CS Instruments VA 550 User manual

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VA 550 English V1.21 Page 1 of 53
Instruction manual
Flow Sensor
VA 550

Foreword
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Foreword
VA 550 English V1.21 Page 3 of 53
I. Foreword
Dear customer,
thank you very much for deciding in favour of the VA 550. Please read this
installation and operation manual carefully before mounting and initiating the device
and follow our advice. A riskless operation and a correct functioning of the
VA 550 are only guaranteed in case of careful observation of the described
instructions and notes
Sales Office South / Geschäftsstelle Süd
Zindelsteiner Str. 15
D-78052 VS-Tannheim
Tel.: [phone]
Fax: [phone]
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Web: http://www.cs-instruments.com
Sales Office North / Geschäftsstelle Nord
Gewerbehof 14
D-24955 Harrislee
Tel.: [phone]
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Web: http://www.cs-instruments.com

Table of Content
VA 550 English V1.21 Page 4 of 53
II. Table of Content
I. Foreword .......................................................................................................................................... 3
1Pictograms and Symbols ................................................................................................................. 6
2Signalwords according ISO 3864 and ANSI Z 535.......................................................................... 6
3Safety instructions............................................................................................................................ 7
3.1 Intended Use............................................................................................................................. 8
3.2 Installation and commissioning................................................................................................. 8
4Technical data.................................................................................................................................. 9
4.1 Signal circuits.......................................................................................................................... 10
4.1.1 Modbus.............................................................................................................................. 10
4.1.2 Current output.................................................................................................................... 10
4.1.2.1 Aktive......................................................................................................................... 10
4.1.2.2 Passive ...................................................................................................................... 10
4.1.3 Pulse.................................................................................................................................. 10
4.1.4 Alarm ................................................................................................................................. 10
4.2 Measuring range flow VA 550................................................................................................. 11
4.2.1 Maximum Flow Ranges „Low Speed“................................................................................ 12
4.2.2 Measuring range „Standard Version“ ................................................................................ 14
4.2.3 Measuring range „Max Version“ ........................................................................................ 16
4.2.4 Measuring range „High Speed Version“ ............................................................................ 18
5Dimensions..................................................................................................................................... 20
5.1 Dimension VA 550 .................................................................................................................. 20
6Installation ...................................................................................................................................... 21
6.1 Pipe/tube requirements........................................................................................................... 21
6.2 Inlet / outlet runs...................................................................................................................... 21
6.3 Installation VA 550.................................................................................................................. 22
6.3.1½“ welded nipple with ball valve ½“................................................................................... 22
6.3.2 Spot drilling collar with ball valve....................................................................................... 22
6.4 Installation of the Sensor ........................................................................................................ 23
6.4.1 Mounting VA 550 onto the ball valve................................................................................. 23
6.5 Alignement Display (Housing)................................................................................................. 24
6.6 Tightening torques .................................................................................................................. 24
7Connection diagram....................................................................................................................... 25
7.1 Cable glands - clamping ranges ............................................................................................. 25
7.2 Connector pin assignment ...................................................................................................... 25
7.3 Wire connection ...................................................................................................................... 27
7.3.1 General.............................................................................................................................. 27
7.3.2 Power supply..................................................................................................................... 27
7.3.3 Modbus RTU:..................................................................................................................... 27
7.3.4 Modbus TCP (Ethernet) Optional PoE .............................................................................. 28
7.3.5 Pulse Output...................................................................................................................... 28

