MANUAL DE INSTRUÇÃO
Transdutor Multivariável 2480E
CMM4700-03
Índice INTRODUÇÃO.......................................... INTRODUÇÃO................... .............................................. .............................................. .............................................. ............................................. ....................................... ................. 3 SEGURANÇA......................................... SEGURANÇA................................................................ .............................................. .............................................. ............................................. .......................................... .................... 4 GARANTIA ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ................................................ ............................................. .................... 5 VERIFICANDO O CONTEÚDO DA EMBALAGEM................................... EMBALAGEM......................................................... ........................................... ................................ ........... 6 VISÃO GERAL DO 2480E .............................................. ..................................................................... .............................................. ............................................. ....................................... ................. 7 CONFIGURAÇÃO DO 2480E .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................. ........................................ ................. 8 INSTALAÇÃO ............................................. .................................................................... .............................................. .............................................. .............................................. .................................. ........... 10 ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS......................................... TÉCNICAS............................................................... ............................................. ............................................... ................................... ........... 14 ENSAIOS ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ................................................ ............................................... ...................... 17 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................. ....................... 18 SAÍDAS DE COMUNICAÇÃO ............................................. .................................................................... .............................................. ........................................... ............................... ........... 19 MEDIÇÃO DE HARMÔNICAS ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. .................................. ........... 21 FUNÇÃO DE OSCILOGRAFIA..................... OSCILOGRAFIA ........................................... ............................................ ............................................. ............................................. ................................. ........... 21 AJUSTES, CALIBRAÇÃO E SOLUÇÃO DE PROBLEMAS.................... PROBLEMAS .......................................... ............................................ ................................. ........... 22 GRANDEZAS DISPONÍVEIS ............................................ ................................................................... .............................................. .............................................. .................................. ........... 24 FUNÇÕES MATEMÁTICAS UTILIZADAS................................ UTILIZADAS..................................................... ........................................... ........................................... .......................... ..... 25 DIAGRAMAS DE LIGAÇÃO LIGAÇÃO ............................................ .................................................................. ............................................. ............................................... ................................... ........... 26 TABELA DE CONVERSÃO DECIMAL DECIMAL X HEXADECIMAL ........................................... .................................................................. .............................. ....... 29
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Introdução Obrigado por ter escolhido nosso Transdutor Multivariável para grandezas elétricas 2480E. Para garantir o uso correto e eficiente do 2480E, leia este manual completo e atentamente para entender como operar o 2480E antes de colocá-lo em funcionamento.
Sobre este Manual
1. Este manual deve ser entregue ao usuário final do 2480E. 2. O conteúdo deste manual está sujeito à alterações sem aviso prévio. 3. Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste manual pode ser reproduzida, de qualquer forma, sem a permissão por escrito da Yokogawa. 4. As especificações contidas neste manual estão limitadas aos modelos padrão e não abrangem produtos especiais, fabricados sob encomenda. 5. Todo o cuidado foi tomado na preparação deste manual, visando garantir a qualidade das informações. No caso de eventuais divergências ou erros encontrados, solicitamos o favor de entrar em contato com a Yokogawa. Yokogawa América do Sul Ltda. Praça Acapulco, 31 – Santo Amaro 04675-190 - São Paulo – SP - Brasil Tel.: 55-11-5681-2400 Fax.: 55-11-5681-4434
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Segurança As precauções de segurança devem ser observadas em todas as fases de instalação, operação e manutenção do transdutor. O manuseio e/ou uso indevidos, poderão acarretar dano às proteções e riscos de danos pessoais ao operador. Para a devida proteção e segurança do operador do 2480E ou sistema do qual este transdutor faça parte, siga atentamente as instruções de segurança descritas neste manual. A Yokogawa exime-se de qualquer responsabilidade, caso não sejam seguidas as instruções e não assume qualquer perda ou dano causado pelo uso indevido do transdutor. A substituição/modificação de componentes ou peças, feita pelo usuário, implica em risco de segurança e perda da garantia. Entre em contato com a Yokogawa para quaisquer reparos ou modificações necessárias no transdutor. Certifique-se de conectar o terminal de terra, antes de ligar a alimentação e/ou sinal do 2480E, para prevenir contra choques elétricos. Nunca corte ou desconecte o terminal de terra. Isto poderá causar choque elétrico Não utilize o 2480E em atmosferas potencialmente explosivas. Os símbolos abaixo são usados neste manual: Perigo! Risco de choque elétrico. Cuidado! Para evitar danos ou a queima do 2480E, leia com atenção. Atenção! Indica informações essenciais para o perfeito funcionamento do 2480E.
