Knick Stratos PROFIBUS 2221X Cond User manual

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Measuring
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Aktuelle Produktinformation: www.knick.de
Stratos PROFIBUS
2221X Cond
Deutsch 1
English 81

2Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis............................................................................................................................2
Grundlegendes ................................................................................................................................4
Sicherheitshinweise........................................................................................................................5
PROFIBUS-Technik...........................................................................................................................8
Einführung.......................................................................................................................................10
Kommunikationsmodell.............................................................................................................11
Geräteprol für Analysengeräte ..............................................................................................12
Montage ...........................................................................................................................................14
Lieferumfang...................................................................................................................................14
Montageplan, Abmessungen ...................................................................................................15
Montagezubehör ..........................................................................................................................16
Installationshinweise ...................................................................................................................17
Installation .......................................................................................................................................18
Klemmenbelegung.......................................................................................................................19
Beschaltungsbeispiele.................................................................................................................20
Inbetriebnahme.............................................................................................................................23
Frontansicht ....................................................................................................................................24
Display und Tastatur.....................................................................................................................25
Modus-Code, Sicherheitsfunktionen .....................................................................................26
Betriebszustände...........................................................................................................................27
Kongurierung...............................................................................................................................28
Kongurierparameter..................................................................................................................29
Kalibrierung.....................................................................................................................................31
Kalibriermöglichkeiten................................................................................................................31
Kalibrierung durch Vorgabe der Zellkonstante..................................................................32
Kalibrierung mit Kalibrierlösung .............................................................................................33
Bedientool........................................................................................................................................34
Reinigung.........................................................................................................................................34
Messen / Diagnose........................................................................................................................35
Diagnose...........................................................................................................................................36
PROFIBUS-PA Grenzwertmeldung ..........................................................................................37
Fehlermeldungen..........................................................................................................................38
Lieferprogramm und Zubehör .................................................................................................41
Technische Daten..........................................................................................................................42

3
Inhaltsverzeichnis
EG-Konformitätserklärung.........................................................................................................46
Statement of Conformity............................................................................................................47
EG-Baumusterprüfbescheinigung ..........................................................................................48
FM Control Drawing .....................................................................................................................66
Certicate PROFIBUS....................................................................................................................69
Kalibrierlösungen..........................................................................................................................70
Kaliumchlorid-Lösungen, Leitfähigkeit in mS/cm.............................................................70
Natriumchlorid-Lösungen, Leitfähigkeit in mS/cm ..........................................................71
Glossar...............................................................................................................................................72
Index ..................................................................................................................................................74

4Grundlegendes
Garantie
Innerhalb von 3 Jahren ab Lieferung auftretende Mängel werden bei freier Anliefe-
rung im Werk kostenlos behoben.
Sensoren, Armaturen und Zubehör: 1 Jahr.
Änderungen vorbehalten.
Rücksendung im Garantiefall
Bitte kontaktieren Sie in diesem Fall das Service-Team.
Senden Sie das Gerät gereinigt an die Ihnen genannte Adresse.
Bei Kontakt mit Prozessmedium muss das Gerät vor dem Versand dekontaminiert/
desinziert werden. Legen Sie der Sendung in diesem Fall eine entsprechende
Erklärung bei, um eine mögliche Gefährdung der Service-Mitarbeiter zu vermeiden.
Entsorgung
Die landesspezischen gesetzlichen Vorschriften für die Entsorgung von„Elektro/
Elektronik-Altgeräten” sind anzuwenden.
Urheberrechtlich geschützte Begrie
Die folgenden Begrie sind urheberrechtlich geschützt und werden zur Vereinfa-
chung in der Bedienungsanleitung ohne Auszeichnung aufgeführt:
Sensocheck®
Sensoface®
GainCheck®
eingetragene Warenzeichen der Knick Elektronische Messgeräte GmbH & Co. KG,
Deutschland
PROFIBUS®
eingetragenes Warenzeichen der PROFIBUS Nutzerorganisation e.V., Deutschland
SIMATIC®
eingetragenes Warenzeichen der Siemens AG, Deutschland

5
Sicherheitshinweise
Installation und Inbetriebnahme
!
WARNUNG
Sichere Installation, Inbetriebnahme und Deinstallation
• Die Installation/Deinstallation des Gerätes darf nur durch ausgebildete Fachkräfte
(BGVA3) unter Beachtung der einschlägigen Vorschriften und der Betriebsanlei-
tung erfolgen.
• Bei der Installation sind die technischen Daten und die Anschlusswerte zu be-
achten (siehe„Technische Daten“ ab Seite 42 und EG-Baumusterprüfbescheini-
gung ab Seite 48). Anschlusswerte siehe„Schnittstelle“, Seite 45 und EG-
Baumusterprüfbescheinigung.
• Leitungsadern dürfen beim Abisolieren nicht eingekerbt werden.
• Vor Inbetriebnahme ist der Nachweis über die Zulässigkeit der Zusammen-
schaltung mit anderen Betriebsmitteln zu führen.
• Bei der Inbetriebnahme muss eine vollständige Kongurierung durch den
Systemspezialisten erfolgen.

