Manual Hidroflex 1.9

Manual de Instruções

Revisão 1.9 – abril / 2006

HIDROFLEX / ECOFLEX – MANUAL DE INSTRUÇÕES

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ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA ____________________________________________________ 4

1 – INTRODUÇÃO _____________________________________________________________ 5 1.1 – Convenções Utilizadas no Manual_______________________________________________ 5 1.2 – Princípio de Operação__________________________________________________________ 5

2 – INSTALAÇÃO ______________________________________________________________ 7 2.1 – Seleção da Tensão de Alimentação______________________________________________ 7 2.2 – Localização da Unidade de Controle_____________________________________________ 7 2.3 – Instalando a Unidade Eletrônica_________________________________________________ 9 2.4 – Localização do Sensor _________________________________________________________ 9 2.5 – Instalando o Sensor ____________________________________________________________ 9 2.6 – Interligando o Sensor à Unidade Eletrônica _____________________________________ 10

2.7 – Extensão do Cabo do Sensor ____________________________________________ 11 2.8 – Optando pelo Sensor de Temperatura Tipo RTD _________________________________ 11 2.9 – Interligando os Contatos dos Relés ____________________________________________ 12 2.10 – Interligando a Saída Analógica de 4 – 20 mA ___________________________________ 12 2.11 – Saída RS-232C_______________________________________________________________ 13 2.12 – Optando pela Comunicação em RS-485________________________________________ 14 2.13 – Interligando os Cabos de Alimentação_________________________________________ 14

3 – FUNDAMENTOS OPERACIONAIS __________________________________________ 15 3.1 – Energizando o Instrumento ____________________________________________________ 15 3.2 – Interface com o Operador______________________________________________________ 15 3.3 – Operação do Painel de Controle________________________________________________ 17

3.3.1 – Inserindo Dados ____________________________________________________________________ 18 3.3.2 – Senhas ____________________________________________________________________________ 19

3.4 – Memória EEPROM e Falta de Energia ___________________________________________ 19 3.4.1 – Reset da Memória EEPROM _________________________________________________________ 19

3.5 – Páginas ______________________________________________________________________ 20 3.5.1 – Mudança de Páginas________________________________________________________________ 20 3.5.2 – Página 0: Página Default ____________________________________________________________ 20 3.5.3 – Página 1: Calibração ________________________________________________________________ 21 3.5.4 – Página 2: Programação das Saídas __________________________________________________ 25 3.5.5 – Página 3: Diagnósticos de Engenharia _______________________________________________ 28

3.6 – Mensagens de Erros e Falhas __________________________________________________ 32 4 – MANUTENÇÃO ___________________________________________________________ 35


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5 – EXEMPLOS DE APLICAÇÃO _______________________________________________ 36 Exemplo 1 _________________________________________________________________________ 36 Exemplo 2 _________________________________________________________________________ 39

Observações ______________________________________________________________________ 39

Registro dos Valores Inseridos______________________________________________________ 43

6 – O SOFTWARE ECHOSUITE ________________________________________________ 44 6.1 – Iniciando o Programa _________________________________________________________ 44

6.1.1 – Engenharia_________________________________________________________________________ 44 6.1.2 – Ajustes ____________________________________________________________________________ 45 6.1.3 – Saídas _____________________________________________________________________________ 46 6.1.4 – Display do Painel ___________________________________________________________________ 47

7 – MEDIÇÃO DE VAZÃO EM CALHA ABERTA COM O HIDROFLEX / ECOFLEX ___ 49 7.1 – Dimensões da Calha __________________________________________________________ 49 7.2 – Escolhendo a Calha ___________________________________________________________ 50 7.3 – Determinando os Pontos da Reta_______________________________________________ 50 7.4 – Inserindo a Reta no Instrumento _______________________________________________ 51 7.5 – Aferindo o Instrumento para Medição de Vazão _________________________________ 51


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ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA Faixa de medição: 0,3 m a 13,0 m (Hidroflex) e 0,8 a 30,0 m (Ecoflex) Modos de medição: distância / nível / nível vazio / volume / volume vazio / vazão em calha

aberta Unidades de engenharia: mm / cm / m / polegadas / pés / % (volume) Precisão: 0,25 % Resolução: ± 3 mm Retardo: 0 a 9999 segundos, tipo RC Fail-safe: Configurável pelo usuário Área cega: 0,3 m a 13,0 m (Hidroflex); 0,8 m a 30,0 m (Ecoflex) Calibração: Padrão (2 pontos) ou Linearização (19 pontos) Temperatura Operacional: - 10ºC a + 50ºC

Alimentação: 127 ou 220V ±10% / 60Hz, selecionável Relés: dois SPDT 230V / 10A programáveis (opcional) Saídas analógicas: 4 a 20mA (500 ohms, 12 bits) / 0 a 10V ou 4 a 20 mA (500 ohms, 12 bits)

ISOLADA (opcional)

Interface com o operador: Versão. A sem indicação local, calibração através de calibrador remoto Versão. B com indicação local: LCD de 4 dígitos, dois LEDS para indicação de alarme, calibração através de teclado de membrana (4 teclas)

Comunicação Serial RS-232C ou RS-485 (opcional) Software: Software de calibração e diagnóstico para microcomputador IBM-PC /

Windows 95 ou NT 4 Pacotes de software avançados, inclusive para calibração da medição em tanques com formatos padronizados e cálculos de vazão em canais abertos

Invólucro: Base e tampa frontal em alumínio fundido com dois parafusos ou dois fechos rápidos (opcional); pintura na cor azul RAL 5009

Peso: 4 Kg Dimensões: 250 (A) x 180 (L) x 110 (P) mm Grau de Proteção: IP-65

Características do Transdutor Ultra-sônico

Modelo: AT-41 / AT41T (com termistor) / AR-30 Peso: 560 g (AT-41 e AT-41T); 800 g (AR-30) Dimensões: 92,2 (ø) x 102,6 (h) mm (AT-41 e AT-41T); 106 (ø) x 141 (h) mm (AR-30) Material do corpo: PVC Material da face: Epoxy com proteção de teflon (opcional) Montagem: Rosca M20 x 21,0 mm (com kit de isolação); flanges padrão ANSI e outros

bocais opcionais Comprimento do cabo: 1,0 m (padrão) Comprimento máximo admissível: até 300m – cabo RG 62AU (opcional) Temperatura operacional: - 40ºC a + 90ºC Freqüência: 41 kHz ± 4% (AT-41 e AT-41T); 30 kHz ± 4% (AR-30) Ângulo sônico: 14º ± 2º (AT-41 e AT-41T); 12º ± 2º (AR-30)


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1 – INTRODUÇÃO Agradecemos a preferência e lhe parabenizamos pela escolha do Medidor / Controlador de Nível Ultra-sônico modelo HIDROFLEX / ECOFLEX desenvolvido pela MS Instrumentos Industriais Ltda. Nosso objetivo sempre foi produzir instrumentos precisos, de operação simples e resistentes às condições agressivas dos ambientes industriais. Com o HIDROFLEX / ECOFLEX nosso objetivo foi alcançado. Estamos confiantes na satisfação proporcionada pelo nosso equipamento e temos a certeza de que este atenderá plenamente às suas necessidades. 1.1 – Convenções Utilizadas no Manual Com o objetivo de auxiliar na sua compreensão, esse manual foi escrito utilizando certas convenções para identificar e diferenciar as teclas de programação dos parâmetros e mensagens de erro. Quando nos referirmos a uma tecla de programação no painel dianteiro, a identificação da tecla será feita em negrito-itálico, por exemplo, entrada. Quando nos referirmos a um parâmetro específico disponível para exibição no display do painel dianteiro, a identificação será feita somente em itálico, por exemplo, rEAd (veja o capítulo 3 para maiores detalhes dos parâmetros de configuração do instrumento). Quando nos referirmos às mensagens de erros, estas serão escritas entre aspas, por exemplo, “FAiL” (veja o capítulo 3 para maiores detalhes). 1.2 – Princípio de Operação O medidor HIDROFLEX / ECOFLEX utiliza o princípio da contagem do tempo de retorno do eco de uma emissão ultra-sônica para, conhecendo a velocidade do som no ar a uma determinada temperatura, calcular a distância entre a face do transdutor ultra-sônico e o material do processo, sendo, portanto, capaz de medir volumes e níveis de líquidos dentro de um tanque.

O instrumento consiste de dois elementos: a unidadeeletrônica e o sensor (ou transdutor). A unidade eletrônicacontém a placa principal de controle microprocessada queé conectada ao sensor através de um único cabo.Opcionalmente, o medidor poderá ser fornecido comdisplay e teclado de programação incorporado ao painelfrontal. O sensor fica posicionado sobre o material a sermedido no topo do reservatório, com uma visão clara edesobstruída da superfície do material. A unidadeeletrônica pode ser instalada a até 300 metros(dependendo do comprimento do cabo) de distância dosensor. A Fig.1 apresenta um exemplo de aplicação típica.

Alimentação

Sensor

Fig.1

Cab

o de

Inte

rcon

exão

(até

300

m)

Tanque

Echo-

!2

Unidade Eletrônica

!1


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O sensor é simultaneamente um emissor (alto-falante) ultra-sônico e um microfone muito sensível. A unidade eletrônica excita o sensor, causando a emissão de uma seqüência de pulsos ultra-sônicos. Os retornos (ecos) desses pulsos são detectados e o tempo decorrido entre a emissão e a detecção é contado, considerando o trajeto entre o sensor e a superfície do material – veja as figuras 2 e 3.

A eletrônica conta, com precisão, o tempo decorrido entre a emissão dos pulsos ultra-sônicos e a detecção dos ecos. Considerando a velocidade de propagação do som no ar e compensando os efeitos da variação de temperatura, o instrumento é capaz de calcular a distância entre a face do sensor e a superfície do material.

O instrumento utiliza um poderoso microprocessador, cujo software é capaz de efetuar o processamento da distância calculada em conjunto com as dimensões do reservatório e outros parâmetros do processo, visando determinar a variável de processo na unidade de engenharia desejada. Podem ser efetuados cálculos de volume em tanques com formatos não lineares e cálculos de taxas de vazão em calhas abertas, utilizando até dezenove pontos de linearização (possível apenas através de comunicação serial).

Sensor

Fig.2

Tanque Sinal

Ultra-sônicoproveniente

do transdutor

Echo-

!2

Unidade Eletrônica

!1

Sensor

Fig.3

Tanque Ecoretornado

da superfíciedo material

aoSensor

Echo-

!2

Unidade Eletrônica

!1


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2 – INSTALAÇÃO Atenção: altas tensões capazes de provocar choques elétricos estão presentes no interior da unidade eletrônica, portanto mantenha os cabos de alimentação isolados durante a instalação e energize o medidor somente após a conexão dos cabos nos conectores da placa principal. Todas as etapas da instalação, tanto elétrica quanto mecânica, deverão ser executadas por técnicos qualificados e em conformidade com as normas técnicas aplicáveis. Durante a instalação do instrumento, não deixe de consultar o manual de instruções específico de qualquer equipamento adicional que porventura venha a ser incorporado ao sistema. Assegure-se que a instalação elétrica tenha sido executada de acordo com as especificações desse manual e que a tensão de alimentação tenha sido corretamente selecionada antes de energizar o instrumento. Esse tipo de erro, caso ocorra, causará sérios danos ao instrumento. 2.1 – Seleção da Tensão de Alimentação Atenção: a seleção incorreta da tensão de alimentação (115 /230 V) ocasionará sérios danos à unidade eletrônica. O instrumento pode ser alimentado por 127 V / 60 Hz ou 220 V / 60 Hz, portanto verifique a chave seletora (SW1) localizada na placa eletrônica antes de energizar o instrumento.

