidad central no sufra alteraciones y en que el par de sensores Ex especiales (CD 6 Ex) se utilice en el área con peligro de explosión. Aparte de esto, también se añade una barrera de protección contra explosiones antes de acceder al área con peligro de explosión. La condición indispensable para la homologación es que el equipo se instale conforme al croquis ADM 3040 3050. Consulte la información sobre el LDS 6 en el manual independiente de ATEX.
Descripción de la protección:
Sensor de conducto transversal - II 1G Ex ia IIC T4 II 1D IP65 T135 °C. Unidad central (barrera) - II (1)G Ex [ia] IIC II (1)D Ex [iaD].
● Grupo del equipo: Grupo II - Superficie.
● Categoría del equipo: categoría 1G D, zona 0. El material inflamable puede estar presente de forma continua, frecuente o durante períodos prolongados tanto en el gas como en el polvo.
● Tipo de protección: EEx ia. El equipo presente en el área con peligro de explosión es intrínsecamente seguro.
● Grupo de explosión: IIC. Corresponde a un grupo de gases entre los que se encuentran el acetileno y el hidrógeno.
● Clase de temperatura: T4. La temperatura máxima en la superficie del equipo es de 135 °C (275 °F) y la temperatura de ignición del gas o del vapor se sitúa entre los 135 °C (275 °F) y los 200 °C (392 °F).
● La caja del sensor debe gozar del grado de protección IP65 y la temperatura ambiente debe ser de entre
-30 °C (-22 °F) y +60 °C (140 °F).
Responsabilidad
3.2 Observación general de montaje
3.2
Observación general de montaje
Condiciones de montaje
La unidad central LDS 6 debe colocarse en un sitio libre de polvo y tan libre de vibraciones como sea posible. La distancia entre la unidad central y el punto de medición, es decir, el sensor, no debe superar los 1000 metros (3280 pies) en la versión no ATEX y los 600 m (1970 pies) en la versión ATEX.
Durante el servicio, la temperatura admisible del aire circundante se sitúa entre los 5 °C (41 °F) y los 45 °C (113 °F), con una humedad relativa máxima del 85% sin condensación alrededor de la unidad central. También se debe comprobar que la unidad no esté expuesta a radiación solar directa. Si no es posible garantizar estas condiciones, el LDS 6 debe instalarse en un armario con ambiente controlado.
Nota
Como la condensación constituye normalmente un problema al transportar el equipo del exterior al interior de un edificio, se recomienda adaptarlo a la temperatura ambiente por un par de horas antes del arranque.
La parte posterior de la unidad debe estar libremente accesible. Debe haber al menos 10 cm (4 ") de espacio libre detrás del LDS 6 para alojar los cables de señal y los cables híbridos. A fin de satisfacer los requerimientos de seguridad para la convección de aire y
refrigeración, debe haber un espacio libre de al menos 5 cm (2 ") por encima del LDS 6 y de al menos 3 cm (1 1/4 ") por debajo de él.
Para obtener información detallada sobre el montaje del sensor, véase el manual del sensor correspondiente a la configuración del sistema.
Reglas de instalación 3.3 Conexiones eléctricas
Cables híbridos
Los cables híbridos deben instalarse de manera tal que se encuentren protegidos frente al desgaste mecánico provocado, por ejemplo, por el contacto con aristas afiladas o piezas móviles. Durante la instalación, mantenga siempre el tubo protector en una posición tal que el conector de fibra monomodo quede protegido del polvo. El rango de temperaturas de funcionamiento del cable es de -40 a +80 °C (-40 a 176 °F) y el rango de temperaturas de instalación es de -20 a +80 °C (-4 a 176 °F). El radio de flexión de los cables nunca debe ser inferior a 100 mm (4").
Nota
Durante todo el proceso de instalación se deben mantener las puntas de la fibra protegidas con los tubos protectores. Tenga presente que sólo el personal autorizado puede quitar dichos protectores.
Existen tres tipos de cables utilizados para el LDS 6, según el campo de aplicación: ● Cables híbridos para todos los tipos de sistemas, excepto oxígeno. Estos cables se
tienden entre el LDS 6 y el sensor del transmisor.
