BA01946M/14/FR/01.18 71437024 2018-10-29 Products Solutions Manuel de mise en service MMP60 SONO GS Mesure d'humidité Services MMP60 SONO GS 1. Order code: XXXXX-XXXXXX Ser. no.: XXXXXXXXXXXX Ext. ord. cd.: XXX.XXXX.XX Serial number 2. www.endress.com/deviceviewer Endress+Hauser Operations App 3. A0023555 2 Endress+Hauser MMP60 SONO GS1 Sommaire 1. Introduction ....................................................................................................................................... 4 1.1. 1.2. 2. Principaux avantages................................................................................................................................. 4 Documentation ................................................................................................................................. 5 2.1. 3. Domaine d'application ............................................................................................................................... 4 2.2. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. Documentation standard ......................................................................................................................... 5 Documentation complémentaire ........................................................................................................... 5 Consignes de sécurité de base .................................................................................................... 6 Exigences imposées au personnel ......................................................................................................... 6 Utilisation conforme à l'objet .................................................................................................................. 6 Sécurité du poste de travail ..................................................................................................................... 7 Sécurité de fonctionnement..................................................................................................................... 7 Sécurité du produit...................................................................................................................................... 7 3.5.1. 4. Réception des marchandises et identification du produit ............................................... 8 4.1. Réception des marchandises ................................................................................................................... 8 4.2. Identification du produit .......................................................................................................................... 8 4.3. 5. Marquage CE ........................................................................................................................................ 7 Adresse du fabricant .................................................................................................................................. 8 Cycle de vie du produit .................................................................................................................. 9 6. Principe de mesure ...................................................................................................................... 10 7. Entrée ............................................................................................................................................... 11 8. Sortie ................................................................................................................................................. 13 9. Raccordement électrique ........................................................................................................... 14 10. Performances ................................................................................................................................. 16 11. Configuration et connectivité aux capteurs SONO ............................................................ 19 11.1. Schéma de raccordement pour la connexion à l'afficheur SONO-VIEW et à l'automate .................................................................................................................................................... 19 12. Montage et construction du capteur SONO-GS1 ................................................................ 21 12.1. Montage du SONO-GS1 sous une bande transporteuse ............................................................ 22 12.2. Montage du SONO-GS1 dans un convoyeur à vis ......................................................................... 23 13. Protection du connecteur de capteur MIL contre l'abrasion ........................................ 24 14. Que faire en cas de flux de matière sous-optimal ? .......................................................... 25 15. Courbes d'étalonnage Cal1 à Cal15 ........................................................................................ 26 16. Fonctions spéciales ...................................................................................................................... 28 16.1.1. Détermination de la concentration en minéraux ............................................................... 28 16.1.2. Mesure de la température du matériau.................................................................................. 28 16.1.3. Compensation de température en cas d'utilisation à des températures élevées .................................................................................................................................................. 28 16.1.4. Compensation de la température de l'électronique interne SONO ............................. 28 16.1.5. Compensation de la température du matériau mesuré ................................................... 28 16.2. Les sorties analogiques pour la sortie des valeurs mesurées ................................................ 29 16.3. L'interface série du capteur SONO ..................................................................................................... 30 16.3.1. Sortie défaut et messages d'erreur........................................................................................... 30 17. Réglage du mode de fonctionnement adapté au capteur............................................... 