230

SW1

2.2 – Localização da Unidade de Controle Procure instalar a unidade de controle de tal modo que:

1) haja facilidade na abertura da tampa frontal; 2) a temperatura ambiente esteja entre - 20ºC e + 50ºC; 3) o instrumento fique adequadamente protegido das intempéries; 4) a superfície de montagem seja vertical, plana, sólida e seca.

Evite localizar a unidade eletrônica onde:

1) fique próxima a linhas de alta tensão e a equipamentos geradores de energia eletromagnética de altas freqüências;

2) o cabo do sensor fique próximo de cabos de alta tensão e de cabos e equipamentos geradores de energia eletromagnética de altas freqüências;

3) o instrumento fique exposto diretamente aos raios solares; 4) haja vibração ou qualquer risco de inundação ou dano físico.


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MS

HIDROFLEX

1

Instrumentos

ALARMES

2


9

MS

2.3 – Instalando a Unidade Eletrônica Estabeleça um local satisfatório para fixar a unidade eletrônica. A unidade deverá ser fixada pelas quatro orelhas de fixação numa superfície de montagem adequada. Opcionalmente, o instrumento poderá ser fornecido com suportes para montagem em estrutura tubular. Na parte inferior da unidade estão localizados os orifícios para a entrada dos cabos elétricos (3 x 20 mm). Deverão ser utilizados prensa-cabos com anéis de vedação. Ressaltamos também que as conexões elétricas poderão ser feitas através de eletrodutos flexíveis (3 x ½ pol NPT). Nesse caso o cliente deverá informar com antecedência para que o equipamento seja devidamente preparado em fábrica.

2.4 – Localização do Sensor Procure posicionar o sensor de tal modo que:

1) fique pelo menos 0,5 metro acima do nível máximo do produto (FuLL); 2) fique perpendicular à superfície do material; 3) fique com uma visão clara e desobstruída do material; 4) a temperatura ambiente esteja entre - 40ºC e + 90ºC.

Evite posicionar o sensor onde:

1) seu feixe ultra-sônico possa ser obstruído; 2) possa receber sinais ultra-sônicos de outro equipamento; 3) possa estar exposto à vibração, movimento angular ou risco físico; 4) fique próximo de linhas de alta tensão e de equipamentos geradores de energia eletromagnética de

altas freqüências. 2.5 – Instalando o Sensor Os sensores AT-41 e AT-41T, utilizados em conjunto com o HIDROFLEX, devem ser montados em um suporte rígido ou diretamente no bocal do tanque. Quando montados em suporte, os sensores são instalados com o kit de isolação diretamente no furo roscado (rosca M20), que deve permitir também a passagem do cabo elétrico. No caso de montagem em bocais de tanques, opcionalmente poderão ser fornecidos sensores flangeados (3”) e/ou sensores com face de teflon para que sejam protegidos contra eventuais ataques químicos. O sensor AT-41T deve ser utilizado em aplicações onde a compensação de temperatura se torne necessária. Consulte a MS Instrumentos antes de optar. O sensor AR-30, utilizado em conjunto com o ECOFLEX, possui características de montagem semelhantes, embora possua dimensões distintas. É fornecido (opcionalmente) com flange de 4”.

92.2mm

102.6mm 77.2mm

25.4mm

1" NPT x 24mm

77.5mm

Cabo

Sensor AT-41


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2.6 – Interligando o Sensor à Unidade Eletrônica Os sensores AT-41 e AR-30 são fornecidos com um cabo de ligação de 1 metro de comprimento. O cabo é constituído de um par blindado, sendo o de cor azul o condutor de sinal e o de cor preta e a blindagem os condutores de terra. O cabo de 1 metro do sensor AT-41T é constituído de três condutores blindados, sendo o de cor vermelha o condutor de sinal, a blindagem o condutor de terra e os de cores preta e branca os condutores do termistor (utilizado como sensor de temperatura). O cabo do sensor deverá ser conduzido até a unidade eletrônica, separado de quaisquer outros cabos, através de eletrodutos metálicos devidamente aterrados.


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2.7 – Extensão do Cabo do Sensor Para estender o comprimento do cabo utiliza-se o cabo coaxial tipo RG-62AU de 93 ohms, sendo o comprimento máximo de 300 metros.

2.8 – Optando pelo Sensor de Temperatura Tipo RTD No caso de o cliente optar por instalar um sensor ultra-sônico simples (sem termistor) em uma aplicação que necessite de compensação de temperatura, poderá ser instalado um sensor RTD de dois fios do tipo resistência de platina (PT-100). O cabo de interligação deverá ser um par 16/30 AWG blindado.


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2.9 – Interligando os Contatos dos Relés A configuração SPCO (Single Pole Changeover) dos contatos dos relés é mostrada abaixo na condição desenergizada. A capacidade dos contatos é de 10A @ 250 VAC. Veja a seção 3.5.4 para obter maiores informações sobre como alterar o modo de atuação dos relés em relação ao estado dos alarmes.

ATENÇÃO: quando a carga a ser acionada pelos contatos do relé for indutiva (bobinas, contatores, solenóides, etc.) devem ser utilizados filtros RC supressores de ruídos. Consulte a MS Instrumentos a respeito. 2.10 – Interligando a Saída Analógica de 4 – 20 mA Saída isolada. Carga máxima: 500 ohms.

+ -

4~20

mA(

+)

Terra

(-)

CN1


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2.11 – Saída RS-232C Um conector DB-9 fêmea (J4), para comunicação serial no padrão RS-232C, encontra-se disponível na unidade eletrônica. O software opcional para configuração e calibração – o Echosuite – já vem configurado de fábrica para operar utilizando essa conexão.

RT

S

RX

DT

XD

RT

S

RT

S

GN

DN

CN

C

NC

1

6

J5


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2.12 – Optando pela Comunicação em RS-485 A placa opcional para comunicação no padrão RS-485, com saída isolada, deverá ser instalada no conector J4 (DB-9 fêmea) da placa principal e fixada com parafusos nos espaçadores correspondentes. O cabo de comunicação constituído de um par trançado blindado (7/32 AWG) é interligado ao conector presente nessa placa.

2.13 – Interligando os Cabos de Alimentação Os cabos de alimentação e aterramento devem ser ligados conforme desenho abaixo.


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3 – FUNDAMENTOS OPERACIONAIS As seções seguintes desse manual pressupõem que a instalação do instrumento foi executada corretamente, seguindo os passos descritos no Capítulo 2. Atenção: altas tensões capazes de provocar choques elétricos estão presentes na placa principal e nos conectores no interior da unidade eletrônica. Atenção: com a tampa da unidade eletrônica aberta, os módulos eletrônicos internos ficam expostos às condições ambientais. Para abrir a tampa frontal, afrouxe os dois parafusos ou pressione os dois fechos laterais, dependendo do modelo utilizado. Ao fechar a tampa certifique-se de que os parafusos ou fechos estejam proporcionando a pressão devida na mesma. 3.1 – Energizando o Instrumento No momento inicial de energização do instrumento, os dois LEDs e todos os segmentos do display irão acender por um breve período. Em seguida, a versão do software será exibida momentaneamente e o instrumento entrará, logo depois, em condições operacionais. O instrumento possui um período de aquecimento de aproximadamente 1 minuto antes de ficar totalmente operacional, visando avaliar o estado do sensor e assegurar que este esteja detectando ecos suficientes para operar com eficácia. Todas as leituras, falhas e condições de alarme durante esse período devem ser ignoradas. 3.2 – Interface com o Operador

Os medidores HIDROFLEX / ECOFLEX podem ser fornecidos com painel de controle frontal para interface com o operador, contendo quatro teclas do tipo push-button, dois LEDs vermelhos, um display de cristal líquido (LCD) e uma tabela auxiliar para consultas rápidas com as descrições das páginas, opções e mensagens de falhas / erros disponíveis. Na versão mais simples do medidor, o painel de controle é substituído por um programador portátil, podendo ainda ser usado um computador com conexão serial.


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A tecla de funções seleciona os vários parâmetros disponíveis no display.

A tecla do cursor é usada para selecionar o dígito a ser alterado e também para a inicialização dos dados / ajustes de processo.

A tecla de incremento é usada para incrementar o valor do dígito e também para alterar a posição do ponto decimal.

Após a completada a inicialização dos dados / ajustes de processo, a tecla de entrada é acionada para validar os valores registrados.

1 O LED ALARME 1 acenderá conforme a opção de alarme programada 2 O LED ALARME 2 acenderá conforme a opção de alarme programada


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TABELA AUXILIAR PARA CONSULTA:

Páginas – apresenta um índice com o conteúdo de cada página indicando os parâmetros, as unidades utilizadas e o modo de registro do parâmetro. Por exemplo, Opção indica que nesse parâmetro um código representando um valor deverá ser utilizado. Opções – apresenta um guia abreviado descrevendo as opções disponíveis para os parâmetros principais. Por exemplo, SEL é o parâmetro que seleciona o modo de medição: se você selecionar a opção 0 o instrumento medirá no modo distância. Falhas e Mensagens de Erros – apresenta uma descrição sucinta do significado das várias mensagens que podem vir a ser exibidas. 3.3 – Operação do Painel de Controle O display atua como uma janela através da qual o operador pode visualizar os diversos parâmetros que compõem uma página. Utilizando a tecla de funções você pode mover-se seqüencialmente dentro da página para ter acesso aos seus parâmetros. Os parâmetros encontram-se organizados nas páginas de forma seqüencial, de tal modo que o acionamento contínuo da tecla de funções proporcionará um ciclo navegacional completo, do parâmetro inicial ao final. Os nomes dos parâmetros são exibidos de forma abreviada no display de sete segmentos. Por exemplo, oFSt, mostrado aqui, é uma abreviação da palavra "Offset". O nome do parâmetro será apresentado no display durante 1 segundo. Decorrido esse tempo, o nome do parâmetro será substituído no display pelo seu valor correspondente. No exemplo, "8.888" é o valor do parâmetro Offset.

= Nome do Parâmetro


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No caso de o valor do parâmetro atualmente exibido não ser compatível com a programação do instrumento, o valor do parâmetro será substituído por -nA-. Por exemplo, se a função do Alarme 1 for programada como alarme de falha em A1oP, os níveis de atuação (A1-H e A1-L) não serão aplicáveis, portanto os valores serão substituídos por -nA- e o operador não poderá inserir outros valores nessa condição. Pressione a tecla de entrada para exibir momentaneamente o nome do parâmetro cujo valor esteja no display. 3.3.1 – Inserindo Dados A inserção de dados pode envolver um registro de valor numérico direto, como 1.234 (inclusive ponto decimal), ou uma seleção de opções fixas representadas numericamente, por exemplo, 0 ou 1 para selecionar o modo de operação de um relé. Para inserir um valor numérico direto, use a tecla de funções para mover-se até o parâmetro a ser alterado e então inicie o processo de inserção pressionando a tecla do cursor. O primeiro dígito do valor exibido começará a piscar indicando que este está selecionado. Enquanto selecionado, pode ser incrementado, em ordem crescente, uma unidade por vez, até atingir um valor entre 0 e 9. O dígito mais significativo (à esquerda no display) é um caso especial, pois também pode possuir o valor de um sinal de menos (-), de modo a permitir a inserção de números negativos. Tendo alterado esse dígito, aperte a tecla do cursor e o dígito seguinte (à direita) ficará selecionado de modo a ser alterado da mesma forma. Se a tecla do cursor for pressionada enquanto o último dígito do display estiver piscando, o dígito mais significativo voltará a ser selecionado. Alguns valores possuirão ponto decimal, que será selecionado quando a tecla do cursor for usada para selecionar um dígito adjacente. Utilize a tecla de incremento para posicionar o ponto decimal. O ponto decimal desaparecerá quando for posicionado após o último dígito, embora permaneça selecionado, e poderá retornar ao dígito mais significativo se a tecla de incremento for pressionada novamente. Deve-se notar que os valores numéricos são representados por todos os quatro dígitos, devendo, portanto, serem usados na inserção dos dados. Por exemplo, a inserção do valor 1.5 deverá ser feita de uma das seguintes formas: 1.500, 01.50 ou 001.5. Após a inserção de um novo valor, a tecla de entrada deverá ser pressionada. “Stor” será exibido brevemente, confirmando que o dado recentemente inserido foi armazenado na memória e todos os dígitos deixarão de piscar indicando que eles não estão mais selecionados. Note que se a tecla de funções for pressionada antes da tecla de entradas, o processo de inserção de dados será interrompido e o parâmetro cujo valor estiver sendo exibido dará lugar ao próximo parâmetro dentro da página atual, significando que o valor que se tentou inserir está perdido, não havendo alteração na memória do instrumento. Para selecionar uma dentre diversas opções fixas (por exemplo, 0 ou 1 para o modo de operação do relé), siga o mesmo procedimento adotado para a inserção de um valor numérico normal, excetuando-se o fato de

