Knick SensoTrans R A 20230P0 Series User manual

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Measuring
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SensoTrans® R A 20230P0/...
Widerstands-Messumformer
Resistance Transmitters
Convertisseurs de résistance
Transmissores de Resistência

2
Garantie
Garantie
Innerhalb von 5 Jahren ab Lieferung auftretende Mängel werden bei
freier Anlieferung im Werk kostenlos behoben.
Zubehör: 1 Jahr.
Änderungen vorbehalten.
Rücksendung
Kontaktieren Sie das Service-Team, Kontaktdaten siehe Rückseite.
Senden Sie das Gerät gereinigt an die Ihnen genannte Adresse.
Entsorgung
Die landesspezischen gesetzlichen Vorschriften für die Entsorgung
von“Elektro/Elektronik-Altgeräten”sind anzuwenden.

3
Inhaltsverzeichnis
Garantie............................................................................................ 2
Sicherheitshinweise ....................................................................... 5
Bestimmungsgemäßer Gebrauch............................................... 6
Prinzipschaltbild................................................................................... 6
Funktion ........................................................................................... 7
3-Port-Trennung der Eingänge, Ausgänge und
Stromversorgung................................................................................. 7
Montage und elektrischer Anschluss ......................................... 8
Maßzeichnung und Schaltelemente ............................................ 8
Messbereiche .................................................................................. 9
Ausgangsnennbereich....................................................................... 9
Verhalten des Ausgangsstroms bei Messbereichsüber-
bzw. -unterschreitung......................................................................10
Beschaltungsvarianten (Sensoranschluss) .............................11
Konfigurierung über Schalter....................................................13
Konfigurierung über Schalter: Funktionsübersicht...............14
Konfigurierung über Schalter: Beispiel....................................15
Teach-in-Funktion ........................................................................16
LED und Fehlersignalisierung am Gerät ..................................18

4
Technische Daten .........................................................................19
Eingangsdaten Widerstand (R) .....................................................19
Eingangsdaten Potentiometer (Ratio)........................................19
Ausgangsdaten...................................................................................20
Übertragungsverhalten...................................................................21
Hilfsenergie ..........................................................................................21
Isolation.................................................................................................21
Normen und Zulassungen..............................................................22
weitere Daten......................................................................................23
Bestelldaten...................................................................................24
Zubehör und Busverbinder ZU 0628........................................25
Inhaltsverzeichnis

5
Sicherheitshinweise
Achtung!
Beim Umgang mit den Bausteinen ist auf Schutzmaßnahmen
gegen elektrostatische Entladung (ESD) zu achten.
Warnung!
Schutz gegen gefährliche Körperströme
Bei Anwendungen mit hohen Arbeitsspannungen ist auf
genügend Abstand bzw. Isolation zu Nebengeräten und auf
Berührungsschutz zu achten.
Achtung!
Die Widerstands-Messumformer SensoTrans® R A 20230 dürfen nur durch
vom Betreiber autorisiertes, qualiziertes Fachpersonal installiert werden.
Erst nach der fachgerechten Installation darf das Gerät mit Hilfsenergie
versorgt werden. Während des Betriebs darf keine Bereichsumschaltung
vorgenommen werden.
Die nationalen Vorschriften (z. B. für Deutschland DIN VDE 0100) müssen bei
der Installation und Auswahl der Zuleitungen beachtet werden.
Vor Inbetriebnahme bzw. nach jeder Änderung der Parametrierung ist die
bestimmungsgemäße Funktion des Messumformers zu überprüfen (siehe
Sicherheitshandbuch Abschnitt 5.1„Überprüfung der Funktion“).
Eine zweipolige Trennvorrichtung zwischen Gerät und
Netz ist vorzusehen.

6
Die Widerstands-Messumformer SensoTrans® A 20230 bieten An-
schlussmöglichkeiten für Widerstände und Potentiometer zur Winkel-,
Weg- und Positionserfassung.
Bei Widerstandsmessfühlern wird die Anschlusskonguration 2-, 3-
oder 4-Leiterschaltung beim Gerätestart automatisch erkannt.
Das Ausgangssignal ist einstellbar auf 0 / 4 ... 20 mA oder 0 ... 5 / 10 V.
Die Umschaltung der Messbereiche erfolgt kalibriert über DIP- und
Drehkodierschalter. Das Gerät wird mit einer Hilfsenergie von 24 V DC
betrieben und besitzt eine galvanische 3-Port-Trennung.
Bestimmungsgemäßer Gebrauch
Eingang
R, Ratio
Ausgang
0(4) ... 20 mA
0 ... (5)10 V
Hilfsenergie
24 V DC
Prinzipschaltbild
Hinweis:
Änderungen der Anschlussart von 2-Leiter nach 3-Leiter
(oder 4-Leiter) bzw. von 3-Leiter nach 4-Leiter werden nur
bei erneutem Gerätestart erkannt.

