DFC Digitaler Massendurchflussregler
DFC Digitaler MassendurchflussreglerMikroprozessorgesteuerte, digitale Strömungsregler bieten dem Anwender die Möglichkeit, mit einem Computer über eine Schnittstelle RS-485 (RS-232 wahlweise lieferbar) Durchflussraten verschiedener Gase zu programmieren, aufzuzeichnen und zu analysieren.Die Regler können für verschiedene Kontrollfunktionen programmiert werden einschließlich Sollwert, Volumenzählung, Stopp Volumenzählung, Ablesen Volumenzählung, Durchfluss eines vorgegebenen Volumens, Stopp bei Erreichen des Sollwerts, automatische Nullpunkteinstellung und vieles mehr. Arbeitsweise Die gemessenen Gase werden in zwei laminare Ströme unterteilt, und zwar einen Strom durch die primäre Durchflussleitung und einen zweiten Strom durch ein kapillares Sensorrohr. Beide Durchflussrohre sind so konzipiert, dass laminare Ströme gewährleistet sind und demgemäß das Verhältnis ihrer Durchflussraten konstant ist. Auf dem Sensorrohr sind zwei beheizte Wicklungen zur genauen Temperaturerfassung vorgesehen. Findet ein Durchfluss statt, so wird vom Gas Wärme von der vorgeschalteten zur nachgeschalteten Wicklung transportiert. Der resultierende Temperaturunterschied ist proportional der Änderung des Widerstands der Sensorwicklungen. Eine Wheatstone-Brücke wird zur Überwachung des temperaturabhängigen Widerstandsgefälles an den Sensorwicklungen benutzt, das linear proportional der jeweils augenblicklichen Durchflussrate ist. Der Ausgang der Wheatstone-Brücke wird durch einen 12 Bit ADU (Analog-Digital-Umsetzer) in Digitalformat übertragen. Ein eingebauter Mikroprozessor und ein nichtflüchtiger Speicher dienen zur Speicherung aller Kalibrierungsfaktoren und zur direkten Steuerung eines elektromagnetischen Dosierventils. Durch die digitale Regelung im geschlossenen Kreis wird der Massenflussausgang mit der eingestellten Durchflussrate verglichen. Abweichungen vom Sollwert werden durch kompensierende Ventileinstellungen korrigiert, wobei der PID-Algorithmus die gewünschten Durchflussparameter mit hoher Genauigkeit beibehält. Zur Anzeige der molekularen Massenflussraten des gemessenen Gases werden Ausgangssignale von 0 bis 5 V Gleichstrom oder 4 bis 20 mA erzeugt. Schnittstelle Die digitale Schnittstelle ist über RS485 (wahlweise RS232) wirksam und erlaubt einen Zugang zu entsprechenden internen Daten, zu denen DURCHFLUSS-SOLLWERT, AKTUELLER DURCHFLUSS, NULLEINSTELLUNGEN und EINSTELLUNGEN NACH DER LINEARISIERUNGS-TABELLE gehören. Die analoge Schnittstelle hat Ein- und Ausgänge von 0 bis 5 V Gleichstrom, 0 bis 10 V Gleichstrom und 4 bis 20 mA. Automatische Nulleinstellung Bei den Massendurchflussreglern DFC wird die Nullpunktverschiebung des Sensors automatisch genullt, sobald der Sollwert für den Durchfluss unter 2 % FS abfällt. Zur Aktivierung dieser Funktion muss das Steuerventil unter diesen Bedingungen vollständig geschlossen werden. Über digitale Befehle kann die aktuelle automatische Nulleinstellung entweder deaktiviert, verändert oder gespeichert werden. Volumenzähler Die Firmware für Massendurchflussregler DFC sieht Funktionen zur Aufzeichnung der Gesamtgasmenge vor. Die Gesamtgasmasse wird durch Integration der aktuellen Gasflussrate in Abhängigkeit von der Zeit errechnet. Die digitale Schnittstelle umfasst folgende Befehle:
Digitale Massenflussregler DFC bieten die Möglichkeit, primäre Kalibrierungsdaten für bis zu 10 Gase zu speichern. Hierdurch kann der gleiche Regler DFC für verschiedene Gasen kalibriert werden, wobei die jeweilige Sollgenauigkeit erhalten bleibt. Umrechnungsfaktoren Umrechnungsfaktoren für bis zu 256 Gase sind im DFC gespeichert. Die Umrechnungsfaktoren können über digitale Schnittstellenbefehle für jede der zehn Gaskalibrierungen herangezogen werden. Flow Alarms Die Auslösung einer GEFAHRMELDUNG bei oberen und unteren Extremwerten des Gasdurchflusses wird mittels der digitalen Schnittstelle programmiert. Alarmzustände werden über die digitale Schnittstelle gemeldet oder können die Ausgänge zum Schließen der Kontakte aktivieren. Programmierbarer Durchfluss Die Aalborg-Software unterstützt das Arbeiten mit programmierbaren Durchflussraten und gestattet eine den Kunden-erfordernissen entsprechende Programmierung mit bis zu zehn Schritten. Zu den verschiedenen Durchfluss-konfigurationen gehören die Funktionen Hochlaufen sowie lineare Erhöhung und Verringerung. Automatische Abstimmung Mit der AUTO TUNE-Funktion (automatischen Abstimmung) hat der DFC die Möglichkeit, die Ansprechung der Regelung für das jeweilige Gas unter tatsächlichen Prozessbedingungen automatisch zu optimieren. Während der AUTO TUNE-Funktion nimmt das Gerät eine Anpassung der PID-Verstärkungen vor, um eine optimale Schrittansprechung zu erreichen und die Schlüsselmerkmale des Steuerventils festzulegen (nur bei Geräten für eine maximale Durchflussleistung von weniger als 80 l/min. lieferbar). Schließen von Kontakten Zwei Sets Relaisausgänge mit Schwachstromkontakten sind zur Betätigung von vom Anwender beigestellten Einrichtungen vorgesehen. Diese sind über die digitale Schnittstelle so programmierbar, dass die Relais zum Schalten gebracht werden, wenn ein bestimmter Zustand auftritt (zum Beispiel, wenn ein unterer oder oberer Durchflussextremwert überschritten wird oder wenn der Volumenzähler einen bestimmten Wert erreicht). Ventilübersteuerung Vorrichtungen sind vorgesehen, um das Steuerventil über entweder die analogen oder die digitalen Schnittstellen vollständig zu öffnen (Spülfunktion) oder vollständig zu schließen. Selbstdiagnose Bei jedem Einschalten der Stromversorgung führen die Regler DFC eine Reihe von SELBSTDIAGNOSE-PRÜFUNGEN durch, um sicherzustellen, dass der optimale Betriebszustand gegeben ist. Technische Maßeinheiten Über Befehle der digitalen Schnittstelle werden Durchfluss-Sollwert, die gemessene Gasdurchflussleistung und entsprechende Daten des Volumenzählers in direkten technischen Maßeinheiten angezeigt. Die folgenden Maßeinheiten können berücksichtigt werden: % des Skalenendwertes, ml/min., ml/h, NFuß³/min., NFuß³/h, Nl/min., Nl/h, lbs/h, lbs/min. und eine vom Anwender zu definierende Maßeinheit. Lecksicherheit Maximal 1 x 10-9 Nml/Sek. Helium an die äußere Umgebung. Abgeglichene Stromversorgung Die Regler DFC arbeiten mit + 15 V Gleichstrom. Der Strombedarf für die Positiv- und Negative-Stromversorgungen ist abgeglichen, um den Strom im gemeinsamen Stromversorgungsanschluss zu minimieren. Der maximale Stromverbrauch liegt bei 13,5 W bei + 15 V Gleichstrom. |
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Modell DFC Literatur 
DFC Communication Utility 
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