31 Endress+Hauser Page 3 MMP6 SONO GS1 1. Introduction MMP60 SONO GS1, capteur d'humidité de matériaux TDR avec un large champ de mesure pour différents solides en vrac 1.1. Domaine d'application • • • • • • Protection IP68 par rapport au produit, dans la mesure où l'installation est correcte Gamme de mesure : teneur en eau de 0 % à 50 %. Gamme de conductivité du matériau : 12 mS/cm max. Température de process : 0 à 70 °C Pression de process : -1 à 3 bar, dépend de l'installation Précision : jusqu'à +-0,1 % 1.2. Principaux avantages Mesure ultramoderne du taux d'humidité de matériaux difficiles à mesurer, à la vitesse de la lumière et au meilleur emplacement de montage possible, avec les caractéristiques de performance suivantes : • • • • • • Page 4 Capteur d'humidité avec un large champ de mesure pour les matériaux de faible densité tels que les céréales, les granulés, les copeaux de bois et la sciure de bois. La possibilité de monter le SONO-GS1 sous une bande transporteuse permet de mesurer l'humidité d'un matériau qui a tendance à coller et à provoquer de fortes accumulations sans contact direct avec le matériau à mesurer. Peut être installé sur le fond de malaxeurs, sur les conteneurs, les trémies, les brides, les silos, les bandes transporteuses et les convoyeurs à vis. Aucune unité d'exploitation supplémentaire n'est nécessaire. Mise en service et maintenance via l'interface série du capteur d'humidité : sur le PC à l'aide du module SM-USB, ou alternativement à l'aide du module d'affichage et de commande SONO-VIEW. 2 × sorties analogiques 0(4) à 20 mA pour l'humidité et la conductivité / température. Endress+Hauser 2. Documentation MMP60 SONO GS1 Les types de documentation suivants sont disponibles dans la zone de téléchargement du site Internet Endress+Hauser (www.fr.endress.com/Télécharger) : Pour un aperçu de la documentation technique relative à l'appareil, se référer à ce qui suit : • W@M Device Viewer (www.fr.endress.com/deviceviewer) : entrer le numéro de série figurant sur la plaque signalétique • Endress+Hauser Operations App: entrer le numéro de série figurant sur la plaque signalétique ou lire le code matriciel 2D (QR code) figurant sur la plaque signalétique 2.1. Documentation standard BA01944M Manuel de mise en service pour MMP42 SONO LD 2.2. Documentation complémentaire SD02334M Manuel d'application MMP40, MMP41, MMP42, MMP60 SD02332M SM-USB Connexion et configuration des capteurs SONO et TRIME sur un PC équipé de Windows via le module SM-USB SD02333M SONO-VIEW Afficheur et unité de configuration autonomes pour un contrôle fiable du process avec les capteurs d'humidité SONO ou TRIME Endress+Hauser Page 5 MMP6 SONO GS1 3. Consignes de sécurité de base 3.1. Exigences imposées au personnel Le personnel doit satisfaire aux exigences suivantes concernant les tâches qu'il doit réaliser : • • • • • Personnel spécialisé formé. Avoir une qualification pertinente pour son rôle et sa tâche spécifiques. Est autorisé par le propriétaire / l'opérateur de l'installation. Est familier avec les réglementations nationales. Avant de commencer le travail : lire et comprendre les instructions figurant dans le manuel et la documentation complémentaire, ainsi que dans les certificats (en fonction de l'application). Suivre les instructions et se conformer aux politiques et conditions générales 3.2. Utilisation conforme à l'objet Application et produit L'appareil de mesure décrit dans le présent manuel est destiné à la mesure continue de l'humidité d'une grande variété de matériaux. Avec une fréquence de fonctionnement d'env. 1 GHz et une puissance d'impulsion maximum de … mW, l'appareil peut également être utilisé en dehors de réservoirs métalliques fermés. Si l'appareil est utilisé en dehors de réservoirs fermés, il doit être monté comme spécifié dans les instructions du chapitre "Montage". Le fonctionnement des appareils ne présente aucun risque pour la santé. Conformément aux valeurs limites indiquées dans les "Caractéristiques techniques" et aux conditions mentionnées dans le manuel et la documentation complémentaire, l'appareil de mesure ne doit être utilisé que pour les mesures suivantes : • Grandeurs de process mesurées : humidité, conductivité et température Pour garantir que l'appareil de mesure reste en bon état de fonctionnement pendant toute la durée du service : • • N'utiliser l'appareil de mesure que pour les produits face auxquels les matériaux en contact avec le process sont suffisamment résistants. Observer les valeurs limites spécifiées dans les "Caractéristiques techniques". Utilisation incorrecte Le fabricant n'est pas responsable des dommages causés par une utilisation inappropriée ou non conforme à l'objet. Clarification des cas limites : • Concernant les fluides et produits utilisés pour le nettoyage : Le fabricant apporte volontiers son aide pour clarifier la résistance à la corrosion des matériaux en contact avec le produit, mais n'accepte aucune garantie ni responsabilité. Risques résiduels En raison du transfert de chaleur du process et de la dissipation de puissance de l'électronique, la température du boîtier de l'électronique et des composants qu'il contient peut augmenter jusqu'à 80 °C (176 °F). Pendant le fonctionnement, le capteur peut atteindre une température proche de la température du produit. Page 6 Endress+Hauser MMP60 SONO GS1 Risque de brûlure en cas de contact avec les surfaces ! • En présence de températures élevées du produit : assurer une protection contre le contact pour éviter les brûlures. 3.3. Sécurité du poste de travail En travaillant sur et avec l'appareil : • Porter l'équipement de protection individuelle requis conformément aux réglementations nationales. 3.4. Sécurité de fonctionnement Risque de blessure ! • • N'utiliser l'appareil que s'il est en bon état technique, exempt d'erreurs et de défauts. L'opérateur est responsable du fonctionnement sans perturbation de l'appareil. Modifications apportées à l'appareil Toute modification non autorisée de l'appareil est interdite et peut entraîner des dangers imprévisibles : • Si des modifications s'avèrent néanmoins nécessaires, consulter le fabricant. Réparations Pour garantir la sécurité et la fiabilité opérationnelles continues : • N'effectuer les réparations sur l'appareil que si elles sont expressément autorisées. • Respecter la réglementation nationale relative à la réparation d'un appareil électrique. • N'utiliser que des pièces de rechange et accessoires d'origine du fabricant. Zone explosible Pour éliminer tout danger pour les personnes ou l'installation lorsque l'appareil est utilisé en zone explosible (p. ex. protection contre les explosions, sécurité des équipements sous pression) : • • Vérifier sur la plaque signalétique si l'appareil commandé peut être utilisé conformément à sa destination dans la zone explosible. Respecter les indications de la documentation complémentaire séparée, qui fait partie intégrante de ce manuel. 