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Garantia O Transdutor Multivariável 2480E YOKOGAWA é fabricado com componentes nacionais e importados de alta qualidade e submetido a um rigoroso controle de qualidade. Dentro do período de um ano, a partir da data de emissão da nota fiscal de compra, ocorrendo qualquer defeito, em função da fabricação, e desde que o equipamento tenha sido utilizado de acordo com as instruções do fabricante, a Yokogawa prestará, sem ônus, os serviços de garantia (mão de obra e peças) para este equipamento, posto fábrica Yokogawa (São Paulo). A Yokogawa garante a reposição de componentes utilizados no 2480E por um período de cinco anos. Na impossibilidade de reposição, a Yokogawa garantirá a substituição de componentes por outros equivalentes e/ou efetuará modificações, mantendo as mesmas características de quando o produto foi adquirido, de modo que a vida útil do produto seja de dez anos. A garantia será invalidada quando verificado qualquer sinal de intervenção no interior do aparelho por pessoal não autorizado ou ainda se constatado que o mesmo apresentou o defeito descrito, devido a instalação e/ou operação indevidas. Yokogawa América do Sul Ltda. Praça Acapulco, 31 – Santo Amaro 04675-190 - São Paulo – SP - Brasil Tel.: 55-11-5681-2400 Fax.: 55-11-5681-4434 Home page: http://www.yokogawa.com.br
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Verificando o conteúdo da embalagem Verifique visualmente se não ocorreram danos durante o transporte. Desembale o 2480E e verifique o conteúdo antes do uso. Verifique se o código do modelo localizado na etiqueta do 2480E coincide com o que foi solicitado. O código do modelo segue esta estrutura:
Modelo 2480E Idioma
Sufixo ...................................................................... -0 .................................................................. -1 .................................................................. Versão 0 ............................................................. 1 ............................................................. Alimentação auxiliar 6 ........................................................ 7 ........................................................ 8 ........................................................ 9 ........................................................ Protocolo de comunicação -0 ................................................... -1 ................................................... Máxima Corrente Medida 6 ............................................... 7 ............................................... Máxima Tensão Medida 2 .......................................... 3 .......................................... 5 ..........................................
Descrição Transdutor Multivariável Português Inglês Standard Rigidez dielétrica (500V.c.a.) 12 V c.c. (Consulta) 24 V c.c. (Consulta) 48 V c.c. Universal 85-265 V c.a. / V c.c. Modbus-RTU DNP3 6,0 A c.a. 7,5 A c.a. 150 V c.a. 300 V c.a. 600 V c.a. (fase-fase)
Caso o equipamento fornecido não seja o especificado ou se algo parecer anormal, favor contactar a Yokogawa, informando o número de série do 2480E.
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Visão geral do 2480E O 2480E é um transdutor multivariável de grandezas elétricas, microprocessado, aliado a outras funções comuns em CLPs, tais como: entradas analógicas, entradas digitais, saídas digitais, funções de alarme, histórico, funções de cálculo, oscilografia, medição de harmônicas, THD. Mencionamos a seguir algumas aplicações típicas.
• Medição remota de variáveis elétricas • Automação de subestações • Análise e controle de demanda • Análise e controle de fator de potência • Análise de consumo de energia • Rateio de consumo de energia industrial e comercial CONECTOR DAS PORTAS RS485
“ Cat III ”
CONECTOR DAS ENTRADAS ANALÓGICAS CONECTOR DAS SAÍDAS DIGITAIS CONECTOR DAS ENTRADAS DIGITAIS
O 2480E é capaz de medir, simultaneamente, 39 variáveis elétricas com altíssima precisão e armazenar uma grande quantidade de informações para análise. Através das entradas e saídas digitais pode-se efetuar funções de supervisão e controle. As entradas analógicas possibilitam o monitoramento de outras variáveis relacionadas com a aplicação, tais como: temperatura, pressão, vazão, rotação, etc. Todos os valores medidos, calculados e armazenados são disponibilizados ao usuário através de duas saídas de comunicação serial, independentes, utilizando o protocolo Modbus RTU. Diversos tipos de ligação elétrica (Delta, Delta aberto e Estrela), diversas velocidades de comunicação são configuráveis através de chaves tipo dip-switch.