= Valor do Parâmetro


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que, quando for pressionada a tecla de incremento, apenas aparecerão os dígitos correspondentes às opções (no exemplo citado, 0 representando o modo de operação normal do relé e 1 representando o modo de operação reversa do relé). Após a seleção da opção desejada, pressione a tecla de entrada para validar o valor. 3.3.2 – Senhas Muitos dos parâmetros disponíveis ao operador não devem ter seus valores alterados, sob pena de afetar o funcionamento do medidor. Em certas aplicações tais alterações podem causar sérias conseqüências. Portanto, o instrumento provê a possibilidade de inserção (pelo usuário) de uma senha que impossibilite quaisquer alterações dos valores dos parâmetros por pessoas não autorizadas.

Os parâmetros contidos na Página 0 (com exceção do parâmetro de seleção de página) não estão protegidos com senha. Se o operador tentar acessar o parâmetro de seleção de página com o intuito de mover-se a qualquer outra página (1, 2 ou 3), será solicitada a inserção da senha no parâmetro PASS. Os quatro dígitos da senha correta (-999 a 9999) devem ser inseridos para que o acesso à página em questão seja permitido.

Se o operador entrar com a senha correta, o número da página aparecerá brevemente, por exemplo, “Pg-2”, e o instrumento exibirá o primeiro parâmetro da página selecionada. Porém, se o operador entrar com uma senha incorreta, a mensagem "no” aparecerá e o instrumento voltará para a página 0. Isso também acontecerá caso o operador pressione a tecla de funções nessa etapa.

O instrumento é fornecido com a senha default 0000. Se não houver nenhuma necessidade em particular para protegê-lo com outra senha, mantenha a senha em 0000 e o operador simplesmente terá que pressionar a tecla de entrada quando for solicitada a senha. Para alterar a senha, vá até o parâmetro PASS na página 3, onde a senha existente será exibida e onde você poderá alterá-la para uma nova. A partir do momento em que a senha for alterada em PASS, será necessário entrar com a nova senha sempre que se quiser acessar os parâmetros das páginas 1, 2 ou 3. Esteja seguro de memorizar essa senha cuidadosamente, pois não há nenhum modo de restabelecer a senha default, exceto apagando-se a memória, conforme descrito na seção seguinte. 3.4 – Memória EEPROM e Falta de Energia Todos os dados inseridos no instrumento são armazenados em memória EEPROM. Assim, o instrumento não perderá as informações no caso de faltar energia. O único modo de reconfigurar totalmente o instrumento é apagar a memória e reinserir os valores default na EEPROM, conforme descrito na seção seguinte. 3.4.1 – Reset da Memória EEPROM Atenção: ao apagar-se a memória EEPROM, os valores default serão automaticamente carregados (exceto a senha contida em PASS), não sendo necessária a reconfiguração completa do instrumento. Entretanto, é recomendável que se registrem todos os valores de parâmetros atualmente usados pelo instrumento na folha de REGISTRO DOS VALORES INSERIDOS antes de se proceder com o reset da EEPROM. Essa folha encontra-se no Capítulo 5 e deve ser mantida arquivada pelo responsável pela manutenção do instrumento. Tenha-a sempre em mãos, contendo os valores atuais de parametrização do instrumento, quando contactar a MS Instrumentos.


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Para proceder com o apagamento da memória EEPROM desligue o instrumento, espere alguns segundos e ligue novamente o instrumento mantendo pressionadas as teclas de funções e entrada ao mesmo tempo até que a mensagem “CLr” apareça. Essa mensagem indica que o reset da EEPROM foi executado com sucesso.

3.5 – Páginas O instrumento possui quatro páginas identificadas pelos algarismos 0, 1, 2 e 3. Cada página contém uma lista de parâmetros em seqüência que o operador pode visualizar e alterar (quando permitido). Através dos parâmetros disponíveis nas páginas o operador é capaz de inserir valores apropriados à perfeita operação do instrumento, para que este execute medições com precisão e confiabilidade, de acordo com as características de uma aplicação em particular. A página 0 é a página default. O acesso a essa página torna-se disponível no momento em que o instrumento é ligado e também após cinco minutos de ociosidade do teclado em qualquer outra página. Não é necessário senha para obter acesso a essa página, pois ela foi concebida para permitir a leitura das medições do instrumento por pessoal menos qualificado. A página 1 permite ao operador selecionar a unidade de engenharia em que as medições do instrumento serão apresentadas, além de conter os parâmetros básicos de calibração do instrumento. A página 2 permite ao operador programar as condições operacionais dos relés e estabelecer o range de valores da saída analógica, visando o controle do processo. A página 3 é a página de diagnósticos de engenharia. Contém parâmetros que permitem ao usuário proceder no ajuste fino do medidor, modificar o seu desempenho ou avaliar e solucionar os eventuais problemas encontrados na aplicação. Contém, também, os parâmetros básicos para habilitar e configurar a compensação de temperatura. 3.5.1 – Mudança de Páginas

Toda página possui uma seqüência de parâmetros agrupados. Para passar de uma página para outra, selecione PAgE e pressione a tecla do cursor. Utilize a tecla de incremento para selecionar a página desejada (0, 1, 2 ou 3) e então pressione a tecla de entrada para exibir o parâmetro inicial dessa página.

Caso o operador deseje entrar nas páginas 1, 2 ou 3 a partir da página 0 (página default) uma senha será solicitada, conforme descrito na seção 3.3.2. No caso de desejar retornar de qualquer página para a página 0 a senha não será solicitada. 3.5.2 – Página 0: Página Default Os parâmetros disponíveis na página 0 são os parâmetros operacionais básicos do medidor, utilizados no dia a dia. Os parâmetros e suas descrições estão listados abaixo, na ordem em que aparecem na página.

rEAd – exibe a leitura na unidade de engenharia selecionada, por exemplo, 1234 (mm), 23.45 (pé3), 345.6 (litros), etc. O instrumento retorna automaticamente a esse parâmetro após cinco minutos de ociosidade do teclado.

Faixa: -999 a 9999 (unidades de engenharia)


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PAgE – seleciona uma nova página e também exibe o número da página atualmente selecionada.

Faixa: 0 a 3

Página 0: default Página 1: calibração, unidades de engenharia Página 2: programação das saídas (digitais e analógicas) Página 3: diagnósticos de engenharia, compensação de temperatura

HEAt – exibe o valor da temperatura em ºC usado nos cálculos de compensação de temperatura. Esse valor pode ser fixo ou variável, conforme definido nos parâmetros tSEt e rtd (veja a seção 3.5.5).

Faixa: -999 a 9999 ºC

HitS – exibe o percentual da recepção de ecos do sensor; é uma indicação básica da qualidade do sinal que está sendo detectado: 0% (ruim) a 100% (boa).

Faixa: 0 a 100 %

diSt – exibe a distância absoluta (em metros) entre a face do sensor e a superfície do material de processo, independentemente de qualquer parâmetro utilizado na configuração da leitura. Essa medida não é afetada pelos parâmetros EPtY, FuLL, oFSt, ScAL, dAnP, FS-L e obSt, porém é afetada pelos parâmetros de compensação de temperatura tSEt e rtd. Não pode ser medida dentro da área cega (vide bLAn – página 3), devido à incapacidade do instrumento de detectar ecos nessas áreas. Quando o instrumento estiver impossibilitado de detectar ecos, o valor exibido será congelado até que a detecção dos ecos se restabeleça, logo após o que a distância absoluta será atualizada.

Faixa: 0.300 a 13.00 m (Hidroflex) e 0.800 a 20.00 m (Ecoflex) 3.5.3 – Página 1: Calibração Os parâmetros disponíveis na página 1 possibilitam ao operador configurar e calibrar o instrumento para uma aplicação específica. Os parâmetros e suas descrições estão listados abaixo, na ordem em que aparecem na página.



Faixa: 0 a 3

Página 0: default Página 1: calibração, unidades de engenharia


22

Página 2: programação das saídas (digitais e analógicas) Página 3: diagnósticos de engenharia, compensação de temperatura

EPtY – distância entre a face do sensor e o nível mínimo de material (o fundo do tanque) em metros. Esse parâmetro somente tornar-se-á aplicável caso a opção 1, 2, 3 ou 4 tenha sido selecionada em SEL. De modo contrário (SEL = 0) não será permitida a inserção de dados (-nA- será exibido). Note que o instrumento não pode reconhecer ecos provenientes de distâncias superiores a 10% do valor inserido em EPtY e se o nível do material cair para esse ponto o instrumento iniciará a contagem de tempo de fail-safe (veja FS-t). Portanto, é muito importante determinar essa distância cuidadosamente.

Faixa: 0.300 a 13.00 m (Hidroflex) e 0.800 a 20.00 m (Ecoflex) Default: 12.00 m (Hidroflex) e 20.00 m (Ecoflex)

FuLL – distância entre o nível mínimo (EPtY) e o nível máximo de material em metros. Esse parâmetro só terá aplicabilidade caso a opção 1, 2, 3 ou 4 tenha sido selecionada em SEL. Não permitirá a inserção de dados (-nA- será exibido) caso a opção 0 tenha sido selecionada.

Faixa: 0.100 a 12.00 m (Hidroflex) e 0.100 a 20 m (Ecoflex) Default: 12.00 m (Hidroflex) e 20.00 m (Ecoflex)

SEL – seleciona os modos de medição básicos que o instrumento é capaz de executar. OBS: caso deseje a indicação da leitura em percentual do máximo, veja como proceder na observação existente após a descrição do parâmetro unit.

Faixa: 0 a 4 Default: 3

Opção 0 – Modo Distância: o instrumento efetuará a medida da distância da face do sensor ao nível do material em unidades de engenharia.

Face do Sensor

Dis

tânc

ia

Sensor Descarga

TanqueMaterial

Nível Mínimo

Nív

el

Sensor

Descarga

Tanque Material

Nível Máximo Sensor

Descarga

Tanque

Modo Distância Modo Nível Modo Nível Vazio

Modo Volume Modo Volume Vazio

Material

Volume Mínimo

Vol

ume

Sensor Descarga

TanqueMaterial

Volume Máximo

Volume Vazio

Sensor

Descarga

Tanque Material

Espaço


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Opção 1 – Modo Nível: o instrumento efetuará a medida da distância do fundo do tanque (EPtY) ao nível do material em unidades de engenharia. Opção 2 – Modo Nível Vazio: o instrumento efetuará a medida da distância do nível do material ao topo do tanque (FuLL) em unidades de engenharia. Opção 3 – Modo Volume ou Percentual: o instrumento efetuará a medida do volume de material contido no tanque. Opção 4 – Modo Volume Vazio: o instrumento efetuará a medida do volume contido no espaço vazio do tanque.

unit- seleciona a unidade de engenharia para os modos de operação Distância, Nivel e Nível Vazio. Esse parâmetro só possuirá aplicabilidade se forem selecionadas as opções 0, 1 ou 2 em SEL. Não serão permitidas inserções de dados (-nA- será exibido) se forem selecionadas as opções 3 ou 4.