6
Allgemeine Hinweise
!
VORSICHT
Sichere Verwendung
Das Gerät wurde nach dem Stand der Technik und den anerkannten sicherheits-
technischen Regeln entwickelt und gefertigt. Bei seiner Verwendung können unter
Umständen dennoch Gefahren für den Benutzer bzw. Beeinträchtigungen für das
Gerät entstehen. Die Einwirkung von Feuchtigkeit, Umgebungstemperatur, Chemi-
kalien und Korrosion sind zu beachten. Bedingungen für die sichere Anwendung
des Gerätes sind die Einhaltung der angegebenen Umgebungs- und Temperatur-
bereiche. Sollte sich aus den Angaben in der Betriebsanleitung keine eindeutige
Beurteilung bezüglich des sicheren Einsatzes ergeben, z.B. andere Einsatzbereiche
als die beschriebenen, ist die Zulässigkeit des Einsatzes des Gerätes mit dem Her-
steller abzustimmen.
Ist ein gefahrloser Betrieb nicht möglich, darf das Gerät nicht eingeschaltet bzw.
muss das Gerät vorschriftsmäßig ausgeschaltet und gegen unbeabsichtigten Be-
trieb gesichert werden. Gründe hierfür sind:
• sichtbare Beschädigung des Gerätes
• Ausfall der elektrischen Funktion
• längere Lagerung bei Temperaturen über 70 ˚C
• schwere Transportbeanspruchungen
Bevor das Gerät wieder in Betrieb genommen wird, ist eine fachgerechte Stück-
prüfung durchzuführen. Diese Prüfung sollte durch den Hersteller vorgenommen
werden.
Eingrie in das Gerät über die in der Betriebsanleitung beschriebenen Hand-
habungen hinaus sind nicht zulässig.
Nach dem Önen müssen die Gehäuse der Geräte stets handfest zugeschraubt
werden!
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
Angaben zur elektromagnetischen Verträglichkeit siehe EG-Konformitäts-
erklärungen.
Sicherheitshinweise

7
Sicherheitshinweise
Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen
!
WARNUNG
Beim Betrieb zu beachtende Bestimmungen
• Das Gerät ist zum Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen zugelassen. Bei
Errichtung und Betrieb des Gerätes müssen die Bestimmungen für elektrische
Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen (EN 60079-14) eingehalten werden.
Bei Errichtung außerhalb des Geltungsbereiches der Richtlinien 94/9/EG und
1999/92/EG sind die landesspezischen gültigen Bestimmungen zu beachten.
• Vor Inbetriebnahme ist der Nachweis über die Zulässigkeit der Zusammen-
schaltung mit anderen Betriebsmitteln, z.B. Speisegerät, einschließlich der Kabel
und Leitungen zu führen.
• Im Ex-Bereich darf zum Schutz gegen elektrostatische Auadung nur mit einem
feuchten Tuch gereinigt werden.
• Das Gerät darf nur an zugelassene explosionsgeschützte Speisegeräte ange-
schlossen werden (Anschlussdaten siehe Betriebsanleitung bzw. EG-Baumuster-
prüfbescheinigung im Zertikateheft).
• Geräte, die bereits in Betrieb waren, dürfen ohne vorherige fachgerechte Stück-
prüfung nicht in einer anderen Zone eingesetzt werden!