Table of Content
VA 550 English V1.21 Page 5 of 53
8Operation VA 550........................................................................................................................... 29
8.1 Main menu (Home) ................................................................................................................. 30
8.1.1 Intialization......................................................................................................................... 30
8.2 Main menu .............................................................................................................................. 30
8.3 Settings ................................................................................................................................... 31
8.3.1 Sensor Setup..................................................................................................................... 32
8.3.1.1 Input / change tube diameter..................................................................................... 32
8.3.1.2 Input / change consumption counter ......................................................................... 33
8.3.1.3 Definition of the units for flow, velocity, temperature and pressure........................... 33
8.3.1.4 Definition of the reference conditions........................................................................ 34
8.3.1.5 Setting of Zeropoint and Low-flow cut off.................................................................. 36
8.3.2 Modbus RTU...................................................................................................................... 37
8.3.2.1 Setup ......................................................................................................................... 37
8.3.3 Modbus TCP (Optional)..................................................................................................... 38
8.3.3.1 Setup ......................................................................................................................... 38
8.3.3.1.1 Network Setup DHCP........................................................................................... 38
8.3.3.1.2 Network Settings static IP..................................................................................... 39
8.3.3.1.3 Modbus TCP Settings........................................................................................... 40
8.3.3.2 Modbus Settings (2001…2005).............................................................................. 41
8.3.3.3 Values Register (1001 …1500) ................................................................................. 41
8.3.4 Pulse /Alarm ...................................................................................................................... 43
8.3.4.1 Pulse output............................................................................................................... 43
8.3.5 User Setup......................................................................................................................... 44
8.3.5.1 Password................................................................................................................... 44
8.3.5.2 Language................................................................................................................... 44
8.3.5.3 Display / Touch.......................................................................................................... 45
8.3.6 Advanced........................................................................................................................... 45
8.3.7 4 -20mA............................................................................................................................. 46
8.3.8 VA 550 Info........................................................................................................................ 48
8.4 MBus....................................................................................................................................... 49
8.4.1 Change of communication settings ................................................................................... 49
8.4.2 Coding VIF (Value Information Field)................................................................................ 50
8.4.3 Default Settings communication........................................................................................ 50
8.4.4 Default values transmitted................................................................................................. 50
9Supplementary Documentation...................................................................................................... 50

Pictogram / Symbols
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1 Pictograms and Symbols
General Warning symbol (Danger, Warning, Caution)
General note
Installation- and Instruction manual to consider (on Nameplate)
Installation- and Instruction manual to consider
2 Signalwords according ISO 3864 and ANSI Z 535
Danger!
Imminent danger
As a consequence of incorrect handling: serious personal injury or death
Warning!
Possible harzard
As a consequence of incorrect handling: possible serious injury or death
Caution!
Imminent hazard
As a consequence of incorrect handling: possible personal injury or damage
Note!
Possible harzard
As a consequence of incorrect handling: possible personal injury or damage
Important!
Additional notes, information, tips
As a consequence of incorrect handling: Disadvantages in operation and maintenance,
no danger

Safety instructions
VA 550 English V1.21 Page 7 of 53
3 Safety instructions
Please check whether this manual corresponds with the device type.
Please attend to all notes indicated in this instruction manual. It contains essential information,
which has to be followed during installation, operation and maintenance. Therefore this
instruction manual has to be read categorically by the technician as well as by the responsible
user/qualified personnel before installation, initiation and maintenance
Regional and national regulations respectively, have to be observed in addition to this instruction
manual if necessary.
This instruction manual has to be available at any time at the operation site of the VA 550.
Ensure that the VA 550 operates within the permissible and listed limits on the nameplate.
Otherwise there is a risk to human and material, and it may occur functional and operational
disturbances
In case of any obscurities or questions with regard to this manual or the instrument please contact
CS Instruments GmbH..
Warning!
Risk of injury in case of inadequate qualification!
Improper handling can result in significant personal injury and damage.
All activities described in this operating instructions manual must be carried out only by
qualified personnel qualifications described below.
Professionals (Technical staff)
The technical staff is based on his education/training, his knowledge of measurement and control
technology as well of the local regulations, standards and guidelines in the position to do the work as
described and to identify the possible hazards.
Special working conditions require further appropriate knowledge, e.g. of aggressive media.
Caution!
Malfunction of VA 550
Faulty installation and insufficient maintenance may lead to malfunctions of the VA 550 which
may affect the display and open to misinterpretation.
Danger!
Inadmissible operating parameters!
By exceeding or falling short of limits there is a risk for people and material, in addition there may
occur further functional and operational disturbances.
Measures:
•Make sure that the VA 550 operates only within the permissible and listed limits on the nameplate
•Ensure the operation within the performance data of VA 550 in connection with the application
•Do not exceed the admissible storage and transportation temperature.
Additional safety information:
•When installing and operating the relevant national regulations and safety rules must also be
observed.
In gas hazardous areas (explosive media) only the version VA 550 EX must be used.
When using the Flow-/ Consumption sensors VA 550 Ex in gas hazardous areas the special
requirements specified in the Ex documentation must be observed.