Faixa: 0 a 4 Default: 0 Opção 0 – Metros (m): a leitura será fornecida em metros. Opção 1 – Centímetros (cm): a leitura será fornecida em centímetros. Opção 2 – Milímetros (mm): a leitura será fornecida em milímetros. Opção 3 – Pés (ft): a leitura será fornecida em pés. Opção 4 – Polegadas (in): a leitura será fornecida em polegadas. Observação – nível em %: no caso de se desejar medir nível em percentual do máximo, selecione o modo volume ou volume vazio (se desejar medir nível vazio) em SEL (opções 3 e 4, respectivamente) e mantenha VoL em 100.

VoL – volume máximo do tanque utilizado pelo material do processo. Usado para corrigir a indicação de volume nos modos de operação Volume e Volume Vazio. Esse parâmetro só possuirá aplicabilidade se forem selecionadas as opções 3 ou 4 em SEL. Não serão permitidas inserções de dados (-nA- será exibido) se as opções selecionadas forem 0, 1 ou 2.

Faixa: -999 a 9999 (unidades de engenharia) Default: 100.0

oFSt – fator a ser somado à medição, em unidades de engenharia, para corrigir a leitura.


24

Esse parâmetro deve ser usado quando a leitura tiver que ser alterada para referenciar distâncias entre o nível do material e outro nível diferente de EPtY (fundo do tanque), por exemplo, para a referência entre o nível medido e o nível do mar. Note que esse valor somente será somado à medição após o fator de escala em ScAL ter sido aplicado à mesma. No caso de o material de processo não interfacear diretamente com o ar, por exemplo, se houver a presença de gás ou espuma sobre sua superfície, refira-se à seção “Observações” no capítulo 5.


ScAL – fator a ser multiplicado pela medição para corrigir a leitura. Esse parâmetro poderá ser usado para converter a medição na unidade de engenharia configurada para qualquer outra unidade de engenharia. Por exemplo, se o instrumento teve seus parâmetros SEL e unit configurados de modo a ler distância em pés, ele poderá ser forçado a exibir a leitura em jardas simplesmente inserindo-se o fator de conversão 0.333. No caso de o material de processo não interfacear diretamente com o ar, por exemplo, se houver a presença de gás ou espuma sobre sua superfície, refira-se à seção “Observações” no capítulo 5.

Faixa: -999 a 9999 Default: 1.000

dAnP – tempo de resposta do medidor em segundos. O circuito de retardo utilizado é do tipo RC (resistor e capacitor), controlado por software. Aumentando-se o tempo de resposta, o instrumento irá demorar mais para atingir a indicação correta do nível do material, no caso de este último variar. Isso tem o efeito de melhorar a precisão e a estabilidade da medição, porém afeta a sensibilidade do instrumento às variações rápidas de nível. É aconselhável fixar um tempo de resposta longo para maximizar a estabilidade, porém é importante que esse tempo não seja demasiado longo, ao ponto de tornar-se incompatível com a taxa de variação do nível do material (veja os exemplos descritos no capítulo 5).

Faixa: 0.000 a 9999 segundos Default: 10.00 segundos

FS-t – “fail-safe timer”, inserido em múltiplos de 5 segundos. Quando o instrumento não detectar um eco válido, por qualquer motivo, o “fail-safe timer” será acionado. O instrumento congelará a leitura no último valor conhecido e então começará a contar o tempo de “fail-safe” inserido aqui. Decorrido esse tempo, será exibida uma mensagem de erro (em todas as quatro páginas). Se um eco válido for detectado antes desse tempo expirar, o “fail-safe timer” será

oFSt

Sensor

Descarga

Tanque

Mar, Reservatório, etc.

Lei

tura

Des

ejad

a

EPtY

Insira a distância em unid. Engenharia em oFSt

Material


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reinicializado e a leitura será atualizada, ignorando o tempo de resposta inserido em dAnP. Porém, se o tempo de “fail-safe” expirar antes que o instrumento consiga detectar outro eco válido, uma falha (“Fail”) será registrada (veja a seção 3.6) e o instrumento assumirá o valor programado em FS-L, levando em conta o tempo de resposta configurado em dAnP. Nessa situação o “fail-safe” é considerado ativado. O fail-safe será desativado quando o instrumento começar a detectar ecos válidos novamente. Nesse momento o “fail-safe timer” será reinicializado, a situação de falha será cancelada e a leitura atualizada, ignorando o tempo de resposta configurado em dAnP. Uma característica especial desse parâmetro é que, se o tempo aqui fixado for de 0000 segundos, o instrumento manterá indefinidamente a última leitura conhecida em exibição até que possa detectar ecos válidos novamente, sendo que nunca alcançará um estado “fail-safe” ativo, incapacitando efetivamente o “fail-safe”.

Faixa: 0000 a 9995 segundos (em passos de 5 segundos) Default: 0005 segundos

FS-L – valor da leitura a ser assumido pelo instrumento quando o tempo de ”fail-safe” (FS-t) tiver expirado e o estado de “fail-safe” tiver sido ativado. Esse nível será mantido durante o período em que o instrumento estiver impossibilitado de detectar um eco válido.

Faixa: -999 a 9999 (unidades de engenharia) Default: 0.000 3.5.4 – Página 2: Programação das Saídas Os parâmetros disponíveis na página 2 são dedicados à configuração das saídas digitais e analógicas. Os parâmetros e suas descrições estão listados abaixo, na ordem em que aparecem na página.



Faixa: 0 a 3


A1oP – seleciona o modo de operação do Alarme 1, que controla o relé 1, de modo a atuar conforme a configuração presente em A1rP. Veja a observação existente no final da página seguinte. OBS: o alarme, ao ser ativado, provoca o acendimento do LED correspondente no painel do instrumento. Ao ser desativado, o LED se apaga automaticamente.



26

Tempo

Lei

tura

A1-H

A1-L

Ala

rme

1 A

tivad

o A

larm

e 1

Des

ativ

ado

Ala

rme

1 A

tivad

o A

larm

e 1

Des

ativ

ado

Tempo

Lei

tura

A1-H

A1-L

Ala

rme

1 D

esat

ivad

o A

larm

e 1

Ativ

ado

Ala

rme

1 D

esat

ivad

o

Faixa Histerese

Ala

rme

1 A

tivad

o

Opção 0 – Modo Faixa: o alarme (relé) atuará quando a leitura do instrumento ultrapassar os valores máximo e mínimo definidos pelos parâmetros A1-H e A1-L, respectivamente. Estando a leitura dentro da faixa de operação definida por esses parâmetros, o alarme perma-necerá inativo. Note que o parâmetro A1-L jamais poderá conter um valor maior que A1-H. Caso se tente quebrar essa regra, o instrumento retornará uma mensagem de erro.

Opção 1 – Modo Histerese: o alarme (relé) atuará quando a leitura do instrumento atingir o valor inserido no parâmetro A1-H e permanecerá ativo enquanto a leitura não baixar do valor inserido em A1-L. O alarme voltará a ativar-se somente quando a leitura novamente atingir o valor armazenado em A1-H. Note que o parâmetro A1-L jamais poderá conter um valor maior que A1-H. Caso se tente quebrar essa regra, o instrumento retornará uma mensagem de erro. O estado inicial do alarme é desativado caso a leitura encontre-se abaixo do valor de A1-H. Opção 2 – Modo Falha: o alarme (relé) atuará quando o instrumento registrar uma falha (veja a seção 3.6). Durante a operação normal do instrumento o alarme permanecerá inativo. Opção 3 – Modo Temperatura: o alarme (relé) atuará quando o valor do parâmetro HEAt (veja a seção 3.5.2) do instrumento ultrapassar os valores máximo e mínimo definidos pelos parâmetros A1-H e A1-L, respectivamente. Estando o valor da temperatura (conteúdo de HEAt) dentro da faixa de operação definida por esses parâmetros, o alarme permanecerá inativo. Note que o parâmetro A1-L jamais poderá conter um valor maior que A1-H. Caso se tente quebrar essa regra, o instrumento retornará uma mensagem de erro. Opção 4 – Desligado: o alarme permanecerá constantemente inativo. Opção 5 – Alternância de Reles : o equipamento ira atuar alternando o alarme entre rele 1 e rele 2, ou seja cada vez que o rele 1 for energizado e desenergizado na próxima condição de alarme o rele 2 é que será energizado e assim sucessivamente. Nesta opção ambos os reles atuarão em modo de Histerese( ver opção 1). Os valores de set e de reset dos reles devem ser paramentrizados separadamente para rele 1 e rele 2.

A1-H – valor máximo da faixa de operação do Alarme 1. Esse parâmetro só possui aplicabilidade se forem selecionadas as opções 0, 1 ou 3 em A1oP. Não permitirá a inserção de dados (-nA- será exibido) caso as opções 2 ou 4 tenham sido selecionadas. Aqui é impossível inserir um valor menor do que o armazenado em A1-L, entretanto é possível inserir um valor igual.


A1-L – valor mínimo da faixa de operação do Alarme 1. Esse parâmetro só possui aplicabilidade se forem selecionadas as opções 0, 1 ou 3 em A1oP. Não permitirá a inserção de dados (-nA- será exibido) caso as opções 2 ou 4 tenham sido selecionadas. Aqui é impossível inserir um valor maior do que o armazenado em A1-H, entretanto é possível inserir um valor igual.



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Tempo

Lei

tura

A1-H

A1-L

Ala

rme

1 A

tivad

o A

larm

e 1

Des

ativ

ado

Ala

rme

1 A

tivad

o A

larm

e 1

Des

ativ

ado

Tempo

Lei

tura

A1-H

A1-L

Ala

rme

1 D

esat

ivad

o A

larm

e 1

Ativ

ado

Ala

rme

1 D

esat

ivad

o

Faixa Histerese

Ala

rme

1 A

tivad

o

A1rP – modo de atuação na bobina de comando do relé em função do estado operacional do Alarme 1.

Faixa: 0 a 1 Default: 0 Opção 0 – (ação reversa): a bobina do relé será desenergizada ao disparar-se o Alarme 1 e energizada ao desligar-se o mesmo. Opção 1 – (ação direta): exatamente o inverso da opção anterior.

A2oP – seleciona o modo de operação do Alarme 2, que controla o relé 2, de modo a atuar conforme a configuração presente em A2rP. Veja a observação existente no final da página seguinte. OBS: o alarme, ao ser ativado, provoca o acendimento do LED correspondente no painel do instrumento. Ao ser desativado, o LED se apaga automaticamente.

Faixa: 0 a 4 Default: 0 Opção 0 – Modo Faixa: o alarme (relé) atuará quando a leitura do instrumento ultrapassar os valores máximo e mínimo definidos pelos parâmetros A2-H e A2-L, respectivamente. Estando a leitura dentro da faixa de operação definida por esses parâmetros, o alarme permanecerá inativo. Note que o parâmetro A2-L jamais poderá conter um valor maior que A2-H. Caso se tente quebrar essa regra, o instrumento retornará uma mensagem de erro.