8
PROFIBUS ist ein digitales Kommunikationssystem, das dezentral installierte Feldge-
räte über ein Kabel miteinander vernetzt und in ein Leitsystem integriert. PROFIBUS
löst damit langfristig die 4...20 mA-Technik ab, die nur reine Messwerte liefert.
Vorteile der PROFIBUS-Technik sind:
• einfache und kostensparende Verkabelung
• komfortable Bedienmöglichkeit über zentrales Leitsystem
• Übertragung, Auswertung und Steuerung größerer Datenmengen vom Gerät zur
Leitstelle
• Parametrierung und Wartung der in explosionsgefährdeten Bereichen installier-
ten Geräte von der Leitstelle aus
PROFIBUS ist das führende oene Feldbussystem in Europa. Sein Anwendungs-
bereich umfasst Fertigungs-, Prozess- und Gebäudeautomatisierung. Als oener
Feldbusstandard nach der Feldbusnorm EN 50170 garantiert PROFIBUS die Kommu-
nikation von verschiedenen Geräten an einer Busleitung.
Die PROFIBUS-Nutzerorganisation (PNO) sorgt für Weiterentwicklung und Pege
der PROFIBUS-Technologie. Sie vereint die Interessen von Nutzern und Herstellern.
Varianten und grundlegende Eigenschaften
PROFIBUS legt die technischen und funktionellen Merkmale eines seriellen Bus-
systems fest. Es gibt verschiedene PROFIBUS-Varianten:
PROFIBUS-DP (Dezentrale Peripherie)
• ist speziell für die Kommunikation von Automatisierungssystemen und dezentra-
len Peripheriegeräten zugeschnitten. Er arbeitet nach dem RS 485-Standard mit
Übertragungsraten bis 12 MBit/s
PROFIBUS-PA (Prozess-Automation)
• ist speziell für die Verfahrenstechnik konzipiert und erlaubt den Anschluss von
Sensoren und Aktoren auch im explosionsgefährdeten Bereich an eine gemein-
same Busleitung. PROFIBUS-PA hat eine Übertragungsrate von 31,25 kBit/s.
PROFIBUS unterscheidet zwei Arten von Geräten:
Master-Geräte
• bestimmen den Datenverkehr auf dem Bus. Sie versenden Nachrichten ohne
externe Auorderung.
Slave-Geräte
• sind Peripheriegeräte wie z.B. Ventile, Antriebe, Messumformer und Analysen-
geräte. Sie können azyklisch auf Fernwartungs-, Parametrierungs- und Diagnose-
anweisungen des Masters reagieren. Messdaten mit Status werden zyklisch von
der Leitstelle abgefragt.
PROFIBUS-Technik

9
PROFIBUS-Technik
Festlegungen für PROFIBUS-PA
Das Busprotokoll legt Art und Geschwindigkeit des Datenaustausches zwischen
Master- und Slave-Geräten fest und bestimmt das Übertragungsprotokoll des jewei-
ligen PROFIBUS-Systems. PROFIBUS-PA ermöglicht zyklische und azyklische Dienste.
• Zyklische Dienste dienen zur Übertragung von Messdaten und Stellbefehlen mit
Statusinformation.
• Azyklische Dienste dienen zur Geräteparametrierung, Fernwartung und Diagnose
während des Betriebes.
Das Geräteprol legt die Geräteklasse, typische Funktionalitäten durch Parameter,
Messbereiche und Grenzwerte verbindlich fest.
Das für den explosionsgefährdeten Bereich entwickelte FISCO-Modell erlaubt die
Zusammenschaltung mehrerer Geräte an eine gemeinsame Busleitung und legt
zulässige Grenzen für Geräte- und Kabelparameter fest.
Prozessleitung
Master
Klasse 1
zyklische
Dienste
Wartung/Kongurierung
PROFIBUS-DP
Segment-
koppler
PROFIBUS-PA
Master
Klasse 2
azyklische
Dienste
Busabschluss
Slave 1 Slave 2 Slave n
Abb.: Prinzipieller Aufbau einer PROFIBUS-Anlage mit Stratos

10
Bestimmungsgemäßer Gebrauch
Stratos PROFIBUS 2221X Cond ist ein PROFIBUS-PA-Analysengerät. Stratos wird zur
Leitfähigkeitsmessung in der Biotechnologie, Lebensmittel-, Pharma- und chemi-
schen Industrie, der Wasser-/Abwassertechnik sowie zur Reinstwasserkontrolle
eingesetzt. Das robuste Kunststogehäuse gestattet den Schalttafeleinbau oder die
Wandmontage. Eine Mastmontage ist ebenfalls möglich.
Das Schutzdach bietet einen zusätzlichen Schutz vor direkten Witterungseinüssen
und mechanischer Beschädigung. Das Gerät ist einfach austauschbar, da Anschlüsse
als steckbare Klemmen ausgeführt sind.
Technischer Aufbau
Die Kommunikation zwischen Messstelle und Messwarte erfolgt über PROFIBUS-PA.
Der Datenaustausch, zyklisch und azyklisch, wird nach Protokoll PROFIBUS-DP/V1
abgewickelt.
Einführung
Messstelle
Pt 100/
Pt 1000/
NTC 30 kΩ
NTC 100 kΩ
Ex ia IIC
mS, MΩ, SAL
Sensocheck
Temperatur
+
–
Stratos PROFIBUS
2221X COND
Segment-
koppler
PROFIBUS-
PA
PROFIBUS-
Master
Abb.: System-Funktionen (Hardware)
Messwarte
Ex ia IIC