● Cables híbridos sólo para sistemas de oxígeno, también se tienden entre el LDS 6 y el sensor del transmisor.
● Cables de bucle iguales para todos los sistemas que se tienden entre el sensor del transmisor y el sensor del receptor.
3.3
Conexiones eléctricas
3.3.1
Conexiones a la alimentación de potencia
ADVERTENCIA
Se deberán respetar las normas específicas de cada país para la instalación de sistemas de alimentación de potencia con tensiones nominales inferiores a 1000 V. El
incumplimiento de dichas normas puede derivar en muerte, lesiones personales o daños materiales.
Generalidades
● Verifique que la tensión local coincida con la especificada en la etiqueta del analizador. ● El cable deberá probarse de acuerdo con las normas IEC 60227 o IEC 60245 y soportar
una temperatura de 70 °C (158 °F)
3.3 Conexiones eléctricas
Cable desconectable
● El analizador está provisto de un conector que sólo debe ser conectado a la alimentación de potencia por personal calificado. La sección trasversal de los conductores debe ser de al menos 1 mm2. El conductor de fase debe conectarse en la posición determinada (L).
● Solamente deberán utilizarse cables de alimentación de potencia desmontables controlados mediante pruebas por un laboratorio externo autorizado y acreditado en la región donde la unidad ha de ser utilizada. Este cable debe ser apto para la corriente nominal especificada y debe tener una longitud limitada. También debe ser capaz de soportar una temperatura ambiente de 70 °C (158 °F) y no está permitido su uso para el tendido en edificios.
● Dado que la conexión de entrada del aparato es apta solamente para una temperatura ambiente de 70 °C (158 °F), el cable de alimentación debe mantenerse alejado por medios adecuados de las superficies cuya temperatura sea superior a 70 °C (158 °F) en las máximas condiciones de servicio especificadas.
● No está permitido montar un interruptor en el cable de alimentación.
Protección eléctrica
● Las instalaciones deben contar con un dispositivo separador. Este dispositivo debe instalarse en un sitio próximo al analizador (véase la placa de características para obtener información sobre la capacidad de carga). Debe también estar etiquetado en correlación con el instrumento.
Reglas de instalación 3.3 Conexiones eléctricas
3.3.2
Conexión del cable híbrido
El cable híbrido se conecta en la parte posterior de la unidad central, donde se conectan también sus dos cables ópticos y la línea de alimentación del cable del sensor, tal como se muestra en la figura siguiente.
2
1 3 4 5 6
Figura 3-1 Conexiones de los cables del LDS 6 (aquí sólo está conectado el canal 3)
ADVERTENCIA
Mantenga protegido el extremo de la fibra con el tubo protector, hasta el momento de realizar la conexión. Solamente personal autorizado puede quitar el tubo protector y proceder con la operación de conexión.
1. Soporte para cable híbrido.
2. Conector de fibra monomodo E2000. 3. Conector fibra multimodo SMA.
4. Conexión de suministro de tensión al sensor. 24 V/60 mA. 5. Conexiones de salida de las señales.
6. Conexión de red. Ethernet 10Base-T (RJ-45).
Consulte también
3.3 Conexiones eléctricas
3.3.3
Conexión del cable de señal
PRECAUCIÓN
Las tensiones de señal deben ser tensiones extremadamente bajas y eléctricamente aisladas (SELV). El potencial de tensión máximo accesible para una persona es de 33 Vrms
o 46,7 Vp o 70 Vcc. Si existen varias tensiones SELV disponibles, es posible que la suma de estos potenciales sea superior a la tensión que puede entrar en contacto con el cuerpo humano.
ADVERTENCIA
Los cables de señal deben conectarse solamente a aparatos que garanticen un aislamiento seguro respecto de su alimentación de potencia.
Las señales deben ser intrínsecamente seguras (p. ej. una señal analógica de salida de 4 - 20 mA) si van a transmitirse a través de una atmósfera con peligro de explosión de zona 1. Es necesario acondicionar el analizador con módulos limitadores de tensión suplementarios. La identificación Ex de estos módulos debe indicarse claramente en la caja:
● Los cables de señal del analizador montado en bastidor se conectan a los conectores DSUB en la parte posterior.