Opção 1 – Modo Histerese: o alarme (relé) atuará quando a leitura do instrumento atingir o valor inserido no parâmetro A2-H e permanecerá ativo enquanto a leitura não baixar do valor inserido em A2-L. O alarme voltará a ativar-se somente quando a leitura novamente atingir o valor armazenado em A2-H. Note que o parâmetro A2-L jamais poderá conter um valor maior que A2-H. Caso se tente quebrar essa regra, o instrumento retornará uma mensagem de erro. O estado inicial do alarme é desativado caso a leitura encontre-se abaixo do valor de A2-H. Opção 2 – Modo Falha: o alarme (relé) atuará quando o instrumento registrar uma falha (veja a seção 3.6). Durante a operação normal do instrumento o alarme permanecerá inativo. Opção 3 – Modo Temperatura: o alarme (relé) atuará quando o valor do parâmetro HEAt (veja a seção 3.5.2) do instrumento ultrapassar os valores máximo e mínimo definidos pelos parâmetros A2-H e A2-L, respectivamente. Estando o valor da temperatura (conteúdo de HEAt) dentro da faixa de operação definida por esses parâmetros, o alarme permanecerá inativo. Note que o parâmetro A2-L jamais poderá conter um valor maior que A2-H. Caso se tente quebrar essa regra, o instrumento retornará uma mensagem de erro. Opção 4 – Desligado: o alarme permanecerá constantemente inativo. OBS: Caso o parâmetro A2-oP for parametrizado com o valor 5 o display ira mostrar –na- desabilitando esta função.


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A2-H – valor máximo da faixa de operação do Alarme 2. Esse parâmetro só possui aplicabilidade se forem selecionadas as opções 0, 1 ou 3 em A2oP. Não permitirá a inserção de dados (-nA- será exibido) caso as opções 2 ou 4 tenham sido selecionadas. Aqui é impossível inserir um valor menor do que o armazenado em A2-L, entretanto é possível inserir um valor igual.


A2-L – valor mínimo da faixa de operação do Alarme 2. Esse parâmetro só possui aplicabilidade se forem selecionadas as opções 0, 1 ou 3 em A2oP. Não permitirá a inserção de dados (-nA- será exibido) caso as opções 2 ou 4 tenham sido selecionadas. Aqui é impossível inserir um valor maior do que o armazenado em A2-H, entretanto é possível inserir um valor igual.


A2rP – modo de atuação na bobina de comando do relé em função do estado operacional do Alarme 2.

Faixa: 0 a 1 Default: 0 Opção 0 – (ação reversa): a bobina do relé será desenergizada ao disparar-se o Alarme 2 e energizada ao desligar-se o mesmo. Opção 1 – (ação direta): exatamente o inverso da opção anterior.

AnHi – valor de fim de escala, em unidades de engenharia, correspondente à saída analógica. Por exemplo, nível do tanque cheio, que corresponderá ao valor de 20 mA na saída analógica.


AnLo – valor de início de escala, em unidades de engenharia, correspondente à saída analógica. Por exemplo, nível do tanque vazio, que corresponderá ao valor de 4 mA na saída analógica.

Faixa: -999 a 9999 (unidades de engenharia) Default: 0.000 3.5.5 – Página 3: Diagnósticos de Engenharia Os parâmetros disponíveis na página 3 são informações sobre as condições operacionais do instrumento para uma aplicação em particular e, além disso, permitem a configuração do instrumento para operar com compensação de temperatura. Os parâmetros e suas descrições estão listados abaixo, na ordem em que aparecem na página.


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Faixa: 0 a 3


PASS – senha para restrição de acesso (não confundir com PAS?, que é a solicitação para inserção da senha quando se muda de página). Caso seja criada uma senha para restringir o acesso à configuração do instrumento, é imperativo que esse valor seja apropriadamente registrado e arquivado, visto que não há nenhum modo de restabelecer a senha anterior, exceto procedendo-se ao reset da EEPROM (veja a seção 3.4.1).

Faixa: -999 a 9999 Default: 0000

bLAn – área cega: distância mínima entre a face do sensor e o nível máximo do material de processo em metros. No Hidroflex essa distância equivale a 0,3 metros, enquanto que no Ecoflex esse valor corresponde a 0,8 metros. Essa característica não deve ser confundida com o parâmetro obSt, que é destinado a lidar com obstruções temporárias fora do range de medição que passam ocasionalmente sob a face do sensor, por exemplo, braços de carregamento móveis etc. É importante ressaltar que, se o eco principal retornasse de dentro da área cega devido à passagem da pá de um agitador sob a face do sensor, por exemplo, o instrumento não reconheceria esse eco. Nessa situação o instrumento elevaria automaticamente o ganho (gAin) com o objetivo de encontrar um outro eco dentro da área válida de medição. Em uma aplicação ideal, se nenhum outro eco fosse detectado, o instrumento indicaria uma mensagem de erro “noEc" (veja a seção 3.6) e ativaria o contador de tempo de “fail-safe” associado. Aumentando o ganho, o instrumento conseguiria, possivelmente, detectar algum eco falso de amplitude inferior ao valor estabelecido em no-P e seria enganado, acreditando ser este o eco principal. Isso causaria um erro na leitura e impediria a mensagem de erro “noEc” de ser exibida. O melhor método para evitar que tal situação ocorra é estender fisicamente a área cega do instrumento (aumentar a distância da face do sensor ao nível máximo do material), tendo a certeza de que o material ou qualquer outro obstáculo não a atinja. Porém, também é possível, em algumas aplicações, evitar esse problema diminuindo-se em ToPg o ganho máximo que o instrumento pode alcançar, ou ainda, aumentando-se a amplitude mínima de um eco válido em no-P. Quando o instrumento for novamente capaz de detectar ecos válidos, a mensagem de erro “noEc” será cancelada e o tempo de “fail-safe” reinicializado.

Faixa: 0.300 a 13.00 m (Hidroflex) e 0.800 a 30.00 m (Ecoflex) Default: 0.300 m (Hidroflex) e 0.800 m (Ecoflex)


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obSt – área de obstáculo: distância entre a face do sensor e a superfície do obstáculo em metros. A área de obstáculo estende-se desde o limite da área cega (veja bLAn) até o ponto especificado aqui, na qual o instrumento poderá detectar ecos, mas não os registrará como válidos, conseqüentemente não influindo na leitura. Essa característica permite ao instrumento evitar leituras erradas causadas por obstruções temporárias que passem sob a face do sensor, por exemplo, agitadores giratórios, braços de carregamento móveis, etc. Quando for detectado o eco principal (eco usado no cálculo da distância) proveniente dessa área, o instrumento exibirá uma mensagem de erro “oBSt" (veja a seção 3.6) e ativará o temporizador “fail-safe” associado. Porém, o instrumento não ajustará seu ganho automático (gAin) nem procurará por ecos válidos em outro lugar. Permanecerá focado no mesmo eco até a passagem do obstáculo e o conseqüente retorno à área de medição válida, mesmo que o tempo de “fail-safe” expire e o nível de “fail-safe” seja ativado. Quando o eco proveniente da área válida de medição for detectado o erro “obSt" será cancelado junto com qualquer atividade “fail-safe” remanescente.

Faixa: 0000 a 13.00 m (Hidroflex) e 0000 a 30.00 m (Ecoflex) Default: 0000

Agitador (rotacionando)

Instalações Próximas (Fixas) Sensor

Área Cega

Tanque

Material


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rtd – habilita / desabilita a compensação de temperatura.

Faixa: 0 a 1 Default: 0 Opção 0 – Desligado: a compensação de temperatura será desabilitada (mesmo havendo um elemento sensor para esse fim) e considerará o valor de temperatura fixo inserido em tSEt para efeito de compensação. Opção 1 – Ligado: o instrumento usará como valor de temperatura para efeito de compensação a indicação instantânea fornecida pelo RTD (termômetro de resistência de platina). Esse valor pode ser visualizado e ajustado em tSEt. Caso a opção 1 seja selecionada, um RTD deverá ser conectado aos terminais apropriados (veja o capítulo 2). Se o RTD não estiver instalado ou se os terminais no conector estiverem abertos ou em curto, por qualquer razão, uma falha “rtd" será exibida. Durante a ocorrência dessa falha, a temperatura fixar-se-á no valor default equivalente a 20ºC e permanecerá assim até que a conexão seja corrigida ou até que a opção 0 seja selecionada.

tSEt – temperatura a ser utilizada no cálculo de compensação de temperatura. Se a opção 0 tiver sido selecionada no parâmetro rtd o valor inserido aqui permanecerá fixo. Porém, caso a opção 1 tenha sido selecionada em rtd, o valor de tSEt variará conforme a temperatura medida pelo RTD. Lembre-se que esse parâmetro afeta diretamente a leitura do instrumento, portanto o RTD deverá ser preciso e deverá medir a temperatura entre a face do sensor e o material de processo. Caso uma falha “rtd” ocorra, o valor desse parâmetro fixar-se-á em 20°C. O valor indicado aqui também aparecerá em HEAt (veja a seção 3.5.2).

Faixa: -999 a 9999°C Default: 20.00ºC Atenção: os parâmetros seguintes correspondem ao diagnóstico de engenharia e afetam o critério de detecção de ecos do instrumento, podendo provocar efeitos indesejados no seu desempenho. Somente técnicos capacitados devem alterar esses parâmetros. Em caso de dúvida, comunique-se com a MS Instrumentos.

Echo – amplitude em volts do último eco detectado.

Faixa: 0.00 a 5.00 V

tArg – valor desejado, em volts, para a amplitude do eco. O instrumento amplificará o eco detectado, ajustando o ganho, buscando fazer com que sua amplitude atinja o valor inserido nesse parâmetro. Esse parâmetro, em conjunto com no-P, é usado para melhorar a relação sinal / ruído do instrumento.


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Faixa: 0.02 a 5.00 V Default: 1.00 V

no-P – valor mínimo detectável para a amplitude do eco, em volts. Esse valor deverá equivaler a algo entre 20 e 40% do valor de tArg. Se, após submetida à amplificação com ajuste automático de ganho, a amplitude do eco ainda estiver abaixo do nível mínimo de tensão inserido nesse parâmetro, o eco será ignorado.

Faixa: 0.02 a 5.00 V Default: 0.49 V

gAin – ganho do amplificador do circuito de recepção de sinal. É automaticamente controlado pelo instrumento, buscando fazer com que a amplitude do eco atinja o valor inserido em tArg.

Faixa: 1 a 9999

toPg – valor máximo de ganho que o instrumento pode aplicar no amplificador. Limitando-se o ganho, pode-se evitar a amplificação de ecos muito pequenos, impedindo de serem registrados como válidos e, conseqüentemente, de influírem na leitura.


AVg – número de pulsos ultra-sônicos sucessivos a serem emitidos e recebidos pelo instrumento, cuja média será usada na determinação da leitura. Quanto maior for esse valor, melhor dar-se-á a eliminação dos ruídos, pois as amplitudes dos ecos detectados serão comuns a todos, mas qualquer perturbação (ruído) estará localizada aleatoriamente na forma de onda, sendo atenuada no cálculo da média. Aumentando-se o número de pulsos, a precisão do instrumento será elevada, porém elevar-se-á, também, o tempo de resposta às variações de nível. Essa característica não deverá ser confundida com a característica de dAnP. AVg elevará o tempo de resposta do instrumento devido ao fato de não poder calcular a média até que o número correspondente de ecos seja detectado, porém a leitura será atualizada instantaneamente. dAnP aplicará o tempo de retardo à leitura atualizada depois de ter efetuado o cálculo da média. A especificação do instrumento quanto à precisão somente será válida quando forem utilizados oito pulsos sucessivos.

Faixa: 1 a 8 Default: 4 3.6 – Mensagens de Erros e Falhas O HIDROFLEX / ECOFLEX possui uma tecnologia avançada, capaz de efetuar cálculos complexos em períodos de tempo bastante curtos, sendo de concepção simples e de alta confiabilidade. Porém, a operação eficaz do instrumento é totalmente dependente da detecção de ecos válidos provenientes da superfície do material e da correta compensação das variações de temperatura. Essa eficácia é essencialmente simples de ser atingida, porém, em aplicações especiais, temos que levar em conta algumas considerações. A maior parte das ocorrências de falha no instrumento são decorrentes de


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problemas de aplicação. As mensagens de erros e falhas foram concebidas, portanto, com o intuito de orientar o técnico na solução desses problemas.