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Configuração do 2480E A configuração do Tipo de circuito, da Taxa de transmissão das Seriais 1 e 2 e de Bits de parada da Serial 1, é feita através das chaves dip-switch localizadas no frontal do 2480E. Os diagramas de ligação e a correspondente configuração das chaves é mostrada na etiqueta lateral do Transdutor. Após a configuração de qualquer chave dip- switch, o 2480E deverá ser reiniciado através do botão Reset localizado no painel frontal ou desligando-se momentaneamente a alimentação auxiliar. Para evitar acidentes ou choques elétricos, use objetos plásticos ou isolantes para acionar as chaves dip-switch ou o botão de Reset .
Configuração do Tipo de circuito de medição utilizado A configuração do Tipo de circuito ao qual o 2480E será conectado é feita nas chaves de posição 1 a 3. TIPO DE CIRCUITO
1 2 3 4 5 6 7 8 ON
1Ø 2 F ( 1 ELEMENTO ) 1Ø 3 F ( 2 ELEMENTOS )
Nota: Após a configuração do Tipo de circuito, o 2480E deverá ser reiniciado através do botão Reset localizado no painel frontal ou desligando-se momentaneamente a alimentação auxiliar.
3Ø 3 F ( 2 ELEMENTOS ) 3Ø 4 F ( 2½ ELEMENTOS ) 3Ø 3 F ( 2½ ELEMENTOS ) 3Ø 4 F ( 3 ELEMENTOS )
Configuração das Saídas de comunicação EIA RS-485 A configuração da Taxa de transmissão ( Baud rate ) da Serial 1 é feita nas chaves de posição 6 e 7 e a Taxa de transmissão da Serial 2 é feita nas chaves de posição 4 e 5. Pode-se selecionar, simultaneamente, diferentes Taxas de transmissão para as Seriais 1 e 2.
TAXA DE TRANSMISSÃO (SERIAL1) 1 2 3 4 5 6 7 8 ON
1.200 bps 9.600 bps
Nota: Após a configuração da Taxa de transmissão, o 2480E deverá ser reiniciado através do botão Reset localizado no painel frontal ou desligando-se momentaneamente a alimentação auxiliar.
19.200 bps 38.400 bps
TAXA DE TRANSMISSÃO (SERIAL2) 1 2 3 4 5 6 7 8
2.400 bps
ON
9.600 bps
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Configuração do stop bit da serial 1 Para configurar o stop bit da Serial 1 utilize a chave de posição 8. Quando a chave está ligada (ON) tem-se 1 (um) bit de parada enquanto que, na posição desligada (OFF), tem-se 2 (dois) bits de parada. O stop bit da Serial 2 é fixo (dois stop bits), e não pode ser alterado. BITS DE PARADA (SERIAL1)
1 2 3 4 5 6 7 8 ON
UM BIT DE PARADA
Nota: Após a configuração do stop bit , o 2480E deverá ser reiniciado através do botão Reset localizado no painel frontal ou desligando-se momentaneamente a alimentação auxiliar.
DOIS BITS DE PARADA
Configuração do Endereço A configuração do endereço do 2480E é feita através do posicionamento das chaves rotativas no painel frontal do 2480E. As chaves são hexadecimais, sendo a da esquerda a mais significativa e a da direita a menos significativa. O endereço pode ser configurado de 01 (01 h) a 255 (FFh), sendo que o endereço zero (00 h) não deve ser selecionado, pois é utilizado pelo software para escrever em todos os 2480E ao mesmo tempo (comando broadcast ). Utilize a tabela de conversão de decimal para hexadecimal, no final deste manual. Exemplos de configuração das chaves de endereçamento: 0 1 3 5
Endereço 5
Endereço 19
A
7 Endereço 167
F
F
Endereço 255
Nota: Após a configuração do endereço, ou mudança deste, o 2480E deverá ser reiniciado através do botão Reset localizado no painel frontal ou desligando-se momentaneamente a alimentação auxiliar.