● Los elementos RC deben conectarse como se indica en la siguiente figura "Eliminación de chispas", como medida para suprimir la generación de chispas entre los contactos de relé (es decir, los relés limitadores). Observe que el elemento RC resulta en un retardo de desconexión de un componente inductivo (p. ej. electroválvula). El elemento RC debe dimensionarse, por consiguiente, de acuerdo con la siguiente regla empírica:
R [Ω] ≅ 0,2 x RL [Ω] C [µF] ≅ IL [A]
Además, se debe utilizar únicamente un condensador C no polarizado. Nota
Cuando se utiliza corriente continua, es posible fijar un diodo supresor de chispas en lugar del elemento RC.
Los cables a las salidas de relé y las señales binarias de entrada, así como a las señales analógicas de entrada y salida, deben estar provistos de blindaje. Deben estar conectados al correspondiente enchufe DSUB trapezoidal, según en diagrama "Ocupación de los pines de los conectores de E/S". La sección transversal del conductor debe ser igual a 0,5 mm2.
Se recomienda utilizar cables de tipo JE-LiYCY... BD. La longitud del cable de las salidas analógicas depende de la carga.
Reglas de instalación 3.3 Conexiones eléctricas &RQHFWRU68%') )XHQWHGHDOLPHQWDFLµQ GH9P£[ 5 & ,/ 5/ 5>˖@[5/>˖@ &>˩)@,/>$@ 0 0
Figura 3-2 Supresión de chispas en un contacto de relé
La figura anterior muestra un ejemplo de las medidas para suprimir chispas en un contacto de relé. Como el conector DSUB y las separaciones en la tarjeta y entre los conectores son adecuados solamente para tensiones desconectables (señal) y como la alimentación de potencia es externa, el circuito debe operarse con una pequeña tensión de seguridad (SELV) y la potencia debe limitarse según EN61010-1 (Tabla 13 ó 14) cuando se utiliza un aparato de protección contra sobreintensidad.
● El potencial de referencia de las señales analógicas de entradas es el potencial de la caja.
● Las señales analógicas de salida son flotantes, también una respecto de la otra.
● El cable de interfaz debe tener blindaje y debe estar conectado al potencial de la caja. El blindaje del cable debe estar conectado con una amplia zona de contacto al blindaje del conector DSUB. La sección transversal del conductor debe ser de al menos 0,5 mm2. El
cable de interfaz no debe medir más de 500 metros (1640 pies).
● En el caso de analizadores de dos o tres canales, las secciones del analizador se
conectan en paralelo y los cables de señal de cada canal son independientes. Solamente el conector de la alimentación de potencia es común a todos los canales.
3.3 Conexiones eléctricas
3.3.4
Asignación de pines del LDS 6
La conexión de señal se realiza con dos conectores DSUB para cada canal: uno ocupa 15 pines y otro 25 pines.
4 5 12 13 14 15 1 2 3 6 7 8 9 10 11 12 13 7 8 9 10 11 4 5 17 18 19 1 2 3 6 16 21 14 20 15 22 23 24 25 GND Carga de contactos máx. 24 V/1 A, AC/DC El relé no recibe corriente en la posición de contactos mostrada Flotantes a través de aislador óptico "0" = 0 V (0 a 4,5 V) "1" = 24 V (13 a 33 V) Entradas binarias 1 a 4-N Entrada binaria 1-P Entrada binaria 2-P Entrada binaria 3-P Entrada binaria 4-P GND (tierra) GND (tierra) Relé 1 Relé 2 Relé 3 Relé 4 Relé 5 Relé 6 GND (tierra) Conector SUB-D 25F Corrección de temperatura Corrección de temperatura Corrección de presión Corrección de presión Salidas analógicas: flotantes
(también entre ellas), RL≤ 750 Ω No flotantes Entradas analógicas GND (tierra) Salida analógica 2-P GND (tierra) NC GND (tierra) Salida analógica 1-N Salida analógica 1-P Salida analógica 2-N Entrada analógica 2-P Entrada analógica 2-N Entrada analógica 1-P Entrada analógica 1-N Entrada binaria 6-P Entrada binaria 5-P Entradas binarias 5 a 6-N GND (tierra) GND (tierra) GND (tierra) Conector SUB-D 15F GND (tierra) Componente 2 (si presente) Componente 1
Flotantes a través de aislador óptico "0" = 0 V (0 a 4,5 V)
"1" = 24 V (13 a 33 V)
Reglas de instalación 3.4 Sistema de tres canales
3.4
Sistema de tres canales
3.4.1
Alimentación de potencia externa
El modelo de LDS 6 con tres canales utiliza alimentación de potencia externa para los sensores. La disposición de los sensores es igual, tanto para sistemas de uno como de dos canales. El modelo ATEX del LDS 6 de tres canales también utiliza una fuente de
alimentación externa, de manera que los sensores no se ven afectados al añadir un tercer canal. La fuente de alimentación externa se conecta añadiendo los pines en dos tornillos correspondientes de la toma de 6 polos ubicada en la parte posterior de la unidad central, tal como puede verse en la siguiente figura.
