Преобразователь сигналов тензодатчиков ELHART EWM

Если наблюдается хаотичное изменение показаний преобразователя, то нужно проверить правильность подключения тензодатчика и корректность выполненной настройки преобразователя.

При проверке подключения тензодатчика (или набора тензодатчиков) нужно:

• Убедиться, что используемый тензодатчик исправен. Проверить его сопротивление между выводами питания и выводами сигнала. Проверить баланс нуля тензодатчика. Проверить сопротивление изоляции тензодатчика. Сравнить полученные значения с паспортными характеристиками тензодатчика.
• Убедиться, что нет ошибок в схеме подключения тензодатчика к преобразователю. Сравнить назначение и маркировку выводов датчика со схемой подключения преобразователя.
  Наименование проводников подключения тензодатчика может быть указано на корпусе датчика (на информационной табличке или наклейке) или в его паспорте. Схема подключения преобразователя выгравирована с правой стороны его корпуса или её можно найти в «Сводной таблице параметров». Обратите внимание, что нет общепринятой цветовой маркировки проводников подключения тензодатчика, поэтому у разных производителей она может отличаться.

• Убедиться в надежности соединения клемм преобразователя и кабельных выводов тензодатчика. Исключить возможность попадания изоляции кабельных проводников в область прижимных площадок клемм преобразователя. Это может стать причиной увеличения сопротивления или полного отсутствия контакта. Использовать лужение проводников тензодатчика или гильзовые наконечники. Это позволит предотвратить возникновение коротких замыканий между соседними выводами при отделении отдельных нитей от общего ствола провода в месте отсутствия изоляции. Проверить, что клеммы преобразователя плотно закручены и кабельные проводники, подходящие к ним, надежно зафиксированы.
  Обратите внимание, что при наличии механических вибраций в месте установки преобразователя его кабельные выводы со временем могут раскручиваться. В этом случае необходимо периодически проверять степень их затяжки.

• Если тензодатчик подключается на значительном удалении от прибора, то необходимо проверить, что используемый для удлинения сторонний кабель не имеет повреждений. Нужно проверить место прокладки кабеля. Он не должен быть расположен рядом с кабелями для подключения силового оборудования (например, электродвигатели, нагреватели, светильники и др.).
• При подключении необходимо использовать кабели с экранирующей оплеткой для предотвращения наведения электромагнитных помех на сигнальные линии тензодатчика. Экранирующая оплетка должна подключаться к системе защитного заземления строго в одной точке. Наличие нескольких точек подключения может привести к образованию петли токовых наводок, которая, в свою очередь, искажает уровни напряжений на сигнальных линиях тензодатчика. Рекомендуется как можно дальше между собой разносить в пространстве заземление силовых и сигнальных цепей.
• Если на производстве, где эксплуатируется EWM-D2-RS, используются преобразователи частоты, то нужно проверить, не исчезает ли проблема при их отключении. Если отключение помогает, то необходимо предусмотреть дополнительные меры ограничения воздействия преобразователей частоты на окружающую электромагнитную обстановку (уменьшение частоты ШИМ, применение сетевых фильтров, моторных дросселей, дросселей постоянного тока, экранирование кабелей и др.).
• При большой длине кабеля, соединяющего тензодатчик и преобразователь, необходимо учитывать, что сопротивление, общая емкость и индуктивность кабеля возрастают пропорционально его длине. Все это приводит к искажению уровней напряжения полезного сигнала. Для компенсации сопротивления при большой длине проводников рекомендуется использовать тензодатчики с 6-ти проводной схемой подключения. Если это невозможно, необходимо по месту установки датчика подключать его через балансировочную коробку, а от коробки к преобразователю прокладывать кабель с шестью проводниками.
• При использовании балансировочной коробки для подключения тензодатчиков необходимо проверить, что она исправна. Нужно убедиться, что нет ошибок в схеме подключения тензодатчика, балансировочной коробки и преобразователя и что соединения всех используемых клемм выполнены надежно.
  Со временем под действием окружающих условий (температура и относительная влажность воздуха, пары различных веществ) может происходить окисление клемм и контактов подключения. Это приводит к возрастанию контактного сопротивления и к искажению уровней напряжения сигналов. При наличии следов окисления клемм преобразователя, балансировочной коробки или тензодатчика необходимо зачистить их и по возможности перенести место установки как можно дальше от воздействия негативных факторов.

• Необходимо проверить механическое соединение тензодатчика с весоизмерительной установкой. Убедиться в том, что тензодатчик является единственной точкой опоры весовой платформы, что подвижные механизмы в процессе перемещений не задевают платформу и элементы конструкции, контактирующие с ней. Убедиться, что конструкция установки устойчива и не подвержена воздействию вибраций.

При проверке корректности настроек преобразователя нужно:

• Убедиться, что верно настроены параметры, связанные с отображением измеренных значений. В параметре 2-05 необходимо настроить значение, соответствующее номинальному весу тензодатчика (его паспортная характеристика). В параметре 2-06 необходимо настроить количество дискрет для вычисления и отображения преобразователем минимального деления измеренного веса. То есть минимальное значение, которое преобразователь сможет отобразить, равно отношению между значениями в 2-05 и в 2-06. Если установить слишком большое значение в 2-06, то преобразователь будет отображать малейшие колебания показаний. Одним из методов улучшения стабильности показаний может быть повышение дискретности отображения (то есть уменьшение значения в параметре 2-06).
  В параметре 2-06 по умолчанию установлено значение 10000. Например, если используется тензодатчик с номинальным весом 100 кг и с классом точности С3, то можно установить в 2-06 значение 3000. Тогда дискретность изменения измеренного преобразователем веса (0,033 кг) будет совпадать со значением поверочного интервала тензодатчика (100 кг / 3000 поверочных интервалов). При этом стабильность отображения веса будет лучше, чем, если бы в 2-06 было установлено значение 10000.