“Err” – erro: essa mensagem será exibida brevemente caso o operador tente inserir dados fora da faixa permitida pelo instrumento.

“noEc” – perda de eco: essa mensagem de erro será exibida em rEAd (em todas as páginas) sempre que o instrumento estiver impossibilitado de detectar um eco com amplitude maior ou igual ao inserido em no-P (veja a seção 3.5.5). Essa mensagem aparecerá no parâmetro rEAd visando evitar erros de interpretação da leitura ou alterações indesejadas de outros parâmetros. Essa mensagem é indicativa de vários problemas potenciais:

1. o eco principal pode estar retornando de dentro da área cega (veja bLAn na seção 3.5.5);

2. o eco principal pode estar retornando de um ponto 10% além da distância inserida em EPtY (veja a seção 3.5.3);

3. o sensor pode estar desconectado ou o cabo do sensor pode ter sido danificado;

4. o sinal recebido pode estar muito fraco devido ao tipo de material de processo e / ou à distância operacional;

5. o ganho pode estar muito limitado pelo valor do parâmetro toPg ou o valor inserido em no-P pode estar muito elevado (veja a seção 3.5.5).

Quando essa mensagem for exibida o valor de diSt será congelado (veja a seção 3.5.2) e o contador de tempo de “fail-safe” será ativado (veja FS-t na seção 3.5.3). Essa mensagem não pode ser manualmente cancelada e isso somente ocorrerá quando a condição de erro estiver finalizada.

“obSt” – obstáculo: essa mensagem será exibida em rEAd (em todas as páginas) quando um eco proveniente da área de obstáculo, definida no parâmetro obSt (veja a seção 3.5.5), estiver sendo detectado. Essa mensagem não é propriamente uma mensagem de erro, apenas indica uma condição indesejada na aplicação. Aparecerá no parâmetro rEAd visando evitar erros de interpretação da leitura ou alterações indesejadas de outros parâmetros. Ao ser exibida a mensagem, o contador de tempo de “fail-safe” será ativado (veja FS-t na seção 3.5.3). Essa mensagem não pode ser manualmente cancelada e isso somente ocorrerá quando a condição de erro estiver finalizada.

“StoP” – interrupção do eco: essa mensagem será exibida quando um microcomputador PC portando o software Echosuite for conectado à porta RS-232 ou RS-485, roubando recursos do microprocessador e, conseqüentemente, reduzindo a freqüência de geração de pulsos do instrumento. Isso, porém, não implicará no aparecimento da mensagem de erro “noEc” e todas as outras características do instrumento continuarão normais, inclusive o “fail-safe”. Essa mensagem não pode ser manualmente cancelada e isso somente ocorrerá nos intervalos da comunicação entre o instrumento e o software Echosuite, quando novos pulsos serão emitidos.

“FAiL” – fail safe: essa mensagem será exibida em rEAd (em todas as páginas) quando a contagem de tempo (FS-t) tiver expirado e a leitura tiver assumido o valor inserido em FS-L (veja a seção 3.5.3). Essa mensagem aparecerá no parâmetro rEAd visando evitar erros de interpretação da leitura ou alterações indesejadas de outros parâmetros. Essa condição ativará qualquer alarme configurado para operar como alarme de falha (veja A1oP e A2oP na seção 3.5.4). Essa mensagem não pode ser manualmente cancelada e isso somente ocorrerá quando for eliminada a condição de fail-safe.


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“rtd” – falha no RTD: caso o instrumento tenha sido configurado para compensação de temperatura (veja rtd na seção 3.5.5), uma mensagem de falha será exibida em rEAd (em todas as páginas) quando houver erro na conexão dos terminais do RTD (abertos ou em curto). Quando essa mensagem for exibida, o instrumento fixará o valor de tSEt em 20ºC. Essa condição ativará qualquer alarme configurado para operar como alarme de falha (veja A1oP e A2oP na seção 3.5.4). Essa mensagem não pode ser manualmente cancelada e isso somente ocorrerá quando o instrumento reconhecer um sinal válido nos conectores do RTD ou quando a compensação de temperatura estiver desabilitada e um valor correto de temperatura for inserido em tSEt.


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4 – MANUTENÇÃO Uma vez configurado e calibrado corretamente, esse instrumento não requererá quaisquer intervenções técnicas. Manutenções da unidade eletrônica em bancada deverão ser executadas por técnicos autorizados pela MS Instrumentos. O instrumento possui um fusível (F1) localizado no canto inferior direito da placa eletrônica, junto ao seletor de tensão da rede. Está alojado em um porta-fusíveis vertical. Para retirá-lo, pressione e gire tampa do porta-fusíveis. Recomendamos manter fusíveis sobressalentes de 2A, 20mm. Mantenha a face do sensor limpa e livre de incrustação de material. Consulte a MS Instrumentos sempre que houver dúvidas quanto à correta operação do instrumento.


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5 – EXEMPLOS DE APLICAÇÃO Exemplo 1:

Material: Substância química liquida Tanque: Tanque do tipo silo, com capacidade de 48.314 litros Temperatura média ambiente do tanque: 17ºC Taxa máxima de enchimento: 1.000 l / min Taxa máxima de esvaziamento: 1.700 l / min Variável de processo: Volume em litros Sinal desejado na saída: 4 a 20mA

Relé para acionar alarme sonoro e visual em nível alto, visando evitar transbordo. Deverá ativar-se 4 minutos antes do transbordo no modo fail-safe.

RTD (Sim / Não): Não Problema de processo: Superfície ondulada durante o enchimento, causando

dificuldade para o reconhecimento de ecos válidos. Solução: A distância da face do sensor ao fundo do tanque equivale a 5,4m. Insira o valor 5.400 em EPtY. A distância do fundo do tanque ao nível máximo do material equivale a 4,9m. Insira o valor 4.900 em FuLL. A variável de processo é volume, portanto insira 3 em SEL para selecionar o modo volume. O parâmetro unidade de engenharia (unit) não se aplica, pois selecionou-se o modo volume em SEL. O volume do tanque entre os pontos FuLL e EPtY é de 48.314 litros. Infelizmente, esse dado é muito grande para ser inserido no registro, portanto 48.31 (48,31 kl) será utilizado em VoL. A unidade de engenharia foi selecionada como kl, portanto lembre-se que as leituras serão exibidas em kl. Compensação ou fator de escala não são requeridos, portanto oFSt e ScAL permanecem inalterados em 0.000 e 1.000, respectivamente. A taxa de enchimento / esvaziamento é de, no máximo, 1.700 l / min, a qual, em um tanque com uma capacidade de 48.314 litros a 4,9m de altura, equivale a uma taxa máxima de deslocamento de 2,87 mm / segundo. Portanto, podemos fixar um tempo de resposta curto, equivalente a 10 segundos, em dAnP.

5.

4m

4.9m

Sensor

Descarga

48.314l capacidade

de enchimento

Saída de Material Válvula

Entrada de Material

Tubo de Enchimento


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48.314 / 4,9 = 9860 l / m 1700 / 9860 = 17,2 cm / min = 2,87 mm / s Quando o tanque estiver enchendo, a superfície do material será perturbada, fazendo com que o instrumento perca parte dos ecos. Cerca de 60 segundos de temporização de fail-safe poderá evitar o disparo indevido dos alarmes de falha. Insira 0060 em FS-t. Porém, se a perturbação na superfície for muito grande de tal modo que o instrumento não possa detectar um eco válido dentro de um minuto ou se o sensor estiver danificado de algum modo, o nível deverá ser assumido como cheio para fins de fail-safe. Portanto, o nível de fail-safe é fixado em 48,31 kl inserindo-se 48.31 em FS-L, de forma que, se durante um período de 60 segundos o instrumento não detectar nenhum eco válido, a leitura fixar-se-á imediatamente em 48,31 kl, disparando o alarme de nível alto. O alarme de nível alto servirá para advertir o operador quando o nível do tanque estiver a apenas 4 minutos do transbordamento, assumindo-se, para fins de fail-safe, que o tanque esteja enchendo em sua taxa máxima. Portanto, o Alarme 1 deve ser configurado para que o instrumento atue dentro de uma faixa de 0 a 44 kl, inserindo-se 0 em A1oP, 0.00 em A1-L e 44.00 em A1-H. Taxa de enchimento: 1.000 l / min Em 4 minutos: 4.000 litros 48.314 – 4.000 = 44.314 = 44 kl Para que o Alarme 1 atue, é necessário que o relé associado seja configurado para ser energizado em condições normais de operação e desenergizado após o disparo do alarme (no caso de faltar energia, o alarme será disparado independentemente do nível do tanque). Portanto, insira 0 em A1rP. O Alarme 2 deve ser desabilitado inserindo-se 4 em A2oP. Todos os parâmetros associados tornam-se sem aplicação. Os ajustes da saída analógica devem corresponder a 48.314 litros para o fundo de escala (cheio) e 0 litro para o início de escala (vazio). Insira, então, 48.31 em AnHi e 0.000 em AnLo. A senha foi configurada em fábrica como 0000. A alteração do parâmetro PASS fica a critério do usuário. A distância entre a face do sensor e o nível máximo do material é de 0,5 m (5,4 – 4,9 = 0,5). Considere a área cega como 0.5 m para evitar o recebimento de ecos provenientes de uma área acima do nível máximo do material. Insira 0.500 em bLAn. Não será utilizada compensação de temperatura na aplicação, portanto insira 0 em rtd. A temperatura média no interior do tanque equivale a 17ºC, portanto insira 17.0 em tSEt. A análise da forma de onda e das características do eco utilizando o software Echosuite mostrou que, mesmo na pior situação, o instrumento estava conseguindo detectar uma amplitude de eco equivalente a 0,50V (valor de tArg) com o ganho ajustado em 70, portanto decidiu-se por limitar o ganho em 80 através do parâmetro toPg. A análise acima mostrou, também, que, devido à natureza interna do tanque, havia outros ecos presentes com amplitude em torno de 0,20V. Portanto, decidiu-se por elevar o parâmetro no-P para 0.30, visando evitar que ecos de amplitude menor que 0,30V sejam considerados pelo instrumento na determinação da leitura. Levando-se em conta que essa aplicação não requer grande precisão e que a taxa máxima de variação de nível é elevada, optou-se por fixar o número de pulsos ultra-sônicos em 1, inserindo-se 1 em AVg.


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Exemplo 1 – Programação Página 1: EPtY: 5.400 FuLL: 4.900 SEL: 3 unit: n/a VoL: 48.31 (kl) oFSt: 0.000 ScAL: 1.000 dAnP: 10.00 FS-t: 0060 FS-L: 48.31 Página 2: A1oP: 0 A1-H: 44.00 A1-L: 0.000 A1rP: 0 A2oP: 4 A2-H: n/a A2-L: n/a A2rP: n/a AnHi: 48.31 AnLo: 0.000 Página 3: PASS: 0000 bLAn: 0.500 obSt: 0.000 rtd: 0 tSEt: 17.0 tArg: 0.50 no-P: 0.30 toPg: 80 AVg: 1


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Exemplo 2:

Material: Líquido espesso Reservatório: Descoberto com 3,5 m de profundidade Temperatura interna: Ambiente Taxa máxima de enchimento: 9 cm / hora Taxa máxima de descarga: 15 cm / hora Variável de processo: Distância do espaço vazio em cm Sinal desejado na saída: 4 a 20mA

Relé para controlar a bomba de abastecimento visando evitar o transbordo ou o esvaziamento total do reservatório. Relé para operar a válvula de descarga de emergência em situação de transbordo. Ambos os relés devem operar no modo fail-safe.