)XVLEOH &DQ &DQ &DQ 9$& 9'& 9'& 9'& 9'& ದ ದ ದ 9 9 / 1
Figura 3-4 Esquema de la fuente de alimentación externa.
Fusibles: Unidad central: 100 ... 240 V: T2.5L250V
3.4 Sistema de tres canales
3.4.2
Conexión de cable híbrido con tres canales
En los instrumentos de tres canales, los hilos de los cables híbridos se conectan de la forma que se muestra en la figura siguiente.
+ – + – + –
Toma atornillable de 6 polos para fuente de alimentación externa de 24 V (2 polos por sensor). Tenga en cuenta que
la polaridad no es importante para el uso no conforme a ATEX, pero sí lo es para el uso conforme a ATEX.
Figura 3-5 Conexión de cables de alimentación de potencia para una unidad de 3 canales
PRECAUCIÓN
El instrumento no es apto para alimentar 3 sensores mediante la fuente de alimentación interna.
Reglas de instalación 3.5 Requerimientos de instalación de las bridas
3.5
Requerimientos de instalación de las bridas
Antes de poder utilizar el analizador de gases y sus sensores, se deben montar un par de bridas de proceso en el sitio de medición. Las bridas deben instalarse en una posición segura y accesible para facilitar las operaciones de montaje y servicio técnico.
Dichas bridas deben soldarse a la pared de la cámara de combustión o la chimenea, como se muestra en la siguiente figura.
Las bridas deben sobresalir al menos 100 mm (4") de la pared y de 0 a 30 mm (0 - 1,2") hacia la cámara de combustión/chimenea.
Figura 3-6 Sensor CD 6 montado en una brida de proceso
Hay algunos campos de aplicación en los cuales las paredes de las cámaras de combustión se mueven debido a las variaciones de temperatura. Si las paredes de la cámara de
combustión se mueven, los sensores se desalinearán y se interrumpirá la medición. Para superar este inconveniente, el sensor puede fijarse a una viga u otra estructura que no esté sometida al efecto de la temperatura. En este caso, el tubo metálico flexible se monta entre la brida de proceso y la brida del sensor. Cabe recordar que las bridas montadas para los sensores no deben desviarse más de ±2°.
Nota
Es muy importante que las bridas estén alineadas luego del montaje. De lo contrario, las mediciones no serán correctas.
3.6
Instalación de las bridas
Durante la soldadura de los tubos de las bridas, se recomienda contar con el Kit de
alineamiento de bridas. El kit de alineamiento de bridas de Siemens contiene una fuente de luz, dos bridas, un dispositivo de enfoque y un cargador de batería para la fuente de luz. Asegúrese de que haya suficiente espacio para el sensor. Compruebe especialmente que el sensor pueda montarse o desmontarse fácilmente y que la cubierta del sensor se abra completamente. También es necesario conservar una distancia de trabajo segura en torno a los sensores, las barandillas, escaleras, etc. La figura siguiente ilustra el procedimiento de
3.6 Instalación de las bridas Procedimiento de alineamiento. 2 1 4 2 3
Figura 3-7 Uso de los elementos del kit de alineamiento de bridas
1. Fuente de luz
2. Alineamiento de las bridas 3. Dispositivo de enfoque
4. Brida de proceso que va a alinearse Éste es el procedimiento de alineamiento
1. Suelde los tubos de las bridas sin fijarlos demasiado en cada lado de la pared. No realice una soldadura muy rígida para que los ángulos de los tubos puedan regularse utilizando un martillo.