7
Der Widerstands-Messumformer tastet Signale von Widerstandsmess-
fühlern periodisch ab und formt den Abtastwert in ein dem Messwert
proportionales Ausgangssignal um. Das Ausgangssignal kann als
Spannungs- oder Stromsignal ausgegeben werden.
Eine 3-Port-Trennung mit sicherer Trennung nach EN61140 bis zu
300VAC/DC garantiert Personen- und Anlagenschutz sowie eine
unverfälschte Übertragung der Messsignale.
Funktion
3-Port-Trennung der Eingänge, Ausgänge und Stromversorgung
Eingänge
Ausgänge
Stromversorgung
Basisisolierung
Arbeitsspannung bis 300 V AC/DC
Überspannungskategorie II
Verschmutzungsgrad 2
Sichere Trennung nach EN 61140 durch
verstärkte Isolierung gemäß EN 61010-1
Arbeitsspannung bis 300 V AC/DC
Überspannungskategorie II
Verschmutzungsgrad 2
Warnung!
Bei Anwendungen mit
hohen Arbeitsspannun-
gen ist auf genügend
Abstand bzw. Isolation
zu Nebengeräten und
auf Berührungsschutz
zu achten.

8
Die Messumformer werden auf TS 35 Normschienen aufgerastet und
seitlich durch geeignete Endwinkel xiert. Klemmenbelegung siehe
Maßzeichnung. Anschlussquerschnitt: 0,2 mm
2
... 2,5 mm
2
(AWG 24-14).
Montage und elektrischer Anschluss
Eingang 1 +
Eingang 2 +
Eingang 3 -
Eingang 4 -
Ausgang +
Ausgang -
Hilfsenergie
Hilfsenergie
1
2
3
4
5
6
7
8
Startwert (2 Drehkodierschalter)
Endwert (2 Drehkodierschalter)
DIP-Schalter mit folgender Belegung:
1,2,3: Sensorauswahl
4,5: Faktor für Startwert
6: Faktor für Endwert
7,8: Wahl Ausgangssignal
Hilfsenergie 24 VDC über Hutschienen-Busverbinder
9
10
11
12
Maßzeichnung und Schaltelemente
5
6
6
84
3
2
1
11
10
9
93 mm
102 mm
Betriebs-LED (grün) Status-LED (gelb)
Melde-LED (rot)
Taster
Bedienöffnung für Taster
12

9
Der Messumformer kann das Eingangssignal in ein Strom- oder Span-
nungssignal umwandeln („Ausgangsnennbereich“):
0 ... 5 V
0 ... 10 V
0 ... 20 mA
4 ... 20 mA
Dabei wird der eingestellte Start-Wert des Messbereichs (siehe S.13)
auf den Anfang des Ausgangsnennbereichs und der End-Wert auf das
Ende des Ausgangsnennbereichs abgebildet. Innerhalb des nutzbaren
Signalbereichs (siehe Tabelle unten) wird der Eingangswert korrekt auf
das Ausgangssignal abgebildet.
Wenn das Eingangssignal außerhalb des nutzbaren Signalbereichs
liegt, wird das Ausgangssignal auf einen Fehlerersatzwert gesetzt und
dies an der Fehler-LED signalisiert.
Messbereiche
A 20230P0/...
Ausgangsnennbereich Nutzbarer Signalbereich
0 ... 5 V 0 ... 5,125 V
0 ... 10 V 0 ... 10,25 V
0 ... 20 mA 0 ... 20,5 mA
4 ... 20 mA 3,8 ... 20,5 mA

10
Messbereiche
Verhalten des Ausgangsstroms (4 ... 20 mA) bei Messbereichs-
über- bzw. -unterschreitung
nutzbarer
Signalbereich
Verhalten des Ausgangsstroms (0 ... 20 mA) bei Messbereichs-
über- bzw. -unterschreitung
nutzbarer
Signalbereich
Eingang
Ausgang [mA]
Startwert Endwert
Eingang
Ausgang [mA]
Startwert Endwert

11
Beschaltungsvarianten (Sensoranschluss)
SensoTrans R A 20230P0/...
Sensor Typ Anschluss Abbildung Einstellbar über
Schalter
R 0 ... 5 kOhm
oder
5 ... 100 kOhm
2-, 3- oder 4-Leiter,
automatische Erkennung 1, 2, 3 x
Ratio Potentiometer 3-Leiter 4 x
4-Leiter 5 x

12
Anschluss von Widerstandsthermometern / Widerstandsgebern
Beschaltungsvarianten
RTD/Widerstand:
4-Leiter
RTD/Widerstand:
3-Leiter
RTD/Widerstand:
2-Leiter: (bei 2-Lei-
ter-Messung mit R >
5k ist eine Brücke
zwischen Klemme 1 und
Klemme 2 zu setzen)
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
Potentiometer:
3-Leiter
1
2
3
4
Ratio =
1
2
3
4
Potentiometer:
4-Leiter
Ratio =
1 2 3
4 5