RTD (Sim/Não): Sim Problemas de processo : Estrutura em proximidade com o sensor, podendo causar o retorno

de pequenos ecos falsos. Agitador duplo girando a um mínimo de 360º a cada 30 minutos. Em cada passagem apresenta uma área de obstáculo de 20º debaixo do sensor.

Solução: A distância da face do sensor ao fundo do reservatório equivale a 5,4 m, portanto insira 5.400 em EPtY. A distância entre o fundo do reservatório e o nível máximo do material equivale a 3,5 m, portanto insira 3.500 em FuLL. A variável de processo é a distância entre a superfície do material e a borda do reservatório. Insira 2 em SEL para selecionar esse modo de medição (nível vazio). A unidade de engenharia requerida é o centímetro, portanto 1 deve ser inserido em unit. O parâmetro VoL não se aplica, pois o modo de medição selecionado em SEL foi distância. Compensação ou fator de escala não são requeridos, portanto os dados registrados em oFSt e ScAL permanecem inalterados em 0.000 e 1.000, respectivamente.

Pás do Agitador

Agitador Rotativo

Tubulação de drenageme válvula

Sensor

Tubulação de enchimento e bomba

Instalações (fixas)

0.4m

3.5m

5.4m

1.3m


40

A taxa de enchimento / descarga é de, no máximo, 15 cm / hora, o que equivale a um deslocamento máximo de 0,042 mm / segundo. Um tempo de resposta longo de cerca de 100 segundos deve ser, portanto, inserido em dAnP. Como o agitador está se movendo a uma taxa correspondente a uma rotação a cada 30 minutos e possui um ângulo de abertura equivalente a 20º, este levará 1 minuto e 40 segundos para passar totalmente por debaixo do sensor. A área de obstáculo do instrumento será configurada de modo a fazer com que qualquer eco que retorne durante esse período ao sensor seja considerado nulo. Isso significa dizer que, quando o agitador estiver debaixo do sensor, o instrumento, durante um período equivalente a 1 minuto e 40 segundos, estará impossibilitado de fornecer a leitura. Entretanto, essa não é uma situação que caracterize falha e a mudança no nível do material nesse meio tempo será inferior a 5 mm (insignificante), no pior caso. Portanto, o tempo de “fail-safe” deve ser fixado em 2 minutos, inserindo-se 0120 (tempo em segundos) no parâmetro FS-t. 1 rev. a cada 30 min = 2 rph = 4π rad/h = 0,00349 rad/s 20º = 0,349 rad → t = 0,349 / 0,00349 t = 100 s = 1 min e 40 s Porém, se o sensor for danificado ou o agitador parar debaixo do sensor, o instrumento estará impossibilitado de adquirir um eco válido após os 2 minutos de “fail-safe” e deverá ser considerado, portanto, por segurança, que o tanque encontra-se com o material no nível máximo. O nível de “fail-safe” será configurado em 0.000 no parâmetro FS-L, pois o modo de operação selecionado corresponde a nível vazio. Quando o reservatório estiver cheio a leitura será 0.000 (nenhum espaço vazio). O Alarme 1 será usado para controlar a bomba de enchimento, que deverá ser acionada quando o reservatório atingir um nível 95% vazio e desligada quando o reservatório atingir o nível 10% vazio. Ou ainda caso ocorra uma situação “fail-safe”. Então, deve ser inserido 1 em A1oP para selecionar o alarme para controle de histerese. Devem ser inseridos, ainda, os valores 332.5 em A1-H e 35.00 em A1-L, de forma que Alarme 1 seja disparado (acionamento da bomba) quando o valor da distância exceder 332,5 cm (95% vazio) e permaneça ativo até que a leitura atinja um valor inferior a 35 cm (10% vazio). Nesse ponto o alarme desligar-se-á (parada da bomba) e permanecerá assim até que o valor de A1-H seja excedido novamente, e assim por diante. Para que o Alarme 1 garanta a situação de fail-safe, é importante que o relé associado permaneça desenergizado enquanto o Alarme 1 estiver inativo (bomba desligada), de maneira que, no caso de faltar alimentação elétrica para o instrumento, a bomba pare e o reservatório não transborde. Portanto, deve ser inserido 1 em A1rP. O Alarme 2 será utilizado para abrir a válvula de emergência no caso de uma improvável situação de transbordamento. A válvula deverá ser aberta quando forem atingidos 5% do nível vazio no reservatório. Para tanto, 0 deverá ser inserido em A2oP para permitir o controle de faixa. Serão registrados os valores 17.50 em A2-L e 9999 em A2-H, de forma que o Alarme 2 seja disparado (válvula aberta) quando a leitura atingir um valor inferior a 17,5 cm (5% vazio) e desligado (válvula fechada) quando a leitura atingir um valor superior a 17,5 cm. O valor 9999 foi estabelecido para assegurar que o Alarme 2 nunca dispare na condição de nível vazio alto. Para fins de fail-safe, deve-se inserir 0 em A2rP de forma a fazer com que, ao disparar-se o Alarme 2 (válvula aberta), seu relé associado seja desenergizado (pela mesma razão do exemplo anterior). Quanto aos ajustes da saída analógica, deve ser considerado como fundo de escala o valor equivalente a 350 cm de nível vazio e como início de escala o valor equivalente a 0 cm. Portanto, deve-se inserir 350.0 em AnHi e 0000 em AnLo. A senha foi configurada em fábrica como 0000. A alteração do parâmetro PASS fica a critério do usuário. A estrutura próxima ao sensor poderá causar a detecção de ecos falsos acima do nível máximo do material. Para impedir que esses ecos provoquem erros na leitura, a área cega deverá ser estendida a um valor


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abaixo desse obstáculo, inserindo-se em bLAn o valor 0.4 (metros). O instrumento ignorará completamente, a partir de então, qualquer eco que retorne de uma distância inferior a 0,4 metros da face do sensor. Sabe-se que o agitador bloqueará a frente do sensor com uma base regular. Para impedir que essa situação provoque erros na leitura, a área de obstáculo deverá ser estendida para um nível vazio maior que a parte inferior dessa base, inserindo-se em obSt o valor 1.3 (metros). O instrumento ainda localizará o eco proveniente da área de obstáculo, mas não o considerará válido. Portanto, enquanto a base do agitador estiver bloqueando o feixe ultra-sônico, o instrumento manterá a leitura até que o tempo de “fail-safe” expire ou o agitador saia de sob o sensor. Um termômetro de resistência de platina (RTD) encontra-se instalado para medir a temperatura do ar entre a face do sensor e o nível do material, visando compensar os efeitos da variação da temperatura na velocidade do som. Para permitir que o instrumento reconheça o RTD, deve-se inserir 1 no parâmetro rtd. Caso o cabo de interligação entre o RTD e o instrumento seja muito longo, um erro pode ser introduzido na medição de temperatura devido às perdas por efeito Joule no cabo. Esse erro poderá ser corrigido amostrando-se a temperatura no local de instalação do sensor RTD (com um termômetro aferido) e inserindo-se essa amostra no parâmetro tSEt. O instrumento corrigirá a temperatura em tSEt na mesma proporção do valor inserido. A análise da forma de onda e das características do eco, utilizando-se o software Echosuite, mostrou que, mesmo na pior situação, o instrumento conseguiu detectar uma amplitude de eco equivalente a 0,50V (valor inserido em tArg) com o ganho ajustado em 40. Decidiu-se, portanto, limitar o ganho máximo em 50 através do parâmetro toPg. A mesma análise mostrou, também, que não havia problema algum com outros ecos presentes na forma de onda de retorno. Portanto, no parâmetro no-P foi inserido o valor 0.20 (Volts). Levando-se em conta que essa aplicação não requer grande precisão, sendo, porém, baixa a taxa máxima de variação de nível, optou-se por fixar o número de pulsos ultra-sônicos em 4, inserindo-se 4 em AVg. Exemplo 2 - Programação Página 1: EPtY: 5.400 Full: 3.500 SEL: 2 unit: 1 VoL: n/a oFSt: 0.000 ScAL: 1.000 dAnP: 100.0 FS-t: 0120 FS-L: 0.000 Página 2: A1oP: 1 A1-H: 332.5 A1-L: 35.00 A1rP: 1 A2oP: 0 A2-H: 9999 A2-L: 17.50 A2rP: 0 AnHi: 350.0


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AnLo: 0.000 Página 3: PASS: 0000 bLAn: 0.400 obSt: 1.300 rtd: 1 tSEt: temperatura real no ponto de instalação do RTD tArg: 0.50 no-P: 0.20 toPg: 50 AVg: 4 Observações Uma dica importante usando oFSt e ScAL, visando contornar problemas de propagação do som no meio: o instrumento considera sempre o ar como meio de propagação dos pulsos ultra-sônicos na determinação da leitura. A velocidade do som em outros meios é diferente. Os parâmetros oFSt e ScAL podem ser usados para corrigir a velocidade do som em meios que não sejam o ar. Como exemplo, podem ser citadas aplicações que envolvam gases ou espuma sobre o material do processo. Quando há a presença desses elementos, dois ecos distintos retornam ao sensor: o primeiro referente à interface entre o ar e o gás (ou espuma) e o segundo referente à interface entre o gás (ou espuma) e o material. É o segundo eco que nos interessa e este voltará ao sensor com um atraso considerável, dependendo da altura da camada de gás ou espuma que se encontre sobre o material. Use os parâmetros oFSt e ScAL para compensar esse efeito. Vm = ScAL x Va + oFSt Onde:

Vm Velocidade do Som no Meio m Va Velocidade do Som no Ar (340 m/s)


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Registro dos Valores Inseridos Use a tabela abaixo para registrar os valores dos parâmetros após a configuração do instrumento. Exija do técnico responsável pelo start-up do instrumento o preenchimento integral dessa tabela. Tenha-a sempre em mãos ao contactar a MS Instrumentos.