2. Monte la fuente de luz en una brida y el dispositivo de enfoque en la otra. 3. Encienda la fuente de luz.
4. Ajuste el foco del dispositivo de enfoque hasta que el punto luminoso esté bien definido. 5. Ajuste el ángulo del tubo de la brida de proceso utilizando un martillo de caucho, por
ejemplo, hasta que el punto luminoso quede centrado sobre el retículo del dispositivo de enfoque.
6. Suelde definitivamente el tubo de la brida alineado en esta posición. 7. Mueva la fuente de luz y el dispositivo de enfoque y repita el procedimiento
anteriormente descrito para montar la brida del lado opuesto, hasta que el otro tubo también esté soldado definitivamente.
Reglas de instalación 3.6 Instalación de las bridas
Desviación del alineamiento de las bridas
Cuando ambos tubos de las bridas están fijados definitivamente, la desviación del camino óptico teórico no debe ser superior a ±2°. Esto se debe a que el alineamiento de las bridas puede ajustarse con un máximo de ±2°. Véase la figura siguiente.
1 2 2° 'HVYLDFLµQP£[LPD PLQPP $SUR[PP LQFOXLGRHOUHYHVWLPLHQWRDLVODQWH (VSHVRUGHSDUHG 0HGLGD$SDUDPHGLUWUDVODLQVWDODFLµQ
Figura 3-8 Alineamiento de las bridas específicas del cliente
Precisión requerida en el alineamiento de la brida
El objetivo debe ser siempre lograr el mejor alineamiento posible de las bridas, es decir, situar el centro del punto lo más cerca posible del centro del retículo del dispositivo de enfoque. Se dejará así margen para pequeños cambios, por ejemplo los causados por el movimiento térmico posterior.
En una instalación normal en la que se utilicen tubos de purga estándar de 400 mm, el alineamiento suele ser suficientemente bueno si el centro del punto está a menos de 3 mm del centro. Las líneas más cercanas al centro del retículo se encuentran a unos 3 mm del centro.
Nota
Si se utilizan tubos largos de purga, costará más alinear perfectamente las bridas. En función del diámetro y la longitud de los espárragos, la posibilidad de alinear los sensores es menor cuando se utilizan tubos de purga largos.
Operación
4
4.1
Generalidades
Una vez instalados los sensores en los puntos de medición y establecida la conexión al LDS 6 a través de los cables híbridos, el sistema está listo para su uso. Las funciones del LDS 6 se controlan mediante un bloque de teclas situado en el frente del panel. Tanto los valores de medición como la interfaz del instrumento (MMI) se visualizan en una pantalla de cristal líquido de 5".
Nota
La aplicación que se ilustra en los ejemplos de pantalla siguientes hace referencia
principalmente al gas NH3(amoníaco). No obstante, dichos ejemplos son válidos para todas
las aplicaciones y todos los gases.
7
8
1
2
3
4
5
6
9
0
+/-
CLEAR ENTER ESC INFO MEASLIM STO CTRL TR CODE
LIM STO CTRL TR CODE
NH
3X
NH
3Xmg/Nm
3%
mg/Nm
3%
H
2O
XH
2O
XCh1
Ch1
Ch2
Ch2
1 2 3 4 5 64.1 Generalidades
1. Valor medido.
2. Indicador de estado: LIM significa: señalización (mensaje de error) de límite en estado estacionario y LIM significa: señalización de límite (mensaje de error) activada. 3. Barra de estado (puede parametrizarse con la función 53). Si ocurre un fallo durante la
operación, en la barra de estado aparecerá el mensaje "Solicitud de mantenimiento" o "Fallo", según la importancia del fallo. Este mensaje se visualiza alternadamente con los mensajes de estado.
4. Visualización de la unidad.
5. Visualización del componente medido.
6. Teclas de función con significados adaptables (teclas programables).
Los puntos 1 al 6 corresponden al canal 1. Los elementos se repiten de manera análoga en la mitad inferior de la pantalla en un analizador de dos canales (como se muestra en la figura).