3.5. Sécurité du produit Cet appareil de mesure ultramoderne a été conçu selon les règles de l'art pour répondre aux normes de sécurité opérationnelle, a été testé et a quitté l'usine dans un état dans lequel il peut être utilisé en toute sécurité. Il répond aux exigences générales de sécurité et aux exigences légales. 3.5.1. Marquage CE Le système de mesure répond aux exigences légales des directives CE en vigueur. Celles-ci sont énumérées dans la déclaration de conformité CE correspondante, conjointement avec les normes appliquées. Endress+Hauser Page 7 MMP6 SONO GS1 4. Réception des marchandises et identification du produit 4.1. Réception des marchandises À réception des marchandises, vérifier les points suivants : • Les références sur le bon de livraison et l'étiquette du produit sont-elles identiques ? • Les marchandises sont-elles exemptes de tout dommage ? • Les données figurant sur la plaque signalétique correspondent-elles aux spécifications de commande figurant sur le bon de livraison ? • Si applicable (voir la plaque signalétique) : des Conseils de sécurité (XA) sont-ils fournis avec l'appareil ? Si l'on peut répondre par "non" à l'une de ces questions, contacter Endress+Hauser. 4.2. Identification du produit L'appareil peut être identifié des manières suivantes : • Spécifications figurant sur la plaque signalétique • Référence étendue avec une ventilation des caractéristiques de l'appareil sur le bordereau de livraison • Entrer le numéro de série figurant sur la plaque signalétique dans W@M Device Viewer (www.fr.endress.com/deviceviewer) : toutes les informations concernant l'appareil sont affichées. • Entrer le numéro de série figurant sur la plaque signalétique dans l'Endress+Hauser Operations App ou lire le code matriciel 2D (QR code) figurant sur la plaque signalétique à l'aide de l'Endress+Hauser Operations App : toutes les informations concernant l'appareil sont affichées. 4.3. Adresse du fabricant Endress+Hauser SE+Co. KG Hauptstraße 1 79689 Maulburg, Allemagne Adresse de l'usine de production : voir la plaque signalétique. Page 8 Endress+Hauser 5. Cycle de vie du produit MMP60 SONO GS1 Ingénierie • • • • • • Technique de mesure d'humidité TDR précise et éprouvée dans le temps pour la zone non explosible Mesure de l'humidité et de la conductivité de solides en vrac, d'émulsions et de liquides jusqu'à une plage de conductivité maximale de 50 mS/cm Différentes versions de boîtiers de capteur disponibles pour différentes applications En outre, la température du matériau peut également être mesurée dans certaines plages et à certains niveaux de précision. Indice de protection IP68 par rapport au produit mesuré en cas d'installation correcte et étanche du capteur. Le connecteur MIL avec câble a un indice de protection IP67. Une version spéciale sans connecteur MIL, avec entrée de câble IP68 et câble spécial, peut être commandée sur demande. Achat • Capteur d'humidité au meilleur rapport qualité-prix Installation • Peut être installé sur les réservoirs, brides, convoyeurs à vis, fonds de malaxeurs, racleurs et tubes Mise en service • Mise en service et maintenance via l'interface série avec le module d'affichage SONOVIEW ou alternativement sur PC avec Windows via le module SM-USB Fonctionnement • • • • Autosurveillance continue Correction automatique, les capteurs sont réétalonnés automatiquement en cas d'abrasion. Aucune unité d'exploitation supplémentaire n'est nécessaire. Affichage des valeurs de mesure via le module de commande et d'affichage SONO-VIEW optionnel Maintenance • • Aucune maintenance n'est nécessaire Experts techniques disponibles sur demande auprès du fabricant Endress+Hauser Page 9 MMP6 SONO GS1 6. Principe de mesure Time-domain reflectometry, ou TDR, est une méthode de mesure diélectrique basée sur la technologie radar, où le temps de parcours des impulsions électromagnétiques est déterminé pour mesurer le coefficient diélectrique et, par conséquent, la teneur en eau. Les capteurs d'humidité SONO sont équipés d'un boîtier en acier inoxydable avec fenêtre en céramique. Un transmetteur TDR TRIME est intégré dans le boîtier. L'impulsion TDR haute fréquence (1 GHz) générée dans le transmetteur TRIME® se déplace le long des guides d'ondes, créant un champ électromagnétique autour de ces guides et donc également dans le matériau autour du capteur. Grâce à une méthode de mesure brevetée, le temps de parcours de cette impulsion est mesuré avec une résolution d'une picoseconde (1×10-12) afin de déterminer l'humidité et la conductivité. Contrairement aux méthodes de mesure capacitives ou par micro-ondes, la technologie TRIME® (Time-Domain-Reflectometry with Intelligent Micromodule Elements) est capable non seulement de mesurer le taux d'humidité, mais également de fournir des informations sur la composition du matériau, comme par exemple la concentration en minéraux. Ceci augmente le niveau de certitude et de fiabilité dans la production de béton frais et d'autres produits, étant donné qu'il est possible de vérifier si la concentration en minéraux d'une formulation de béton a été respectée correctement. La méthode TRIME-TDR fonctionne dans la gamme de fréquences idéale entre 600 MHz et 1,2 GHz. Selon l'appareil, les méthodes de mesure capacitives (également connues sous le nom de technologie du domaine fréquentiel) fonctionnent dans une gamme de fréquences comprise entre 5 MHz et 40 MHz, ce qui les rend sujettes aux interférences de facteurs tels que la température et la forte teneur en minéraux du matériau mesuré. Les systèmes de mesure par micro-ondes fonctionnent avec des hautes fréquences, supérieures à 2 GHz. À ces fréquences apparaissent des non-linéarités, qui nécessitent une compensation très complexe. De ce fait, les systèmes de mesure par micro-ondes sont plus sensibles aux variations de température et à la qualité du grain du matériau mesuré. Grâce à leur conception innovante, les capteurs SONO se réétalonnent eux-mêmes en cas d'abrasion, ce qui se traduit par des cycles de maintenance plus longs et des valeurs de mesure plus précises. La technologie modulaire TRIME permet des applications spéciales avec très peu d'effort et peut être adaptée à de nombreuses applications grâce à la