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Instalação Para o correto funcionamento e facilidade de instalação do produto, utilize fios e cabos de bitolas adequadas à corrente e a tensão em que o equipamento vai operar, deve-se levar em consideração também o ambiente em que o mesmo será instalado. Nos caso em que o ambiente onde o equipamento esteja instalado apresente níveis de ruído ou de interferências eletromagnéticas, maiores que os especificados nas normas IEC60255-22-1 / IEC61000-4-4:1995, deve-se adicionar filtros e/ou supressores de ruídos e EMI. Recomenda-se que a ligação dos fios e cabos ao equipamento utilize terminais do tipo anel isolado. O uso de terminais juntamente com um bom dimensionamento dos fios e cabos, evitará o aquecimento excessivo da fiação e também propiciará uma redução de interferências e ruídos que podem ser captadas, prejudicando a exatidão das medições, bem como reduzindo a vida útil do equipamento. Para a ligação da alimentação auxiliar recomenda-se o uso de um disjuntor termomagnético para o circuito de proteção e desconexão do 2480E, este deverá estar instalados o mais próximos possível do equipamento em local de fácil acesso ao operador e devidamente identificado. O disjuntor deve ser especificado de acordo com o tipo de alimentação auxiliar em que o equipamento esta instalado. Para os circuitos de medição (medição de tensão e corrente) recomenda-se o uso de uma chave de aferição interligando os sinais de campo ao equipamento, este será necessário para o manuseio do equipamento, propiciando segurança ao operador e deve estar devidamente identificada quanto a isto. Caso seja necessário a utilização de TP’s e TC’s externos recomendamos que este seja especificado com uma isolação mínima de 2kV. Todos os materiais utilizados deverão ser de fabricantes idôneos, pois influenciam diretamente na segurança do usuário e na performance do equipamento. Preferencialmente utilize produtos com certificação UL ou CE. Abaixo recomendamos alguns fabricantes que poderão ser utilizados.
• • • • • •
Fios e cabos...........- Pirelli ou similares; Disjuntores............- Siemens ou similares; TP e TC.................- Siemens ou similares; Chave de aferição..- Phoenix Contact ou similares; Supressores............- Phoenix Contact ou similares; Filtros para EMI....- TDK ou similares;
Obedeça às normas de segurança aplicáveis e utilize sempre ferramentas isoladas eletricamente, conforme NBR-9699, classe 1000V. Ferramentas necessárias: • Chave de fenda 3mm x 100mm (1/8” x 4”) • Chave de fenda ou Phillips 6mm x 150mm (1/4” x 6”) Ao selecionar o local de instalação, evite ambientes com: • Alta umidade • Alta temperatura • Vibração mecânica • Com presença de gases corrosivos 1. Configure o endereço do transdutor e certifique-se que não exista nenhum endereço duplicado no mesmo barramento de comunicação; 2. Fixe o transdutor no painel conforme o diagrama de furação; 3. Realize o trabalho de conexão da fiação ao 2480E, sem sinais elétricos nos cabos; 4. Retire a proteção translúcida dos terminais e guarde-a em local protegido, visando utilizá-la novamente; 10
5. Efetue primeiro a ligação do fio de terra, antes de ligar os demais, evitando assim acidentes; 6. Efetue as ligações elétricas conforme diagrama na etiqueta do transdutor. Utilize sempre terminais isolados e anilhas de identificação nas extremidades dos fios e cabos; 7. Certifique-se que as ligações estão corretas quanto à polaridade (TPs, TCs, sinais de entrada e saída, etc.). Os conectores das entradas analógicas, entradas digitais, saídas digitais e saídas de comunicação, são do tipo plug-in e polarizados para facilitar a montagem/desmontagem sem a necessidade de refazer-se a fiação.