Interruptores/Teclas Significado
CLEAR Borra la entrada de un dígito iniciada.
ENTER Cada entrada de dígito (excepto la activación
rápida de una función) debe confirmarse con esta tecla.
ESC Regreso al paso anterior en la estructura de
entradas. Importación de modificaciones.
INFO Información de ayuda.
MEAS Regreso desde cualquier posición en la
estructura de entradas al estado operativo de servicio (el sistema puede solicitar confirmación de la importación de las entradas de datos). Si se presiona nuevamente la tecla MEAS, el analizador quedará bloqueado; es decir que se podrá cambiar nuevamente al estado operativo de servicio únicamente luego de ingresar el código.
Teclas programables Posibles significados adaptables:
Activación de un comando de la estructura del menú
Activación de una función Función de conmutación de conexión/desconexión (ON/OFF) Activación de un componente
Operación 4.1 Generalidades
Edición de entradas
Los valores de los menús mostrados en este capítulo deben considerarse como ejemplos. ● El limitador de un campo de entradas activo se representa con paréntesis ([10]). El
cursor se posiciona como una línea intermitente debajo del número que se va a ingresar (p. ej. [23.45]).
● La entrada termina cuando se presiona la tecla ENTER y el valor queda memorizado. Si un menú tiene varios campos de entrada, el cursor se posiciona automáticamente en el campo de entrada siguiente.
Nota
Cada valor de entrada debe confirmarse con ENTER antes de abandonar el menú. ● La tecla CLEAR se utiliza para borrar una entrada. El cursor regresa luego a la posición
inicial del campo de entrada.
Elementos de estilo gráfico
Función de conmutación (estado CONECTADO).
Función de conmutación (estado DESCONECTADO, también se visualiza el estado en la barra de estado).
Entrada en un menú subsiguiente. Activación de una función.
Tipo de medición: el analizador está codificado.
4.2 Secuencia de entrada de datos
4.2
Secuencia de entrada de datos
La figura “Secuencia de entradas en interacción con el LDS 6” a continuación muestra la secuencia de entradas del LDS 6. Los números con círculos que marcan ciertos pasos en la secuencia de entradas pueden encontrarse también en el texto a continuación de la figura.
2
4
NH 3 ch1 ch1 ch2 ch2 mg/ N m mg/ N m %vo l %vo l H2 O NH 3 H2 O RL o TR o CO D E RL o TR o CO D E E stad o anal izad o r M a rgenes de m e dida Para m e tr o s C onf igur ac i µ n C a lib ra ci µ n E stad o a n al iz ad o r M a rgenes d e m e did a Pa ra m et ros C on figur ac i µ n C a lib rac i µ n5
4
7
2
6
3
1
C odi go m e nzand o d e odo m ed ic i µ n Intr o d ucc i µ n co d ig o i µ n ser vi ci o T e cl a s S o ft ke ys A lma ce n a m. p . sa lida anal µ gi ca (f unc tion 7 7 ) Re l « "C o ntr ol d e fu n ci µ n" (C T R L , fu n ci µ n 7 1 ) lo des pu « s ca mb io s Me n ¼ f u n ci µ n Me n ¼ p ri n ci p a l F unc i µ n io s? Si No ci ones o s te o .Operación 4.2 Secuencia de entrada de datos
Entrada al menú principal de un
sistema de 1 ó 2 canales
Mientras el Estado de medición está activado, el componente se muestra a la derecha, con una flecha ( ). Este componente específico tiene asignada una tecla programable (①) que lo activa al pulsarla.
Figura 4-2 Secuencia de entradas en interacción con el LDS 6
Entrada al menú principal de un sistema de 3 canales 11.13 % 11.28 mg/Nm3 C 1 C 2 C 3 10.13 % 12.53 mg/Nm3 15.13 % 5.28 mg/Nm3
LIM STO CTRL TR CODE LIM STO CTRL TR CODE LIM STO CTRL TR CODE NH3
NH3 NH3
La apariencia de la pantalla de menús varía según la cantidad de canales y el número de componentes medidos. Para un sistema de 3 canales, las teclas programables de la pantalla de medición se asignan a los canales, en lugar de los componentes medidos. Si el canal tiene dos componentes, es necesario pasar por una segunda pantalla específica para el canal de medición antes de ingresar al menú principal específico para los componentes.