Safety instructions
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3.1 Intended Use
The instrument described in this manual is exclusively to use for measuring the thermal mass flow of
gases. At the same time, the gas temperature is measured too.
The VA 550 can be configured for measuring a predetermined range of pure gases or of
gas mixtures.
Consumption measurement of gases such as Air, oxygen, nitrogen, carbon dioxide, argon, etc.
and with ATEX approval explosive gases such as natural gas, methane, propane and hydrogen.
Improper or incorrect use the operational reliability will be canceled. The manufacturer is not liable for
any damage resulting by improper or incorrect use.
3.2 Installation and commissioning
•Installation, electrical installation, commissioning, operation and maintenance of the device
must only be carried by qualified personnel, which were authorized by the plant operator.
The personnel must read the operating instructions and understand and follow their
instructions.
•If carrying out welding work on the pipeline the grounding of the welding unit is not allowed to
be done over the VA 550 itself.
•The installer has to ensure that the VA 550 is connected according to the electrical
connection diagrams properly. The sensor must be grounded, unless special protective
measures have been taken (e.g. galvanically isolated power supply)
•The existing/ applicable national regulations governing opening and repair of the device have
to be applied.
•When using the VA 550 (ATEX Version) hazardous areas, in addition with the standard
manual a separate Ex documentation is enclosed. The installation instructions and connection
values indicated in these must also be observed.
•The device fulfills the general safety requirements in accordance with EN 61010-1,
the EMC requirements of IEC / EN 61326 and NAMUR recommendation NE 43.

Technical data
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4 Technical data
Measures: mass flow, consumption
flow speed, temperature
Measuring principle: thermal mass flow sensor
Medium temperature range: -40 ... 180°C Probe (ATEX-Version -20°C … 120°C)
Operating temperature range: -20 ... 70 °C
Operating pressure: 50 bar
Power supply: 18 … 36 VDC
Optional: PoE according to IEEE 802.3af, PD Class 2 (max.
6.5W), voltage from 36V to 57V DC
Power consumption: max. 5W
Output: Modbus RTU (acc. EIA/TIA-485 Standard)
2 x 4...20 mA active (optional passive) RL < 500Ohm
galvanically isolated pulse (Pulse weight freely selectable,
Alarm max. 48Vdc 0,5A Relay: Normally Closed )
optional: Modbus TCP, HART, ProfibusDP, Profi Net,
Accuracy: ± 1,5 % m.v. ± 0,3 % f.s.
Standard version*
(m.v. of meas. value)
(f.s. of full scale)
Accuracy: ± 1,0 % m.v. ± 0,3 % f.s.
Precision version*
(m.v. of meas. value)
(f.s. of full scale)
Repeatability : 0,25% m.v in case of correct mounting(mounting aid,
position, inlet section
Accuracy indications: referred to ambient temperature 22°C +/-2°C, system
pressure 6bar
Response time: t90 < 3s
Display: 2“ TFT Color Display (320 x 240)
Screw in thread: G 1/2“ ISO 228, NPT 1/2“, R 1/2“, PT 1/2“
Material: Housing aluminum die cast,
probe stainless steel1,4571
Protection class IP67
* Reference conditions for Temperature and pressure can be freely set, standard conditions are 0 ° and 1013 mbar.

Technical data
VA 550 English V1.21 Page 10 of
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4.1 Signal circuits
4.1.1 Modbus
•According Standard EIA/TIA-485
4.1.2 Current output
4.1.2.1 Aktive
•Galvanically isolated
•4 … 20 mA
•RL< 500 Ohm
4.1.2.2 Passive
•Galvanically isolated
•4 … 20 mA
•RL< 500 Ohm
•Vin 12-36Vdc
4.1.3 Pulse
•Galvanically isolated (dry contact)
•Passive: 48Vdc , 500 mA
•Max. pulse output freq. 50Hz
4.1.4 Alarm
•Galvanically isolated
•Max. 48Vdc, 500mA