Cuidados com instrumento O instrumento esta acondicionado em uma caixa de alumínio e seu painel é de policarbonato, devido a isto, o instrumento não deve ser limpo com elementos voláteis (tinner,benzina,etc.), use apenas um pano umedecido em água e se necessário use um detergente neutro para fazer a limpeza. É aconselhável que o equipamento esteja desenergizado (alimentação auxiliar e circuito de medição) para uma maior segurança do operador.
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Desenho dimensional do 2480E
PROTEÇÃO DE ACRILICO
m m 0 , 6 0 1
m m 0 , 7 2 1
90,0 mm 127,0 mm
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Detalhe de furação para instalação em painel Siga as distâncias recomendadas para evitar aquecimento e para facilitar a montagem. 0 6
20
45
60
110
60
20
5 , 8
20
0 1 1
7 3
0 2
0 1 1
5 , 8 6
Elementos de fixação necessários (não inclusos) Parafuso M5 Arruela lisa M5 φe 10 mm Arruela de pressão M5 Porca M5
Quantidade por 2480E 4 peças 8 peças 4 peças 4 peças
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Especificações Técnicas Montagem Em superfície ou fundo de painel Posição – Qualquer Uso interno
Materiais de construção Caixa: alumínio anodizado /pintura epóxi preto Conector: PBT (poli-butileno-tereftalato)
Conexões Tensão, corrente e alimentação auxiliar: parafuso M4 fenda/Phillips Saídas de comunicação, entradas analógicas, entradas digitais e saídas digitais: conector Macho/Fêmea
Entradas de Tensão
Categoria de medição III. 600Vc.a.(Fase-Fase), 300Vc.a.(Fase-Fase) ou 150Vc.a.(Fase-Fase) (de acordo com modelo solicitado) Carga de entrada de 0,15 VA, por elemento. Valor máximo medido 600, 300 ou 150 (Vrms) (de acordo com modelo solicitado) Faixa útil de medição 20% a 100% do F.E. Rigidez dielétrica 2kV
Entradas de Corrente
Categoria de medição III. 6,0 A c.a. ou 7,5 A c.a. (de acordo com modelo solicitado) Carga de entrada de 0,30 VA, por elemento. Valor máximo medido 6,0 ou 7,5 (Arms) (de acordo com modelo solicitado) Faixa útil de medição 5% a 100% do F.E. Rigidez dielétrica 2kV
Alimentação Auxiliar (Universal) 85 a 265 V c.a. / V c.c. (valores máximos) ou 48Vc.c. ±20% (de acordo com modelo solicitado) Consumo melhor que 5VA Freqüência de operação 50Hz ou 60Hz Rigidez dielétrica 2kV
Grau de Proteção (NBR-4156) Caixa: IP-50 Terminais: IP-00
Peso
Aproximadamente 1,2 kg
Dimensões
150mm x 127mm x 127mm
Tempo de pré-aquecimento Mínimo 30 min
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Classe de Exatidão Tensão, Corrente Potência: Ativa, Reativa, Aparente Fator de Potência Freqüência Energia Ativa Energia Reativa Entrada Analógica
± (0,1 da leitura + 0,05% do F.E.) ±(0,14 da leitura + 0,07% do F.E.) 0,01 FP ou ±0,2° ± 0,05Hz (medido no canal V1) ± (erro da potencia ativa +0,2% da leitura) ± (erro da potencia reativa +0,2% da leitura) ± (0,1% da leitura +0,05 do F.E.)
Limites de Condições Ambientais (NBR-5391) Grau de poluição II. Uso contínuo Armazenamento: Temperatura -10 a 65 °C Umidade relativa 90% ou menor, sem condensação. Operação: Temperatura Umidade relativa
0 a 60 °C 35 a 80%, sem condensação.