m

m

Opção

Opção

UEs

UEs

Fator

seg

seg

UEs

Opção

UEs

UEs

Opção

Opção

UEs

UEs

Opção

UEs

UEs

m

m

Opção

V

V

Valor

C

Valor


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6 – O SOFTWARE ECHOSUITE Uma forma mais “amigável” e, de certo ponto de vista, mais simples e completa de se acessar as funcionalidades do HIDROFLEX / ECOFLEX é através do software Echosuite. Todos os parâmetros acessíveis pelo teclado e já descritos nos capítulos anteriores estarão disponíveis na tela de seu computador. Somente com o uso desse software é possível configurar o instrumento para a medição de vazão em calhas abertas. Maiores informações a respeito desse assunto serão fornecidas no próximo capítulo. Os requisitos básicos para a execução do software compreendem um microcomputador Pentium 100 MHz com 8 Mb de RAM, disco rígido de 500 Mb, acionador de disco flexível de 1,44 Mb, porta serial padrão RS-232C e Windows 95 ou superior. O microcomputador (desktop ou laptop) é conectado ao instrumento através de um cabo serial padrão composto de um conector DB-9 macho. 6.1 – Iniciando o Programa Para utilizar o Echosuite é necessário, em primeiro lugar, instalá-lo no microcomputador que será usado na comunicação com o instrumento. Insira o disquete rotulado com “1/3” no acionador de disco flexível. Clique no botão “Iniciar” da barra de tarefas do Windows e, em seguida, clique na opção “Executar”. Digite “A:\SETUP.EXE” e clique em “OK”. Siga as instruções de instalação passo a passo. Caso ocorra algum problema durante o processo de instalação, entre em contato com a MS Instrumentos. Concluída a instalação, o software estará pronto para ser executado. Certifique-se de que a conexão serial esteja correta e execute o Echosuite através da opção “Programas” do menu “Iniciar” do Windows. Ao ser carregado, o software exibirá uma tela composta das quatro páginas de parametrização do instrumento (veja o capítulo 3, seção 3.5). 6.1.1 – Engenharia Essa página permite ao usuário estabelecer uma seção de comunicação com o instrumento através do bloco “Ajustes de Comunicação”. Selecione a porta que está sendo usada pelo computador (COM 1 ou COM 2) e clique em “Connect”. O “Status da Conexão” mudará para a cor verde e os dados de identificação do instrumento serão exibidos nas caixas de edição logo acima. O bloco “Compensação de Temperatura” permite configurar o instrumento para trabalhar com essa característica. O tipo de sensor utilizado pode ser um RTD padrão de três fios ou um termistor incorporado ao transdutor ultra-sônico. A caixa “RTD” equivale ao parâmetro rtd e deverá estar selecionada para permitir ao instrumento usar a informação do sensor de temperatura para executar a compensação. No caso de um processo onde a temperatura se mantenha constante, a mesma deve ser inserida na caixa de edição “Temperatura” (equivalente ao parâmetro tSEt). O bloco “Captura do Pico” exibe a distância da face do sensor ao material do processo na caixa “Distância Absoluta” (diSt). A caixa “Pico Atual” corresponde à amplitude do eco que está sendo processada nesse momento pelo instrumento. A caixa “@ Ganho” (gAin) exibe o ganho instantâneo aplicado ao amplificador de modo a fazer com que a amplitude do eco atinja o valor inserido em “Valor de Pico Ajustado”. O “Ganho Máximo” (toPg) corresponde ao ganho máximo (configurável pelo usuário) que o instrumento pode aplicar ao amplificador. O “Valor de Pico Ajustado” (tArg) é a amplitude de eco que se deseja na saída do amplificador e é o valor no qual o controle automático de ganho se baseia para ajustar o ganho do amplificador. O “Retorno de Ecos” (Echo) representa o percentual de ecos detectados pelo sensor em uma determinada leitura. O “Pico Mínimo” (no-P) é a amplitude mínima de eco a ser interpretada pelo instrumento como sendo um sinal válido. A “Média” (AVg) corresponde ao número de pulsos ultra-sônicos disparados pelo sensor em uma única leitura, sendo o mínimo de 1 e o máximo de oito tiros.


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O bloco “Comunicação Direta” permite ao usuário enviar uma linha de comando ao Hidroflex / Ecoflex e acompanhar a resposta do instrumento a esse comando. O comando deve possuir uma sintaxe compatível com o protocolo de comunicações do instrumento. É através desse bloco que é feita a parametrização do instrumento para a medição de vazão em calha aberta, conforme descrito no capítulo seguinte.

Fig. 6.1 – Página de Engenharia O bloco “Funções” permite ao usuário a visualização do envio e recebimento do sinal ultra-sônico em um gráfico tempo X amplitude do sinal. Para tanto o usuário deve clicar no botão “Função Osciloscópio”. Os demais botões permitem a gravação, carregamento e impressão do gráfico, bem como a restauração dos valores default. 6.1.2 – Ajustes Essa página permite a configuração e a calibração do instrumento. O bloco “Escalonamento do Tanque” permite a calibração do instrumento através dos parâmetros “Vazio” (EPtY) e “Cheio” (FuLL). A “Distância Absoluta” (diSt) aqui é idêntica à da página Engenharia. O bloco “Seleção de Medida” permite selecionar o tipo da variável de processo que se quer medir. As cinco opções possíveis são “Distância” (distância entre a face do sensor e o material do processo – o mesmo que Distância Absoluta), “Nível” (distância entre o fundo do vaso e a superfície do material do processo), “Nível


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Vazio” (a distância entre o nível máximo inserido no parâmetro “Cheio” e o material de processo), “Volume” (análogo ao “Nível”, porém com indicação em percentual) e “Vazio” (análogo ao “Nível Vazio”, porém com indicação em percentual). É possível, ainda, nesse bloco, inserir a constante de tempo de “damping” (tempo de resposta do instrumento) na caixa “Amortecimento” (dAnP), alterar a unidade de engenharia da medição (unit), inserir os fatores de offset (oFSt) e de escala (ScAL). Há também o parâmetro para inserção do volume total do vaso (VoL). O bloco “Áreas” permite configurar a área cega (bLAn), ou seja, a zona de exclusão onde o instrumento é incapaz de detectar ecos, e o parâmetro “Obstáculo” (obSt).

Fig. 6.2 – Página de Ajustes Por fim, o bloco “Fail-Safe Timer” possui os dois parâmetros básicos para a configuração do “fail-safe”: fail-safe time (FS-t) e fail-safe nível (FS-L). O “Fail-Safe Status” é um simples indicador de condição operacional dessa característica, ativo (vermelho) ou inativo (verde). 6.1.3 – Saídas Essa página do software permite a configuração de ambos os alarmes e dos níveis de corrente da saída analógica. Os blocos “Alarme 1 Opções” (A1oP) e “Alarme 2 Opções” (A2oP) são idênticos, cada um correspondendo a um alarme específico. Há cinco opções de configuração para o alarme: alarme de faixa, alarme de histerese,


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alarme de falha no instrumento, alarme de temperatura ou simplesmente desativação do alarme. O usuário deve escolher uma dentre essas opções. Os blocos “Níveis de Alarme” (A1-H, A1-L, A2-H e A2-L) configuram os níveis de atuação do alarme para o caso de uma dentre as opções “Faixa”, “Histerese” ou “Temperatura” ter sido selecionada. Os blocos “Opções Sd. Relés” (A1rP e A2rP) permitem configurar a operação do relé na ocasião do disparo do alarme: se energizado ou desenergizado. Há ainda um status do alarme que indica se o mesmo encontra-se disparado (vermelho) ou não (verde).

Fig. 6.3 – Página de Saídas O bloco “Saída Analógica” permite a configuração do range de saída. Devem ser informados os pontos superior (AnHi) e inferior (AnLo) desse range. O gráfico em barra permite ainda a visualização do nível instantâneo de saída analógica. 6.1.4 – Display do Painel Essa página simula o display do Hidroflex / Ecoflex. O bloco “Leitura” (rEAd) apresenta o valor da leitura do instrumento na unidade de engenharia selecionada. Possui, ainda, indicadores de ativação ou desativação dos alarmes. O bloco “Falhas” possui indicações para falhas no dispositivo sensor de temperatura (“rtd”) e para a condição operacional do fail-safe (“FAiL”).


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O bloco “Erros” indica a presença de um obstáculo entre a face do sensor e o material de processo (“obSt”) e acusa ausência de ecos detectados pelo sensor (“noEc”).

Fig. 6.4 – Display do Painel Por fim, uma barra luminosa indica se a conexão entre o computador e o instrumento está (verde) ou não (vermelho) ativa.


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7 – MEDIÇÃO DE VAZÃO EM CALHA ABERTA COM O HIDROFLEX / ECOFLEX O Hidroflex / Ecoflex provê a capacidade de medir o fluxo de um fluido qualquer em calha aberta, bastando para isso a inserção de uma reta de calibração de dezenove pontos do tipo nível X vazão. O primeiro passo, entretanto, é obter os pontos da reta. Para tanto, é necessário conhecer as dimensões da calha em questão e a equação básica que a define. Visando facilitar a compreensão do usuário, partiremos do pressuposto que a calha a ser trabalhada é uma Calha Parshall, de uso muito comum na indústria. 7.1 – Dimensões da Calha A figura abaixo define as dimensões da calha, sendo a de maior importância a dimensão correspondente à largura da garganta (W).

Fig. 7-1 A tabela abaixo apresenta a capacidade máxima em litros por segundo para calhas Parshall comerciais com larguras de garganta até 10 pés.

W (cm) Vazão Máx. (l/s)7,60 53,8015,20 110,4022,90 251,9030,50 455,6045,70 696,2061,00 936,7091,50 1.426,30

122,00 1.921,50152,50 2.422,00183,00 2.929,00213,50 3.440,00244,00 3.950,00305,00 5.660,00


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7.2 – Escolhendo a Calha O primeiro passo para a escolha da calha a ser utilizada é a determinação da vazão máxima do processo. Em seguida, deve-se optar por uma calha que possua uma capacidade máxima superior a essa vazão, de acordo com a tabela acima. 7.3 – Determinando os Pontos da Reta Após a determinação da vazão máxima e da calha a ser utilizada (em função da largura da garganta), devem-se aplicar esses valores na equação abaixo, de modo a definir-se o nível máximo a ser medido pelo instrumento no interior da calha.

Q = 2,2 W H3/2 onde Q é a vazão máxima em m3/s; W é a largura da garganta em m; H é o nível máximo em m. Por exemplo: em uma aplicação cuja vazão máxima seja 300 m3/h deseja-se utilizar uma calha Parshall de 9”. Qual será o nível máximo a ser medido dentro da calha? Em primeiro lugar 300 m3/h = 83 l/s. De acordo com a tabela, a calha, cuja largura da garganta é 9” (22,9 cm), atende ao requisito. Os valores devem ser aplicados, então, à equação de maneira a se determinar o valor de H: 0,083 = 2,2 x 0,229 x H3/2

H = 60 cm

Utilizando os dados do exemplo acima, calcularemos os pontos da curva a serem inseridos no instrumento. Como são dezenove pontos, o valor máximo de vazão (Q) deve ser dividido por dezenove com o objetivo de encontrar a razão da progressão aritmética que define a reta. O mesmo deve ser feito com o nível (H).

Q / 19 = 15,79 m3/h

H / 19 = 0,032 m Portanto a reta deve ser traçada conforme a tabela abaixo, para o exemplo em questão:


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Ponto Nível Vazão1 0.031578947 15.789473682 0.063157895 31.578947373 0.094736842 47.368421054 0.126315789 63.157894745 0.157894737 78.947368426 0.189473684 94.736842117 0.221052632 110.52631588 0.252631579 126.31578959 0.284210526 142.105263210 0.315789474 157.894736811 0.347368421 173.684210512 0.378947368 189.473684213 0.410526316 205.263157914 0.442105263 221.052631615 0.473684211 236.842105316 0.505263158 252.631578917 0.536842105 268.421052618 0.568421053 284.210526319 0.6 300

7.4 – Inserindo a Reta no Instrumento O último passo para configurar o instrumento para a medição de vazão em calha aberta é inserir os pontos da reta no mesmo. Isso é feito através da página Engenharia do software Echosuite (ver seção 6.1.1) Faça as conexões necessárias à comunicação serial entre o instrumento e o computador e execute o Echosuite. Entre na página de Engenharia e escreva o seguinte comando na caixa de edição “Comando” existente no bloco “Comunicação Direta”: LIN=1 0,032 15,789 Clique no botão “Enviar Comando”. Esse comando insere o primeiro ponto da reta, de acordo com a tabela acima. O instrumento deve enviar uma resposta equivalente a “0” para indicar que o comando foi corretamente interpretado e o ponto inserido. Para cada ponto da reta deve ser digitado o comando acima, substituindo-se, é claro, o número do ponto, o valor de nível e a vazão correspondente (ex: LIN=2 0,063 31,579). Após inserir os dezenove pontos, digite LINOP=04 para ativar o modo de medição em calha aberta. 7.5 – Aferindo o Instrumento para Medição de Vazão Você pode aferir a medição de vazão do Hidroflex / Ecoflex simplesmente medindo, com o auxílio de uma trena, o nível do fluido na calha e comparando a leitura no display do instrumento com o valor de vazão existente na tabela correspondente ao nível medido com a trena. Em caso de dúvidas, a MS Instrumentos deverá ser contactada.

Manual Hidroflex 1.9

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