13
Konfigurierung über Schalter
Stellen Sie die DIP- und Drehkodierschalter gemäß Tabelle (Gehäuse-
aufdruck) ein.
Sensortyp:
Angeschlossenen Sensor über Schalter DIP1 bis DIP3 einstellen.
Startwert:
Stellen Sie den Ziernwert (00 ... 99) mit Hilfe der Drehkodierschalter
„Start“ ein. Über die Schalter DIP4, DIP5 stellen Sie den Faktor ein.
Eine fallende Kennlinie wird durch die Einstellung Startwert größer
Endwert realisiert.
Endwert:
Stellen Sie den Ziernwert (00 ... 99) mit Hilfe der Drehkodierschalter
„End“ ein. Über den Schalter DIP6 stellen Sie den Faktor ein.
Ausgangssignale:
Über die Schalter DIP7, DIP8 stellen Sie das Ausgangssignal ein.
Hinweis
Decken Sie die Schalter nach erfolgter Kongurierung mit der beilie-
genden selbstklebenden Polyimid-Folie ab.
Startwert (Drehkodierschalter)
Endwert (Drehkodierschalter)
DIP S1 (von links nach rechts: 1-8)

14
= DIP-Schalter ON
Konfigurierung über Schalter:
Funktionsübersicht

15
Konfigurierung über Schalter: Beispiel
Sensor: Potentiometer, 3-Leiter-Anschluss
(3-Wire, 3W)
Messbereich: 0 ... 100 %
Ausgangssignal: 4 ... 20 mA
1. Sensortyp einstellen:
Potentiometer 3-Leiter (3W) DIP1 = 0, DIP2 = 0, DIP 3 = 1
2. Startwert einstellen:
0 %
Startwert = Ziernwert x1
Ziernwert mit Drehkodierschaltern einstellen: 00
Dazu Faktor x1 einstellen: DIP5 = 0
3. Endwert einstellen:
100 %
Endwert = Ziernwert x1 + 100
Ziernwert mit Drehkodierschaltern einstellen: 00
Faktor x1+100 einstellen: DIP6 = 1
4. Ausgangssignal einstellen:
4 ... 20 mA: DIP7 = 0, DIP8 = 1
Hinweis
Decken Sie die Schalter nach erfolgter
Kongurierung mit der beiliegenden
selbstklebenden Polyimid-Folie ab.

16
Teach-in-Funktion
Mit der„Teach-in-Funktion“ kann die Messanordung bestehend aus
Messumformer und Potentiometer bzw. Widerstand justiert werden.
Der aktuelle Messwert wird als Startwert oder Messbereichsendwert
gespeichert. Die Teach-in-Funktion wird mit dem Taster auf der Ge-
rätefront aktiviert. Die Betätigung erfolgt beispielsweise mit einem
Schraubendreher (Klingenbreite max. 2,5 mm). In der Frontklappe ist
eine entsprechende Önung vorgesehen.
Achtung!
Es darf nur ein Schraubendreher verwendet werden, der sicher gegen
die an den Eingang gelegte Spannung isoliert ist.
Schritt 1: (Erstkonguration)
Stellen Sie über die Schalter DIP1 bis DIP3 den Sensortyp und über die
Schalter DIP7 und DIP8 das passende Ausgangssignal ein.
Zusätzlich muss mit den Drehschaltern ein plausibler Messbereich
eingestellt werden, z.B.
Start: 00
End: 10
und DIP-Schalter 4 „On“ entsprechend 0 ... 1 kOhm
Die Teach-In-Funktion kann nun wie folgt benutzt werden:
Schritt 2: Justage Startwert aufrufen:
Ihre Aktion: Meldung und Reaktion
vom A 20230
Fronttaster 1 mal kurz drücken Die gelbe LED blinkt wiederholt
einmal kurz auf.
Der aktuell angeschlossene
Widerstand wird als Startwert
gesetzt.
Drücken Sie nun innerhalb von
30 s den Fronttaster so lange, bis
die gelbe LED aueuchtet und
wieder verlischt (ca. 3 s). Gelbe LED leuchtet einmal lang
auf, Startwert ist gespeichert.