%vol H2O NH3 mg/Nm3
11.28
11.13
Canal 1LIM STO CTRL TR CODE
Cada canal puede emplearse en forma independiente.
Menú principal Configuración Parámetros Límites Medición Calibración Estado Analizador Menú Principal C 1 NH3
El menú principal incluye los cinco comandos que se muestran en la pantalla siguiente.
Entrada a un menú parcial
Tras seleccionar un menú secundario, el sistema le solicitará una contraseña para el estado operativo de servicio (②) (excepción: el menú secundario "Estado del analizador" no requiere contraseña alguna y es, por consiguiente, de acceso libre).
Estado del analizador Sin código Calibración Nivel de acceso 3 Rangos de medida Nivel de acceso 1 Parámetros Nivel de acceso 1 Configuración Nivel de acceso 2
4.2 Secuencia de entrada de datos
Regreso a la pantalla de medición
No Si ?Guardar los cambios? A Pantalla medida C.1 NH3
Si NO, las modificaciones actuales vienen utilizadas hasta reiniciar o reseteo
Al pulsar la tecla MEAS desde cualquier posición de la estructura del menú (③) se regresa inmediatamente a la pantalla de medición. Cualquier entrada iniciada se cancela. Antes de regresar a esta pantalla, se visualiza la pregunta siguiente. Las modificaciones se importan al área de trabajo de la memoria de parámetros al pulsar "Sí".
Al pulsar "No", las modificaciones son, no obstante, utilizadas en el área de trabajo de la memoria de parámetros y son válidas para la sesión actual. Para rechazar las modificaciones es preciso reiniciar el instrumento.
La tecla ESC lleva de regreso paso a paso a la pantalla de medición (⑤). Las modificaciones se importan sin solicitud de confirmación (⑥).
Codificación del analizador
Tras regresar a la pantalla de medición por medio de ESC o MEAS, el símbolo CODE de la línea de estado muestra que el analizador se encuentra aún en estado operativo ⑦. Es posible codificar el analizador nuevamente ( CODE) pulsando de nuevo la tecla MEAS ⑧, pasando así al Estado de medición ⑨.
Junto con el símbolo CODE, el símbolo CTRL (Control de función) aparece en la barra de estado e indica que el analizador no se encuentra en estado de medición. Es posible entonces la señalización externa por medio de un contacto de relé, si se ha configurado un relé correspondiente utilizando CTRL en la función 71.
Activación rápida de funciones
Se ha incorporado una entrada de "Usuario avanzado" para permitir el cambio inmediato de la visualización de medición a la visualización de la función deseada, si se requieren varias entradas frecuentes. Por lo tanto, se puede acceder directamente a la función deseada pasando por alto los niveles del menú. La entrada como “Usuario avanzado” puede iniciarse sólo desde la pantalla de medición y comprende los siguientes pasos:
● Ingrese el número de la función deseada en la pantalla de medición utilizando las teclas numéricas;
● Presione la tecla programable que se encuentra junto al componente deseado;
● Si no posee los privilegios de acceso necesarios para cambiar de función, el sistema le solicitará que ingrese la contraseña.
Para un canal con dos componentes en un instrumento de tres canales, primero se debe presionar la tecla programable que se encuentra junto al canal deseado y luego (en la pantalla siguiente) la tecla programable que está junto al componente deseado.
Operación 4.3 Funciones del analizador
4.3
Funciones del analizador
4.3.1
Resumen de las funciones del analizador
Las funciones del analizador pueden dividirse en las tres categorías siguientes:
● Las funciones específicas del analizador actúan sobre todos los canales y componentes del analizador, independientemente del componente del analizador a través del cual se ha activado tal función.
● Las funciones específicas del analizador actúan sobre todos los canales y componentes del analizador, independientemente del componente del analizador a través del cual se ha activado tal función.
● Las funciones específicas del componente actúan sobre un solo componente y se pueden activar solamente a través de dicho componente.