conception variable du capteur. Page 10 Endress+Hauser MMP60 SONO GS1 7. Entrée Grandeurs mesurées La grandeur mesurée au niveau de la voie 1 est l'humidité du matériau ou la teneur en eau dans le produit mesuré. En option, la conductivité et/ou la température du matériau peuvent être mesurées dans certaines gammes et avec un niveau de précision correspondant, les valeurs étant émises sur la voie 2. Gammes de mesure L'humidité du matériau peut être déterminée avec une teneur en eau s'étendant de 0 à 100 % max. La conductivité du matériau peut être déterminée jusqu'à une plage maximale de 12 mS/cm. Il est à noter que la mesure de conductivité du matériau n'est pas étalonnée. L'étalonnage est possible dans des gammes de mesure définies ou supérieures. Exigences de montage • • • • • Le capteur doit être installé en un point du process au niveau duquel une densité de matériau relativement constante est garantie, la densité du matériau étant directement liée à la teneur en eau. Des mesures structurelles peuvent être nécessaires sur le lieu d'installation pour s'assurer que le flux de matériau dans le système, et donc la densité du matériau, au-dessus du capteur est relativement constante, ou il faut créer un by-pass. Le capteur d'humidité doit être complètement entouré de matériau. La couche de matériau recouvrant le capteur doit avoir une profondeur d'au moins 40 mm. Le flux de matériau au-dessus de la surface du capteur doit être relativement continu. Cependant, l'électronique du capteur offre la possibilité de détecter et de combler automatiquement les interstices de matériau en quelques secondes. Un exemple ici est le fonctionnement dans une bétonnière avec des interstices à court terme dans le flux de matériau au-dessus du capteur. Des temps de calcul de la moyenne plus longs augmentent la précision de la mesure. Aucun dépôt ou accumulation de matériau ne doit se former sur la surface du capteur, car cela fausserait les mesures. Gamme de mesure utilisable La série de capteurs SONO GS1 est adaptée aux applications avec des produits hétérogènes, de faible densité, où le taux d'humidité du matériau est dans la plage d'env. 0 % à 50 %. Pour les applications dans la plage supérieure d'humidité et pour les valeurs de conductivité de matériau élevées allant jusqu'à une humidité de 100 % et une conductivité de 50 mS/cm, la série de capteurs SONO HC ou SONO serait mieux adaptée. Groupes de produits Produit Application Plage d'humidité Plage de conductivité Copeaux de bois Bande transporteuse 0 % à 15 % 5 mS/cm max. Sciure de bois Bande transporteuse 0 % à 10 % 5 mS/cm max. Granulés Silo, bande transporteuse 0%à5% 5 mS/cm max. Masse céramique Sous la bande transporteuse 0 % à 30 % 12 mS/cm max. Endress+Hauser Page 11 MMP6 SONO GS1 Produit Application Plage d'humidité Plage de conductivité Sable-chaux Sous la bande transporteuse 0 % à 30 % 12 mS/cm max. Détergents Sous la bande transporteuse 0 % à 30 % 12 mS/cm max. Page 12 Endress+Hauser 8. Sortie MMP60 SONO GS1 Signal de sortie pour voie 1 et voie 2 0(4) à 20 mA Deux interfaces de courant analogiques servent de sortie de valeur de mesure pour l'humidité et la conductivité du matériau. En option, la température du matériau peut être émise sur la voie 2. Sortie numérique Interface série RS485 standard et interface IMP-Bus optionnelle. L'interface physique IMP-Bus est spécialement conçue pour que le fabricant puisse connecter le module de commande et d'affichage SONO-VIEW et le module SM-USB (pour la connexion d'un capteur SONO GS1 à un PC Windows), afin de permettre aux utilisateurs d'analyser et d'optimiser une nouvelle application, si nécessaire. Vitesse de transmission des données : 9 600 bit/s Le protocole de transmission série est basé sur un protocole spécifique au fabricant. La description du protocole peut être téléchargée sur la page d'accueil du fabricant. Signal de défaut Une perturbation CEM prolongée est détectée pendant la mesure d'humidité et est émise sous la forme d'un signal défaut sur la sortie analogique avec 21 mA sur la voie 1. Linéarisation Dans le capteur, jusqu'à 15 courbes d'étalonnage différentes peuvent être utilisées pour chacune des deux voies. Des courbes linéaires et non linéaires avec des polynômes jusqu'au 5ème degré peuvent être utilisées. La courbe d'étalonnage peut être sélectionnée via le module de commande et d'affichage SONO-VIEW. En option, il est possible de connecter le capteur SONO à un PC via le module SM-USB afin d'effectuer des réglages d'étalonnage et d'autres réglages de paramètres sous Windows à l'aide du logiciel SONO-CONFIG (voir le logiciel SONOCONFIG). Endress+Hauser Page 13 MMP6 SONO GS1 9. Raccordement électrique Le capteur SONO GS1 avec électronique TDR intégrée est muni d'un connecteur à bride MIL à 10 broches avec protection IP67. Affectation du connecteur MIL à 10 broches et de la connexion de câble : BROCHE du connecteur Connexions du capteur Couleur de fil Couleur de fil A Alimentation stabilisée +12 V à 24 VDC Rouge Rouge B 0V Bleu Bleu D Pôle positif 1ère voie analogique (+) Humidité Vert Vert E Ligne de retour 1ère voie analogique (-) Humidité Jaune Jaune F RS485 A (doit être activée) Blanc Blanc G RS485 B (doit être activée) Brun Brun C IMP-Bus RT Gris/Rose Gris/Rose J IMP-Bus COM Bleu/Rouge Bleu/Rouge K Pôle positif 2ème voie analogique (+) Rose Rose E Ligne de retour 2ème voie analogique (-) Gris Gris H Blindage (est mis à la terre au niveau du capteur. L'installation doit être correctement mise à la terre !) Transparent Transparent Page 14 Alimentation Endress+Hauser Alimentation / consommation électrique MMP60 SONO GS1 Une alimentation externe est requise. Tension +12 VDC à max. +24 VDC stabilisée, 3 W Attention : ne pas utiliser des alimentations non stabilisées ; risque de surtension ! Compensation de potentiel Le blindage est mis à la terre au niveau du capteur. Temps de démarrage La première valeur mesurée stable est présente sur la sortie analogique après env. une seconde. Coupure de courant La configuration est conservée dans le capteur. Spécifications des câbles de raccordement Les câbles de raccordement avec connecteur MIL préconfectionné sont disponibles en différentes longueurs. Des versions spéciales sans connecteur MIL, avec entrée de câble IP68 et câble spécial, sont disponibles sur demande. Les fils individuels sont munis d'embouts à l'extrémité du câble. Longueurs standard : 4 mètres, 10 mètres et 25 mètres Des longueurs définissables