11
Kommunikationsmodell
Physical Block
Global Status
Stratos PROFIBUS 2221X Cond
ext.
Temp.
zyklische Dienste
Abb.:
Nach dem PNO-Prol für Analysengeräte wird die Funktionalität des Gerätes durch
Funktionsblöcke beschrieben. Die jeweiligen Blöcke enthalten bestimmte, zusam-
mengehörige Parameter und Funktionen.
PROFIBUS
Kommunikationsmodell Stratos PROFIBUS 2221X Cond
nach dem„Prol für Analysengeräte“ (PNO)

12
Blocktyp Blockinhalt
(generell)
Blockinhalt (detailliert)
Physical Block
(PB)
Beschreibung
des Gerätes
Messverfahren, Geräte-Konguration
Geräte-Nummer, Hersteller-Name
Betriebszustand (Run, Wartung, ...)
Globalstatus, Diagnose-Information
Transducer-
Block (TB)
Messverfahren
und dessen Inter-
pretation
Messgröße (Klartext und Dimension)
Zahl der Messbereiche (MB), Anfang- und
Endwert der MB, aktiver MB
Ein/Aus der Funktion Autorange
Frequenz der Messwerterneuerung
Unkorrigierter Messwert mit Status
Control Trans-
ducer Block
Steuerung der
Gerätefunktio-
nen
Status der Funktionsbearbeitung betroener
Transducer-Blöcke
Steigung Sensor-Kennlinie (Zellkonstante)
Transfer Trans-
ducer Block
Vorverarbeitung
eines Messwertes
Messwertvorverarbeitung
Temperaturkompensation
Auswahl der Vorverarbeitungsfunktion
Transducer
Limit Block
Überwachung
von Grenzwerten
Block (TB) für Grenzwertbildung
Schwellwert, Wirkrichtung, Hysterese
Meldeverzögerung, Abfallverzögerung
Rücksetzverhalten, Rücksetzbestätigung
Grenzwertzustand (aktiv, nicht aktiv)
Analog Input
(AI)
Function Block
Messwert Aktueller Messwert mit Status und Skalie-
rung
Anstiegszeit, Hysterese der AI-Grenzen
Obere/untere Alarmgrenze
Obere/untere Warngrenze
Umschaltung Hand/Automatik-Betrieb,
Messwertsimulation
Fail-safe-Verhalten
Discrete Input
(DI)
Function Block
Digitaler Eingang Umschaltung Hand/Automatik-Betrieb
Grenzwertmeldung/Status
Signalinvertierung
Fail-safe-Verhalten
Geräteprol für Analysengeräte
(Auszug)

13
Blocktyp Blockinhalt
(generell)
Blockinhalt (detailliert)
Transducer
Alarm Block
Meldung von
Zuständen und
Ereignissen
Wartungsbedarf, Funktionskontrolle, Fehler,
Grenzwerte inkl. Summenmeldung
Binäre Meldungen (Fehlermeldungen)
Logbook
Function Block
Registratur von
Zuständen und
Ereignissen
Einschalten, Ausschalten, Rücksetzen
Zustand der Bearbeitung (Logbuch-Status)
Anzahl der Einträge
Navigation durch die Einträge
Geräteprol für Analysengeräte

14
Lieferumfang
Kontrollieren Sie die Lieferung auf Transportschäden und aufVollständigkeit!
Zum Lieferumfang gehören:
Fronteinheit, Untergehäuse, Kleinteilebeutel
Werksprüfzeugnis
Dokumentation
Abb.: Montage der Gehäusekomponenten
1) Kurzschlussbrücke (2 Stück)
2) Scheibe (1 Stück), für Conduit-
Montage: Scheibe zwischen Gehäuse
und Mutter
3) Kabelbinder (3 Stück)
4) Scharnierstift (1 Stück), von beiden
Seiten steckbar
5) Gehäuseschrauben (4 Stück)
6) Verschlusspfropfen (1 Stück)
7) Reduziergummi (1 Stück)
8) Kabelverschraubungen (3 Stück)
9) Blindstopfen (3 Stück)
10)Sechskantmuttern (5 Stück)
11)Dichtstopfen (2 Stück), zur Abdich-
tung bei Wandmontage
Montage