17
Schritt 3: Justage Messbereichsendwert aufrufen:
Ihre Aktion: Meldung und Reaktion
vom A 20230
Fronttaster 2 mal kurz drücken Die gelbe LED blinkt wiederholt
zweimal kurz auf. Der aktuell
angeschlossene Widerstand wird
als Endwert gesetzt.
Drücken Sie nun innerhalb von
30 s den Fronttaster so lange, bis
die gelbe LED aueuchtet und
wieder verlischt (ca. 3 s). Gelbe LED leuchtet einmal lang
auf, Endwert ist gespeichert.
Schritt 4:
Die gespeicherten Daten werden in der Teach-in-Konguration abge-
legt und durch folgende Schalterstellungen aktiviert:
Eingestellte Werte speichern,
Teach-in-Konguration im Anschluss nicht änderbar:
Alle DIP-Schalter = 0
Alle Drehschalter = 0
Teach-in-Konguration vorerst speichern,
aber über erneuten Teach-in-Prozess änderbar lassen:
Alle DIP-Schalter = 1
Alle Drehschalter = 0
Achtung!
Wird die Teach-in-Konguration nach Abschluss des Teach-In-Prozes-
ses nicht aktiviert, verwendet der Messumformer die über die DIP-/
Drehkodierschalter eingestellte Konguration.
Wichtiger Hinweis:
Decken Sie die Schalter nach erfolgter Kongurierung mit der beilie-
genden selbstklebenden Polyimid-Folie ab.
Teach-in-Funktion

18
LED und Fehlersignalisierung am Gerät
grün: Versorgungsspannung vorhanden
gelb: Beim Start einmalige Signalisierung der erkannten An-
schlussart bei Widerstands-Messung
(2-/3-/4-maliges Blinken entspricht 2-/3-/4-Leitermessung)
rot: Fehlerstatus; die LED blinkt mit der Anzahl der Fehlernummer
Hinweis: Grüne und rote LED blinken beim Gerätestart kurz auf.
Fehler
Messbereich unterschritten
Ausgang [mA] Ausgang [V]
Messbereich überschritten
Sensor Kurzschluss
Sensor oen
nicht verwendet
Gerätefehler *)
Schalter verstellt
Parametrierfehler
Poti / DMS: Fehler Widerstand
Anschlusserkennung
*)Fehler selbsthaltend
< 3,6 0 0 0
Nr.

19
Technische Daten
Eingangsdaten Widerstand (R)
Anschluss 2-, 3- oder 4-Leiter
(automatische Erkennung)
Widerstandsbereich
(inkl. Leitungswiderstand)
Widerstandsmessung: 0 ... 5 k
oder 5 ... 100 k
Max. Leitungswiderstand 100 
Speisestrom max. 500 µA
Leitungsüberwachung Leitungsbruch
Genauigkeit Für Widerstände < 5 k:
± (50 m + 0,05 % v.M.) für
Messspannen > 15 
Für Widerstände > 5 k:
± (1  + 0,2 % v.M.) für
Messspannen > 50 
Temperaturkoezient am
Eingang
50 ppm/K vom kongurierten Mess-
bereichsendwert (mittlerer Tk im zu-
lässigen Betriebstemperaturbereich,
Referenztemperatur 23 °C)
Eingangsdaten Potentiometer (Ratio)
Eingang 200  ... 50 k
Anschluss 3- oder 4-Leiter
Speisestrom 0 ... 5 mA
Leitungsüberwachung Leitungsbruch
Genauigkeit ± (0,2 % v.E. +0,05 % v.M.) für Mess-
spannen > 5 %
Temperaturkoezient am
Eingang
50 ppm/K vom kongurierten Mess-
bereichsendwert (mittlerer Tk im zu-
lässigen Betriebstemperaturbereich,
Referenztemperatur 23 °C)

20
Technische Daten
Ausgangsdaten
Ausgänge 0 ... 20 mA, 4 ... 20 mA,
0 ... 10 V oder 0 ... 5 V,
kalibriert umschaltbar
Aussteuerbereich 0 % bis ca. 102,5 % der Messspanne
bei 0 ... 20 mA, 0 ... 10 V bzw.
0 ... 5 V Ausgang
- 1,25 % ... ca. 102,5 % der Messspanne
bei 4 ... 20 mA Ausgang
Auösung 16 bit
Bürde
Stromausgang
Spannungsausgang
≤ 500 
≥ 10 k
Bürde (SIL)
Stromausgang
Spannungsausgang
50 ... 500 
≥ 10 k
Genauigkeit
Stromausgang
Spannungsausgang
± (10 µA + 0,05 % v.M.)
± (5 mV + 0,05 % v.M.)
Restwelligkeit
Stromausgang
Spannungsausgang
< 10 mVe (bei 500 Ohm Bürde)
< 10 mVe (bei 10 kOhm Bürde)
Temperaturkoezient am
Ausgang
50 ppm/K vom Endwert (mittlerer Tk
im zulässigen Betriebstemperatur-
bereich, Referenztemperatur 23 °C)
Fehlersignalisierung Ausgang: 4 ... 20 mA:
Strom ≤ 3,6 mA oder ≥ 21 mA
(weitere Daten siehe Tabelle Seite 18)