par l'utilisateur jusqu'à une longueur totale de 100 mètres peuvent être commandées par incréments d'un mètre. Câble blindé UNITRONIC PUR CP, paires torsadées 6×2×0,25 mm2, gaine PUR résistante aux huiles et aux produits chimiques. Sur demande : Câble blindé UNITRONIC ROBUST C (TP), paires torsadées 6×2×0,25 mm2, pour la résistance aux intempéries, à l'ozone et aux UV. Sortie analogique 0 à 10 V avec résistance shunt Certains contrôleurs anciens ont une entrée tension 0 à 10 V au lieu d'une entrée courant 0(4) à 20 mA. À l'aide d'une résistance shunt de 500 ohms (jointe à la livraison), il est possible de générer un signal de tension 0–10 V à partir d'un signal de courant 0–20 mA. La résistance shunt de 500 ohms doit être installée à l'extrémité de la ligne ou à l'entrée du contrôleur. Le circuit est illustré dans le diagramme ci-dessous. Endress+Hauser Page 15 MMP6 SONO GS1 10. Performances Conditions de référence Température = 24°C (+75°F) +- 5°C (+-9°F) Gamme de mesure d'humidité Les capteurs d'humidité SONO GS1 mesurent de 0 % jusqu'à la saturation du matériau. Écart de mesure maximum L'écart de mesure dépend du mode de fonctionnement du capteur d'humidité SONO GS1 et du flux de matériau au-dessus du capteur d'humidité. Plus le temps de calcul de la moyenne est long et plus la densité du matériau au-dessus du capteur est stable, plus l'écart de mesure est faible. Des écarts de mesure allant jusqu'à +-0,1 % max. sont possibles. Les mesures statiques avec un faible écart de mesure ne sont possibles qu'avec des matériaux homogènes tels que des liquides ou des émulsions. Les matériaux hétérogènes tels que le béton frais ou les solides en vrac de granulométrie différente nécessitent un flux continu de matériau au-dessus de la surface du capteur pour obtenir un écart de mesure acceptable. Gamme de mesure de conductivité Les capteurs d'humidité SONO GS1 délivrent une conductance basée sur la technologie radar (EC-TRIME) dans la gamme 012 mS/cm en tant que valeur caractéristique. Cette valeur est déterminée en fonction de la concentration en minéraux dans le matériau mesuré. La gamme de conductivité est réduite dans les gammes de mesure d'humidité > 50 %. La valeur de conductivité déterminée n'est pas étalonnée et est principalement utilisée pour caractériser le matériau mesuré. Gamme de mesure de température Gamme de mesure : 0 °C à 100 °C La température est mesurée à 3 mm sous la surface du capteur, dans le boîtier du capteur, et peut être émise sur la sortie analogique 2. Comme l'électronique du capteur consomme environ 1,5 W, le boîtier du capteur s'échauffe légèrement. La mesure précise de la température du matériau n'est donc possible que dans une certaine mesure. La température du matériau peut être déterminée après un étalonnage externe et une compensation de l'échauffement interne du capteur. Gamme de température ambiante Capteurs d'humidité SONO GS1 : -40 à +70 °C Température de process Capteurs d'humidité SONO GS1 avec électronique TDR intégrée : 0 à 70 °C À noter que la mesure de l'humidité n'est pas possible en dessous de 0 °C (32 °F), car la teneur en eau de la glace ou de l'eau gelée ne peut être déterminée. Page 16 Endress+Hauser Sorties signal MMP60 SONO GS1 2 x sorties analogiques 0(4) à 20 mA Sortie 1 : humidité en % (la gamme de mesure peut être réglée individuellement dans la plage 0 à 100 %) Sortie 2 : conductivité (EC-TRIME) ou température (en option) ou dérive standard (en option). Il est également possible de diviser la sortie analogique 2 en deux plages, à savoir la plage 4 à 11 mA pour la température et la plage 12 à 20 mA pour la conductivité. La sortie analogique 2 commute ensuite toutes les 5 secondes entre deux fenêtres courantes. Les deux sorties analogiques peuvent être ajustées individuellement à l'aide du logiciel SONOCONFIG via le module SM-USB ou à l'aide du module de commande et d'affichage SONO-VIEW. Une résistance de 500 ohms peut être utilisée pour une sortie tension 0–10 VDC. Étalonnage Les capteurs d'humidité SONO GS1 sont étalonnés à la livraison, en fonction de la tâche que le capteur doit effectuer. 15 étalonnages différents sont enregistrés par voie dans les capteurs. Des étalonnages variables avec des polynômes jusqu'au 5ème degré sont possibles pour des matériaux spéciaux ; ceux-ci peuvent être entrés dans le capteur à l'aide du logiciel SONOCONFIG. Le point zéro peut être ajusté à l'aide du logiciel SONO-CONFIG ou du module d'affichage SONO-VIEW. Prétraitement des données mesurées Les capteurs d'humidité SONO GS1 peuvent être définis dans différents modes de fonctionnement : Mode CS : ("Cyclic Successive") Pour ces processus de mesure très courts, dans la plage des secondes (p. ex. 5 à 20 secondes) sans calcul de la moyenne et avec jusqu'à 100 mesures par seconde en interne et une durée du cycle de 250 millisecondes sur la sortie analogique. Le mode de fonctionnement CS est également utilisé pour enregistrer les valeurs brutes sans calcul de la moyenne ni filtrage. Mode CA : ("Cyclic Average Filter") Calcul de la moyenne standard pour des processus de mesure continus relativement rapides, avec filtrage et une précision allant jusqu'à 0,1 %. Mode CF : ("Cyclic Floating Average with Filter") Moyenne flottante pour les processus de mesure très lents et continus, avec un filtrage et une précision allant jusqu'à 0,1 %. Approprié pour des applications dans des séchoirs à lit fluidifié, sur une bande transporteuse, etc. Mode CK : ("Cyclic with Kalman-Filter") Pour les applications complexes. Mode CC : ("Cyclic Cumulated") Avec totalisation automatique des mesures de quantité d'humidité dans un process par lots. Mode CH : ("Cyclic Hold") Similaire au mode CC, mais sans totalisation Les options de configuration sont documentées en détail dans les manuels SM-USB et SONOView. Communication L'interface série permet le fonctionnement en réseau du capteur. Un protocole de bus de données pour la connexion de plusieurs capteurs SONO est implémenté par défaut. La description du protocole de données série peut être téléchargée sur la page d'accueil du fabricant. Endress+Hauser Page 17 MMP6 SONO GS1 Mesure de la propagation du champ Env. 30-40 mm, en fonction du matériau et de l'humidité. Connecteur Les capteurs d'humidité SONO GS1 sont équipés d'un connecteur à bride MIL 10 broches robuste. Des câbles de raccordement prêts à l'emploi sont disponibles dans les longueurs 4 m, 10 m ou 25 m. Une version spéciale sans connecteur