15
1) Kabelverschraubung (3 Stück)
2) Bohrungen für Kabelverschraubung oder Conduit ½“, Ø 21,5 mm (2 Bohrungen)
Conduit-Verschraubungen sind nicht im Lieferumfang enthalten!
3) Bohrungen für Mastmontage (4 Bohrungen)
4) Bohrungen für Wandmontage (2 Bohrungen)
Montageplan, Abmessungen

16 Montagezubehör
1) Schrauben (4 Stück)
2) Dichtung (1 Stück)
3) Schalttafel
4) Riegel (4 Stück)
5) Gewindehülse (4 Stück)
1) Schutzdach ZU 0276 (nach Bedarf)
2) Schlauchschellen mit Schnecken-
trieb nach DIN 3017 (2 Stück)
3) Mastmontageplatte (1 Stück)
Abb.: Schalttafel-Montagesatz ZU 0275, Schalttafelausschnitt 138 x 138 mm
Abb.: Mastmontagesatz ZU 0274
4) Wahlweise für senkrechte oder
waagerechte Mastanordnung
5) Schneidschrauben (4 Stück)

17
Montagezubehör
173
165
1
132
1
1 Schutzdach
Abb.: Schutzdach ZU 0276 für Wand- und Mastmontage
Installationshinweise
!
VORSICHT
Die Installation von Stratos darf nur durch ausgebildete Fachkräfte (BGV A 3) unter
Beachtung der einschlägigen Vorschriften und der Betriebsanleitung erfolgen.
Bei der Installation sind die technischen Daten und die Anschlusswerte zu beachten
(siehe„Technische Daten“ ab Seite 42 und EG-Baumusterprüfbescheinigung ab
Seite 48). Anschlusswerte siehe„Schnittstelle“, Seite 45 und EG-Baumusterprüf-
bescheinigung.
Nach dem FISCO-Modell ist beim Anschluss im Ex-Bereich auf die Einhaltung des
gültigen Parameterbereiches zu achten. Siehe PROFIBUS Technische Richtlinien
PNO-Best.-Nr.: 2.091
Leitungsadern dürfen beim Abisolieren nicht eingekerbt werden.
Zur einfachen Installation sind die Klemmenleisten steckbar ausgeführt.
Leiterquerschnitt starr/exibel: 0,2 mm² ... 2,5 mm²
Leiterquerschnitt exibel m. Aderendhülse ohne Kunststohülse: 0,25 mm² ... 2,5 mm²
Leiterquerschnitt exibel m. Aderendhülse m. Kunststohülse: 0,2 mm² ... 1,5 mm²
Anzugsdrehmoment: 0,5 ... 0,6 Nm
Als Buskabel wird ein spezielles verdrilltes, abgeschirmtes Zweiaderkabel verwendet
(z.B. Siemens).

18 Installation
7
280
7
20
6
5
3
4
1) Anschlussleitungen PROFIBUS-PA
2) Ansatzäche zum Abziehen der Anschlussklemmen
3) Abdeckung der Anschlussklemmen für den Sensor
4) Abziehen der Anschlussklemmen mit Schraubendreher
5) Empfohlene Abisoliermaße für mehradrige Kabel
6) Empfohlene Abisoliermaße für Koaxialkabel
7) Kabelverlegung im Gerät

19
Klemmenbelegung
1) Eingang für 2- oder 4-Elektroden-Sensor
2) Eingang für Temperaturfühler
3) PROFIBUS-PA
1
Ex ia IIC Ex ia IIC
mS, M, SAL
Sensocheck
Temperatur Stratos PROFIBUS
2221X Cond
3
2
Ein- und Ausgänge

20 Beschaltungsbeispiele
Abb.: Leitfähigkeitsmessung mit dem 2-Elektroden-Sensor SE 604
Der 2-Elektroden-Sensor dient zur Messung von Leitfähigkeitswerten im
Messbereich von ca. 0 ... 1000 µS/cm.
In Verbindung mit der Durchussarmatur AR 200 ist der Sensor z.B. zur
Messung von Reinstwasser (Kesselspeisewasser) geeignet.
rt
ws rs
bn
gr
gn