Measuring range
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4.2 Measuring range flow VA 550
The flow-/consumption sensor VA 550 is available in 4 different versions:
•Low Speed max. measuring range of 50 m/s
•Standard max. measuring range of 92,7 m/s
•Max–Version max. measuring range of 185.0 m/s
•High speed–Version max. measuring range of 224 m/s
The sensors are programmed to pipe inner diameter of 53,1 mm.
Measuring range Analogue output Scaling
•Low Speed 0… 323,6 m³/h 4mA = 0 m³h, 20mA = 323,6 m³/h
•Standard 0 … 600 m³/h 4mA = 0 m³h, 20mA = 600 m³/h
•Max–Version 0 ... 1197,59 m³/h 4mA = 0 m³h, 20mA = 1197,59 m³/h
•Highspeed–Version 0 … 1450,06 m³/h 4mA = 0 m³h, 20mA = 1450,06 m³/h
In case of use in other inner pipe diameter the diameter, using the display version, the diameter has
to be set first.
The corresponding scale values for the respective version could be found in sections 4.2.1 to 4.2.4.
Example:
Pipe 1“, Inner diameter 25mm Measuring range Analogue output Scaling
•Low Speed 0 … 65,9 m³/h 4mA = 0 m³h, 20mA = 65,9 m³/h
•Grundversion( Standard) 0 … 122,2 m³/h 4mA = 0 m³h, 20mA = 122,2 m³/h
•Max–Version 0 ... 243,88 m³/h 4mA = 0 m³h, 20mA = 243,88 m³/h
•Highspeed–Version 0 … 295,30 m³/h 4mA = 0 m³h, 20mA = 295,30 m³/h
For changing the inner pipe diameter and adjusting the 4…20mA scaling, please refer to chapter
“Operation”.

Measuring range
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4.2.1 Measuring range „Low Speed“
Inner diameter
of the pipe
Low Speed (50 m/s)
Full scale value in in Nm³/h
Inch
mm
Air2)
160mm
Ar3)
CO23)
N23)
O23)
N2O3)
Natural
gas3)
Methan
1/2"
16,1
24,6
22,6
38,4
24,3
22,6
23,4
24,1
14,6
3/4"
21,7
48,1
44,2
75,1
47,6
44,2
45,8
47,1
28,4
1"
25,0
65,9
60,6
103,1
65,2
60,6
62,8
64,6
39,0
26,0
71,7
65,9
112,1
70,9
65,9
68,3
70,3
42,4
27,3
79,7
73,2
124,5
78,8
73,2
75,9
78,1
47,1
28,5
87,4
80,4
136,6
86,5
80,4
83,3
85,7
51,7
30,0
97,6
89,7
152,6
96,6
89,7
93,0
95,7
57,7
1 1/4"
32,8
118,0
108,5
184,5
116,8
108,5
112,5
115,8
69,8
36,0
143,6
132,1
224,6
142,1
132,1
136,9
140,9
85,0
36,3
146,2
134,5
228,6
144,7
134,5
139,4
143,4
86,5
1 1/2"
39,3
172,9
159,0
270,4
171,1
159,0
164,9
169,6
102,3
40,0
179,4
164,9
280,4
177,5
164,9
171,0
175,9
106,1
41,9
196,9
181,0
307,8
194,8
181,0
187,7
193,1
116,5
43,1
210,1
193,2
328,5
207,9
193,2
200,3
206,1
124,3
45,8
238,4
219,3
372,8
235,9
219,3
227,3
233,8
141,1
2"
50,0
286,3
263,3
447,6
283,3
263,3
272,9
280,8
169,4
51,2
300,6
276,4
469,9
297,4
276,4
286,5
294,8
177,9
53,1
323,7
297,6
506,1
320,3
297,6
308,6
317,5
191,5
54,5
341,4
313,9
533,8
337,8
313,9
325,5
334,8
202,0
57,5
403,1
370,7
630,3
399,0
370,7
384,4
395,4
238,6
60,0
417,3
383,8
652,5
413,0
383,8
397,9
409,3
247,0
64,2
479,5
441,0
749,8
474,6
441,0
457,2
470,3
283,8
2) Referred to DIN 1945 / ISO 1217 (20°C, 1000mbar) and compressed air.
3) Referred to DIN 1343: 0°C, 1013,25 mbar