MIL, avec entrée de câble IP68 et câble spécial, peut être commandée sur demande. Page 18 Endress+Hauser Endress+Hauser Via le module SM-USB, le capteur SONO peut être connecté à un PC pour la communication. À l'aide du logiciel gratuit SONO-CONFIG, les réglages du capteur peuvent être effectués rapidement et facilement. L'afficheur autonome SONO-VIEW permet de régler directement les paramètres de configuration appropriés pendant le fonctionnement, sans avoir à connecter un PC. MMP60 SONO GS1 11. Configuration et connectivité aux capteurs SONO 11.1. Schéma de raccordement pour la connexion à l'afficheur SONOVIEW et à l'automate Page 19 MMP6 SONO GS1 SONO-VIEW permet aux utilisateurs de visualiser les valeurs mesurées et de configurer les capteurs SONO. Le taux d'humidité et la conductivité / température déterminés peuvent être acheminés directement vers un automate via deux sorties analogiques 0(4) à 20 mA, ou interrogés via l'interface série. Page 20 Endress+Hauser 12. Montage et construction du capteur SONO-GS1 MMP60 SONO GS1 Le capteur SONO-GS1 peut être monté directement dans le fond d'un réservoir ou dans un convoyeur à vis. Endress+Hauser Page 21 MMP6 SONO GS1 12.1. Montage du SONO-GS1 sous une bande transporteuse Le capteur SONO-GS1 peut être monté directement sous une bande transporteuse. Ceci permet la mesure d'humidité de matériaux très difficiles à mesurer, ou de produits qui ont tendance à coller et à former des gâteaux, comme la poudre de céramique, les détergents, le sable-chaux, etc. La disposition générale est illustrée dans le graphique ci-dessous : Pré-requis pour l'installation sous une bande transporteuse : • • • • La bande transporteuse doit être en plastique ou en textile. Elle ne doit comporter aucune pièce métallique. L'épaisseur de la bande transporteuse ne doit pas dépasser 8 mm. La plaque coulissante doit être montée et fixée individuellement en fonction de la bande transporteuse. L'épaisseur de la bande transporteuse doit être prise en compte lors d'un étalonnage de base ou d'un étalonnage du matériau. Page 22 Endress+Hauser 12.2. Montage du SONO-GS1 dans un convoyeur à vis MMP60 SONO GS1 L'installation du capteur SONO-GS1 dans un convoyeur à vis garantit des conditions idéales en termes de flux et de densité du matériau, étant donné que le matériau à mesurer n'est pas mesuré lorsqu'il est en vrac, mais après avoir été compacté par la vis. Le capteur SONO-GS1 peut être installé le long d'un convoyeur à vis. Il est recommandé de maintenir un angle d'installation de 30°, comme indiqué sur le schéma, afin d'assurer un contact suffisant du matériau avec le capteur. En option, une partie de la vis du convoyeur peut être découpée afin de former une sorte de bouchon et compacter davantage le matériau. Le capteur SONO GS1 peut également être installé à l'extrémité du convoyeur à vis, là où le matériau s'accumule, dans une zone où une partie de la vis du convoyeur est découpée. Si le capteur SONO-GS1 est installé sans créer de découpe dans le convoyeur à vis, il est nécessaire de définir des algorithmes de filtrage pour le capteur, étant donné que le métal de la vis du convoyeur fausse la valeur mesurée. Les paramètres du mode de fonctionnement C doivent être déterminés au cas par cas, en fonction de la vitesse de la vis, dans un mode de fonctionnement approprié avec filtrage. Il est recommandé d'utiliser soit le mode de fonctionnement CK pour les installations où il y a interférence de la vis, soit le mode de fonctionnement CF pour les installations où une partie du convoyeur à vis est découpée, voir le chapitre "Vue d'ensemble des différents modes de fonctionnement dans différentes applications". Endress+Hauser Page 23 MMP6 SONO GS1 13. Protection du connecteur de capteur MIL contre l'abrasion Si du sable et du gravier peuvent entrer en contact avec le connecteur du capteur SONO lorsqu'ils s'écoulent sur la plaque déflectrice, il est recommandé d'installer une protection supplémentaire sur le connecteur du capteur. Le tube thermorétractable fourni avec le câble peut être utilisé pour fournir cette protection. Après l'installation du capteur et le branchement du connecteur MIL, le tube thermorétractable peut être fretté sur le connecteur et le câble à l'aide d'un générateur d'air chaud. La photo représente un SONO VARIO Page 24 Endress+Hauser MMP60 SONO GS1 14. Que faire en cas de flux de matière sous-optimal ? Même la meilleure technologie de capteurs ne peut fournir des résultats précis que si certaines limites sont respectées en ce qui concerne les conditions de montage et d'environnement, ainsi que la densité apparente du matériau à mesurer. Il doit y avoir suffisamment de matériau au-dessus du capteur pour obtenir des valeurs de mesure utiles. Si le flux de matériau est trop rapide, le niveau de matériau au-dessus de la surface du capteur peut être trop bas. Une goulotte de trémie avec des plaques de guidage peut concentrer et augmenter le niveau de matériau au-dessus de la tête de capteur. Les plaques de guidage sont idéalement revêtues de PTFE, en particulier dans le cas de sable humide, afin qu'aucun matériau ne puisse y adhérer. Les capteurs d'humidité ont besoin d'une quantité suffisante de matériau au-dessus du capteur pour pouvoir mesurer le niveau d'humidité avec précision. Les capteurs à micro-ondes sont très sujets aux erreurs en l'absence d'une quantité suffisante de matériau au-dessus du capteur. Comparés aux capteurs à micro-ondes, les capteurs SONO ont une tolérance relativement grande en ce qui concerne la couverture du capteur par le matériau. Le capteur SONO GS1 a besoin d'une couche de matériau d'au moins 50 mm de hauteur au-dessus du capteur. Dans certaines installations, la quantité de matériau est trop faible ou trop étalée pour assurer un flux de matériau suffisant au-dessus du capteur SONO. Dans de tels cas, il peut être nécessaire de "concentrer" le flux de matériau de sorte que le matériau s'accumule au-dessus du capteur au fur et à mesure qu'il s'écoule. Le diagramme ci-dessous montre un exemple d'appareil où le matériau est concentré sur le côté du capteur et au-dessus du capteur. En outre, dans le cas d'un flux de matériau non homogène, il est possible d'utiliser les fonctions de filtrage, avec des limites supérieure et inférieure, qui sont implémentées dans le capteur SONO pour filtrer les valeurs de mesure "erronées" (voir manuels SONO-VIEW et SM-USB). Des instructions de montage supplémentaires sont