• Убедиться, что правильно выполнена калибровка тензодатчика (при необходимости провести её повторно). Калибровку нужно выполнять в строгой последовательности, как это описано в разделах 18 и 19 «Сводной таблице параметров» преобразователя. При калибровке по известному весу (параметр 2-03 = 1) образцовый груз, используемый для калибровки, должен быть как можно ближе к предельному весу (значение настроенное в параметре 2-05). От этого зависит точность калибровки. При калибровке по параметрам тензодатчика (параметр 2-03 = 2) необходимо как можно более точно настраивать фактическую чувствительность тензодатчика в параметре 2-04 без округления знаков после запятой. Чувствительность тензодатчика указывается в его паспорте. Она обычно отличается даже у тензодатчиков одной модели, выпущенных в одной партии.
• Убедиться, что выбранная в параметре 2-01 частота выборки не оказывает влияния на колебания измеренных значений. Для этого нужно попробовать изменить значение настроенной частоты и проверить, не изменился ли результат. На высоких частотах аппаратная фильтрация в электрической схеме аналого-цифрового преобразователя EWM-D2-RS сильнее подвержена воздействию помех и работает хуже, чем на низких частотах. Чтобы минимизировать влияние помех питающей электросети, нужно в параметре 2-01 выставить значение 8, 9 или 10 (в зависимости от частоты сетевого напряжения см. «Сводную таблицу параметров»). Если в конструкции весоизмерительной установки есть источник вибраций с постоянной частотой, можно попробовать подобрать частоту выборки прибора, чтобы она была кратной или близкой к частоте вибраций. Это может помочь снизить колебания и разброс измеренных значений. Если источников вибраций несколько, нужно ориентироваться на тот, который формирует наиболее сильные вибрации.
• Попробовать увеличить уровень программной фильтрации в параметре 2-02. Чем больше данный уровень, тем больше выборка значений, которые используются для расчета скользящего среднего, и тем сложнее формула расчета нового измеренного значения. Это повышает стабильность показаний преобразователя. Вместе с этим увеличивается время, необходимое для обновления измеренных значений в регистрах преобразователя. На низких уровнях фильтрации более вероятны броски, возрастает влияние случайных значений и помех. Но за то чаще происходит обновление измеренных значений.
  Частота выборки (параметр 2-01) и уровень программной фильтрации (2-02) влияют на быстродействие. От значений, настроенных в данных параметрах, будет зависеть то, с какой скоростью обновляются измеренные значения в регистрах преобразователя. Это может быть критично для высокоскоростных фасовочных и дозирующих систем.

• Если быстродействие системы имеет более высокий приоритет по сравнению с фильтрацией и частотой выборки, то необходимо привести параметры 2-01 и 2-02 к требуемому быстродействию, но при этом организовывать дополнительную фильтрацию на стороне системы сбора и обработки данных, к которой подключается преобразователь (ПЛК, панель оператора, SCADA система и др.).
• Выполнить настройку функциональных параметров:
  • 3-04 «Стабильный ноль» — запрещает отображение на дисплее и в считываемых регистрах колебания измеренных значений около нуля;
  • 3-05 «Отображение отрицательного веса» — запрещает отображение на дисплее и в считываемых регистрах отрицательных значений веса.
  Подробнее о настройке функциональных параметров см. в разделе 21 «Сводной таблице параметров преобразователя».

Все значения параметров настройки (кроме некоторых функций тарирования) сохраняются в энергонезависимой памяти (EEPROM). Таким образом, при отключении питания данные остаются в памяти и никуда не исчезают. Прибор снова работает в соответствии с настройками при повторном включении. Есть ограничение по количеству раз записи ячеек памяти EEPROM. Оно не превышает 100 000 раз.

Так как ресурс записи значений в энергонезависимую память ограничен, то для наиболее часто повторяющихся операций тарирования предусмотрены специальные значения параметров, при которых они сохраняются в обычную память до сброса питания:

• 2-tr — установить вес тары (значение 2 — установить текущий вес как вес тары до сброса питания).
• 3-03 — автоматическая установка тары (каждое новое значение веса тары сохраняется в обычную память до сброса питания).
• 6-02 — функция дискретного входа (значение 2 — установить текущий вес как вес тары до сброса питания).

Обычная память не имеет ограничений по количеству раз записи. После отключения напряжения питания данные обнуляются, и параметры принимают значения из энергонезависимой памяти.

Балансировочная коробка не является обязательным аксессуаром при подключении тензодатчиков к преобразователю сигналов EWM, но ее использование позволяет получить следующие преимущества:

• Внутри коробки расположены удобные клеммы для подключения. Кабели от датчиков заводятся через отдельные гермовводы. Коробка обеспечивает защиту контактов от внешних воздействий.
• При значительном удалении датчиков от прибора удобнее и экономически целесообразнее прокладывать один кабель от коробки к прибору. А сами датчики удобнее подключать к коробке по месту, используя стандартную длину кабелей датчиков.
• Существуют различные модели коробок, которые позволяют подключать 2, 4, 6 или 8 тензодатчиков.
• Из-за разброса номинальных значений и характеристик датчиков их выходные сигналы будут иметь различия. В системах, где предъявляются высокие требования к точности, применяют балансировочные коробки с возможностью подстройки. Данные коробки позволяют в небольших пределах смещать выходные сигналы датчиков, чтобы снизить разброс.