Measuring range
VA 550 English V1.21 Page 13 of 53
Inner diameter
of the pipe
Low Speed (50 m/s)
Full scale value in in Nm³/h
Inch
mm
Air 2)
Air 3)
Ar3)
CO23)
N23)
O23)
N2O3)
Natural
gas3)
Methan
2 1/2"
65,0
492,2
452,6
769,5
487,1
452,6
469,2
482,7
291,2
70,3
577,8
531,3
903,4
571,8
531,3
550,9
566,7
341,9
71,1
591,0
543,5
924,1
584,9
543,5
563,5
579,7
349,7
76,1
678,7
624,1
1061,2
671,7
624,1
647,1
665,7
401,6
3"
80,0
751,9
691,4
1175,5
744,1
691,4
716,8
737,4
444,9
82,5
799,6
735,3
1250,2
791,3
735,3
762,3
784,2
473,2
84,9
846,8
778,7
1324,0
838,0
778,7
807,3
830,5
501,1
90,0
952,7
876,1
1489,6
942,8
876,1
908,3
934,4
563,8
4"
100,0
1177,6
1082,9
1841,2
1165,4
1082,9
1122,7
1155,0
696,9
107,1
1352,4
1243,7
2114,5
1338,4
1243,7
1289,4
1326,4
800,3
110,0
1426,6
1311,9
2230,5
1411,8
1311,9
1360,2
1399,2
844,2
5"
125,0
1844,5
1696,1
2883,8
1825,3
1696,1
1758,5
1809,0
1091,5
133,7
2110,1
1940,5
3299,2
2088,2
1940,5
2011,8
2069,6
1248,7
6"
150,0
2659,2
2445,4
4157,6
2631,6
2445,4
2535,3
2608,1
1573,6
159,3
2999,2
2758,0
4689,2
2968,0
2758,0
2859,4
2941,6
1774,8
182,5
3941,1
3624,2
6161,8
3900,1
3624,2
3757,4
3865,4
2332,1
190,0
4271,6
3928,2
6678,7
4227,3
3928,2
4072,6
4189,6
2527,8
8"
200,0
4738,8
4357,7
7409,0
4689,5
4357,7
4517,9
4647,7
2804,2
206,5
5051,8
4645,6
7898,4
4999,3
4645,6
4816,4
4954,8
2989,4
10"
250,0
7413,2
6817,1
11590,4
7336,1
6817,1
7067,7
7270,8
4386,8
260,4
8052,4
7404,9
12589,8
7968,7
7404,9
7677,1
7897,7
4765,0
12"
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3) Referred to DIN 1343: 0°C, 1013,25 mbar

Measuring range
VA 550 English V1.21 Page 14 of 53
4.2.2 Measuring range „Standard Version“
Innerdiameter of pipe
Standard Version (92,7 m/s)
Full scale value in in Nm³/h
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mm
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2) Referred to DIN 1945 / ISO 1217 (20°C, 1000mbar) and compressed air.
3) Referred to DIN 1343: 0°C, 1013,25 mbar

Measuring range
VA 550 English V1.21 Page 15 of 53
Innerdiameter of
pipe
Standard Version (92,7 m/s)
Full scale value in in Nm³/h
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mm
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3) Referred to DIN 1343: 0°C, 1013,25 mbar

Measuring range
VA 550 English V1.21 Page 16 of 53
4.2.3 Measuring range „Max Version“
Innerdiameter of pipe
Max Version (185,0 m/s)
Full scale value in in Nm³/h
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mm
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1050,0
2) Referred to DIN 1945 / ISO 1217 (20°C, 1000mbar) and compressed air.
3) Referred to DIN 1343: 0°C, 1013,25 mbar

Measuring range
VA 550 English V1.21 Page 17 of 53
Innerdiameter of pipe
Max Version (185,0 m/s)
Full scale value in in Nm³/h
Inch
mm
Air 2)
Air 3)
Ar3)
CO23)
N23)
O23)
N2O3)
Methane3)
Natural
gas3)
2 1/2"
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3) Referred to DIN 1343: 0°C, 1013,25 mbar

Measuring range
VA 550 English V1.21 Page 18 of 53
4.2.4 Measuring range „High Speed Version“
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1975,6
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2) Referred to DIN 1945 / ISO 1217 (20°C, 1000mbar) and compressed air.
3) Referred to DIN 1343: 0°C, 1013,25 mbar

Measuring range
VA 550 English V1.21 Page 19 of 53
Innerdiameter of pipe
High Speed Version (224,0 m/s)
Full scale value in in Nm³/h
Inch
mm
Air 2)
Air 3)
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N23)
O23)
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2) Referred to DIN 1945 / ISO 1217 (20°C, 1000mbar) and compressed air.
3) Referred to DIN 1343: 0°C, 1013,25 mbar

Dimensions
VA 550 English V1.21 Page 20 of 53
5 Dimensions
5.1 Dimension VA 550
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Scaling [mm]
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132 Standard
138 Ex Version