documentées dans le "manuel d'application SONO". Endress+Hauser Page 25 MMP6 SONO GS1 15. Courbes d'étalonnage Cal1 à Cal15 Les capteurs SONO sont livrés avec un étalonnage adapté à l'application. Un maximum de 15 étalonnages (Cal1 à Cal15) différents peuvent être enregistrés dans le capteur SONO et peuvent être activés via le module d'affichage SONO-VIEW ou le module SM-USB avec le programme de service SONO-CONFIG. Pour pré-tester la compatibilité d'une courbe d'étalonnage, l'utilisateur peut sélectionner à l'aide de SONO-CONFIG des courbes d'étalonnage individuelles (Cal 1 à 15) dans l'option de menu "Calibration (à l'aide de la souris) et dans la fenêtre "Material Property Calibration", les activer avec le bouton "Set Active Calib", puis tester les courbes avec le matériau à mesurer. L'utilisateur peut régler la courbe d'étalonnage souhaitée et (le cas échéant) modifiée en cliquant sur le bouton "Set Default Calib". Cette courbe est activée pour la mesure lorsque l'alimentation du capteur est mise sous tension. Des étalonnages non linéaires sont possibles avec des polynômes jusqu'au 5ème degré (coefficients m0-m5). Les graphiques illustrés dans les pages suivantes (Cal.1 à 15) montrent le choix des courbes d'étalonnage linéaires qui sont enregistrées dans le capteur pour différents matériaux. L'humidité gravimétrique (MoistAve) est indiquée sur l'axe des ordonnées et le temps de parcours radar tpAve en picosecondes est affiché sur l'axe des abscisses, en fonction de la courbe d'étalonnage spécifique. Pendant la mesure d'humidité, le temps de parcours radar tpAve est affiché conjointement avec la valeur d'humidité (MoistAve) à l'aide du logiciel SONO-CONFIG (voir le chapitre "Guide rapide relatif au logiciel SONO-CONFIG" du manuel SONO-VIEW et SM-USB). Les capteurs SONO mesurent généralement à un temps de parcours radar de 60 picosecondes dans l'air et 1 000 picosecondes dans l'eau. Voir les manuels SM-USB et SONO-VIEW pour les détails concernant la sélection de la courbe d'étalonnage, l'exécution d'un étalonnage dans le process et les options supplémentaires de configuration du capteur Page 26 Endress+Hauser MMP60 SONO GS1 Endress+Hauser Page 27 MMP6 SONO GS1 16. Fonctions spéciales 16.1.1. Détermination de la concentration en minéraux Avec la méthode de mesure TRIME basée sur le radar, il est désormais possible pour la première fois non seulement de mesurer l'humidité, mais aussi de tirer des conclusions sur la conductance ou la concentration en minéraux. Ici, le système détermine l'atténuation de l'impulsion radar dans la fraction de volume mesurée d'un matériau. Cette méthode de mesure innovante permet d'obtenir une valeur de conductance basée sur le radar (RbC – Radar-based-Conductivity) en mS/cm comme valeur caractéristique, qui est déterminée en fonction de la concentration en minéraux et est émise en tant que valeur non mise à l'échelle. La gamme de mesure de conductivité des capteurs SONO GS1 s'étend de 0 à 12 mS/cm en fonction du taux d'humidité. 16.1.2. Mesure de la température du matériau Le capteur SONO GS1 contient un capteur de température intégré, qui détermine la température du boîtier à 3 mm sous la surface de la tête de capteur. En option, la température peut être émise sur la sortie analogique 2. Comme l'électronique du capteur consomme environ 1,5 W, le boîtier du capteur s'échauffe légèrement. Par conséquent, une mesure très précise de la température du matériau n'est pas possible ou ne l'est que dans une certaine mesure. Une fois l'appareil installé et dans de bonnes conditions de distribution de la chaleur dans l'ensemble du système, la température du matériau peut toutefois être déterminée après un étalonnage externe et une compensation de l'auto-échauffement du capteur. La valeur de l'offset de température résultant de l'auto-échauffement peut être réglée à l'aide du programme SONO-CONFIG. 16.1.3. Compensation de température en cas d'utilisation à des températures élevées Les capteurs SONO ne sont généralement pas facilement influencés par la température. Néanmoins, il existe des applications où la compensation de température est nécessaire. Les capteurs SONO offrent deux façons d'effectuer la compensation de température. 16.1.4. Compensation de la température de l'électronique interne SONO Cette fonction de compensation de température permet de compenser une dérive de température de l'électronique SONO L'électronique SONO n'étant généralement pas facilement influencée par la température, le paramètre standard TempComp=0,2 est préréglé dans chaque capteur SONO pour les gammes de température ambiante "normales". Ce paramètre TempComp peut être réglé à des valeurs jusqu'à TempComp=0,75 pour un fonctionnement à des températures élevées, qui peuvent aller jusqu'à 80 °C (176 °F) en fonction du type de capteur SONO. Cependant, si le paramètre TempComp est modifié d'une valeur supérieure à 0,2, il est recommandé d'effectuer un étalonnage de base dans l'eau et dans l'air à l'aide du capteur SONO. Le paramètre TempComp peut être réglé à l'aide de l'outil logiciel SONO-CONFIG dans l'option "Calibrations" et le menu "Electronic-Temperature-Compensation". Attention : Si le paramètre TempComp est modifié, l'étalonnage de base du capteur change également, raison pour laquelle un nouvel étalonnage de base du capteur SONO est dans ce cas nécessaire ! 16.1.5. Compensation de la température du matériau mesuré Le coefficient diélectrique (DC) de l'eau et de certains matériaux mesurés dans des gammes de température élevées montre une dépendance à la température. L'humidité est déterminée à l'aide du coefficient diélectrique, c'est-à-dire que le courant continu est le paramètre réel mesuré pendant la mesure d'humidité avec les capteurs SONO. Si les matériaux mesurés, comme le maïs, présentent une dépendance thermique très particulière par rapport au courant continu, par Page 28 Endress+Hauser MMP60 SONO GS1 exemple une dépendance thermique uniquement dans des gammes d'humidité très spécifiques, il peut être nécessaire d'effectuer une compensation thermique beaucoup plus complexe qui nécessite un travail considérable en laboratoire. Pour cela, la température du matériau doit être mesurée avec le capteur de température intégré dans le capteur SONO, en plus de la mesure de l'humidité. Les paramètres t0 à t5 peuvent être réglés dans chacune des 15 courbes d'étalonnage Cal1 à Cal15 (voir le chapitre "Sélection des étalonnages individuels"). Si nécessaire, contacter le département SAV du fabricant en cas de besoin d'assistance pour ce processus très complexe de compensation de température spécifique au matériau. 16.2. Les sorties analogiques pour la sortie des valeurs mesurées Les valeurs mesurées sont délivrées sous forme de signal courant via la sortie analogique. À l'aide du programme de service SONO-CONFIG, le capteur SONO peut être réglé pour deux versions : 0 à 20 mA ou 4 à 20 mA. De plus, avec SONO-CONFIG, il est également possible de configurer individuellement la gamme d'humidité pour la sortie analogique, p. ex. 0-10 %, 0-20 % ou 0-30 %, selon les exigences spécifiques. Sortie 1 : humidité en % (réglage variable) Sortie 2 : conductivité (EC-TRIME) 0 à 12 mS/cm ou température (en option) 0 à 70 °C (32° à 158 °F) ou dérive standard (en option) pour mesure d'humidité. Il est également possible de diviser la sortie analogique 2 en deux plages pour délivrer à la fois la conductance et la température, à savoir la plage 4 à 11 mA pour la température et la plage 12 à 20 mA pour la conductivité. La sortie analogique 2 commute automatiquement toutes les 5 secondes entre deux fenêtres courantes. Les deux sorties analogiques peuvent être ajustées individuellement à l'aide du logiciel SONO-CONFIG. Une résistance de 500 ohms peut être utilisée pour une sortie tension 0–10 VDC. Par conséquent, il existe plusieurs réglages possibles pour les sorties analogiques 1 et 2 avec le capteur SONO : Sortie analogique : sélection entre 0 à 20 mA ou 4 à 20 mA 0 à 20 mA 4 à 20 mA La sortie courant peut également être inversée pour des contrôleurs et des applications spéciaux : 20 mA à 0 mA et 20 mA à 4 mA Voies de sortie analogique: Les deux sorties analogiques du capteur SONO peuvent être réglées différemment sur l'une des quatre options possibles. Moist, Temp Sortie analogique 1 pour l'humidité, sortie 2 pour la température du matériau. Moist, Conduct Sortie analogique 1 pour l'humidité, sortie 2 pour la conductivité de 0 à 20 dS/m ou 50 dS/m Moist, Temp/Conductivity Sortie analogique 1 pour l'humidité, sortie 2 pour la température du matériau et conductivité EC-TRIME avec permutation automatique de la fenêtre courante. Moist / MoistSTdDev Sortie analogique 1 pour l'humidité, sortie 2 pour la dérive standard avec mesure d'humidité (pour une utilisation dans des séchoirs à lit fluidifié, par exemple). Endress+Hauser Page 29 MMP6 SONO GS1 La gamme d'humidité et la gamme de sortie de température du matériau peuvent être configurées individuellement pour les sorties analogiques 1 et 2. La gamme d'humidité ne peut pas excéder 100 %. Gamme d'humidité en % Maximum : p. ex. 20 pour le sable (réglée en %) Minimum : 0 Gamme de temp. en °C : Maximum : 100 °C (212 °F) Minimum : 0 °C (32 °F) Gamme de conductivité : 0 à 20 mS/cm ou 0 à 50 mS/cm Selon le type de capteur et l'humidité, les capteurs SONO peuvent mesurer la conductivité de l'eau interstitielle EC-TRIME dans la gamme allant de 5 mS/cm à 50 mS/cm. 16.3. L'interface série du capteur SONO Les capteurs SONO sont dotés de deux interfaces série : une interface RS485 standard et l'interface IMP-Bus du fabricant permettant de lire les différents paramètres ou valeurs mesurées. Un protocole de transfert de données facile à mettre en œuvre permet la connexion de plusieurs capteurs au bus. Le capteur SONO peut être connecté directement au port USB d'un PC via l'interface série et le module SM-USB, afin d'ajuster les paramètres de mesure individuels ou d'effectuer des étalonnages. Les interfaces RS485 standard sont souvent problématiques ! Dans la plupart des cas, elles ne sont pas isolées galvaniquement, c'est-à-dire qu'il y a toujours un risque de boucles de masse ou d'interférences, ce qui peut causer des problèmes de sécurité considérables. De plus, un câble blindé et torsadé doit être utilisé pour l'interface RS485, en particulier pour les longues distances. En fonction de la topologie de câblage avec des embases individuelles, une résistance de fin de ligne de 100 ohms doit alors être installée aux points "sensibles" du réseau RS485. Dans la pratique, cela implique des efforts de câblage considérables de la part des spécialistes et des problèmes souvent insurmontables. L'interface robuste IMP-Bus garantit aux utilisateur la sécurité et la fiabilité. En plus de l'interface RS485 standard, les capteurs SONO sont équipés de l'interface robuste IMP-Bus galvaniquement isolée, pour plus de sécurité et de fiabilité. Cela signifie que la ligne de signal série est isolée galvaniquement de la tension de fonctionnement des capteurs et qu'un réseau de capteurs peut être créé indépendamment du potentiel de masse individuel, ce qui peut causer des problèmes en cas de phases différentes du réseau. De plus, l'IMP-Bus envoie ses paquets de données sous forme de signaux de courant plutôt que de signaux de tension. Cela rend l'IMP-Bus extrêmement robuste, c'est-à-dire que tout fonctionne bien même sur de longues distances de câble dans les topologies existantes, où les câbles sont déjà installés. Aucun câble blindé n'est nécessaire et les embases dans les topologies de réseau les plus diverses ne sont pas un problème. 16.3.1. Sortie défaut et messages d'erreur Les capteurs SONO sont fiables, permettant un fonctionnement sans interférence. Une perturbation CEM prolongée est détectée pendant la mesure d'humidité et est émise sous la forme d'un signal défaut sur la sortie analogique avec 21 mA sur la voie 1. Les messages d'erreur peuvent être consultés via l'interface série. Page 30 Endress+Hauser MMP60 SONO GS1 17. Réglage du mode de fonctionnement adapté au capteur La configuration du capteur est préréglée en usine avant la livraison du capteur SONO. En règle générale, le mode de fonctionnement CH est réglé. Le réglage de l'appareil peut être optimisé pour adapter le process. À cette fin, le capteur SONO peut être connecté directement au port USB d'un PC à l'aide du module d'affichage SONO-VIEW, qui est disponible auprès du fabricant, ou du module SM-USB. Les capteurs SONO sont livrés au départ usine avec le mode de fonctionnement CH pour les applications dans l'industrie de la construction et pour de nombreuses autres applications. Six modes de fonctionnement différents sont disponibles dans le "C-Mode", selon l'application. Voir manuels SD02332M SM-USB SD02333M SONO-VIEW Endress+Hauser Page 31 *71437024* 71437024 www.addresses.endress.com ">
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