Saídas de Comunicação Saída RS-485 (duas portas independentes) Endereçamento 1 à 255 Comprimento máximo da rede: 1000 m Saída de Comunicação Taxa de transmissão ( Baud rate) Paridade Start bit Data bit Stop bit
Formato do dado
Serial 1 1200/9600/19200/38400 bps, selecionável via dip switch Nenhuma (None) 1 bit 8 bits 1 ou 2 bits, selecionável via dip switch 8, n, 1 ou 8, n, 2
Serial 2 2400/9600/38400 bps, selecionável via dip switch
Nenhuma (None) 1 bit 8 bits 2 bits 8, n, 2
Protocolo MODBUS – modo RTU – registros de 16 bits Comandos suportados: 03 - Read Holding Registers 04 - Read Input Registers 06 - Preset Single Register 08 - Diagnostics 16 - Preset Multiple Registers
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Memória interna Sistema de arquivo Conteúdo do arquivo
30.000 posições de memória Selecionável entre V 1, V2, V3, V1-2, V2-3, V3-1, I1, I2, I3, I N, W1, W2, W3, WT, var 1, var 2, var 3, var T, VA1, VA2, VA3, VAT, FP1, FP2, FP3, FPT, Hz, Wh+, Wh −, varh+, varh−, EA1 e EA2 (Ver GRANDEZAS DISPONÍVEIS) 1 a 7200 s
Intervalo sem comunicação para que seja iniciada a aquisição de dados Intervalo de destravamento automático de 1 a 7200 s memória Back-up, sem alimentação auxiliar até 8 h
Entradas analógicas: nestas entradas, pode-se conectar, por exemplo, a saída de um transmissor de temperatura, ou de pressão, ou outro qualquer, que possua uma saída 0~20mAc.c. / 4~20mAc.c. e através da comunicação serial, pode-se obter estes valores no 2480E e formatá-los em unidade de engenharia. Número de entradas Entrada nominal Valor máximo medido Impedância de entrada Conversão A/D Tempo de resposta Classe de exatidão
2 0 a 20 mA c.c. / 4 a 20 mA c.c. 24 mA c.c. 180 Ω 12 bits < 100 ms (0,1% da leitura + 0,05% F.E.)
Entradas digitais: Número de entradas Tipo de entrada(*) Carga da entrada Tempo de resposta *Obs. Para o modelo com rigidez ±20%.
4 TTL ou contato seco 5mA @ 30Vc.c. máximo < 20 ms dielétrica de 500Vc.c., o tipo de entrada é contato energizado de 30Vc.c.
Saídas digitais: Permitem o acionamento de pequenas cargas (ex.: relés) por telecomando e alarmes.
Número de saídas Tipo de saída Tensão máxima Corrente máxima Tempo de resposta Modo de operação
2 Coletor aberto 30 V c.c. 20 mA c.c. < 20 ms Telecomando ou configuração
Relógio do sistema: Resolução Sincronismo entre 2480E Estabilidade
1 ms < 4ms 40 ppm/ano
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Ensaios O 2480E atende às seguintes especificações para os ensaios de rigidez dielétrica, resistência de isolamento, SWC, impulso e sobrecargas máximas permitidas.
Ensaio Rigidez dielétrica
Norma IEC60255-2
Características 2 kV / 1 minuto entre circuitos e terra entre circuitos Resistência de isolamento NBR-7116 ≥ 50 MΩ / 500 V c.c. entre circuitos e terra entre circuitos Impulso IEC 60255-5 5 kV 1,2 x 50 µs entre circuitos e terra entre circuitos SWC IEC 60255-22-1 2,5 kV, 1MHz entre circuitos e terra 1,0 kV, 1MHz entre circuitos Descarga Eletrostática IEC61000-4-2 Contato – Nível II (4kV) (IEC61000-6-2:1999) Ar – Nível III (8kV) IEC61000-4-4 EFT & B Nível III (2kV) (IEC61000-6-5:2001)
Surge
IEC61000-4-5
PQT
IEC61000-4-11
Sobrecarga de tensão
NBR-8145
Sobrecarga de corrente
NBR-8145
(IEC61000-6-5:2001) (IEC61000-6-2:1999)
Nível III (2kV) Nivel 40%, 70% e 100% 1,2 x V nom. / 2h (contínua) 1,5 x Vnom. / 10 s (temporária) 1,2 x I nom. / 2h (contínua) 2,0 x Inom. / 10 s (temporária) 10,0 x Inom./ 3 s (temporária)
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Princípio de funcionamento Características dos A/Ds das entradas de Tensão e Corrente A/D's Resolução: Tempo de conversão: Tipo de aquisição Amostragem: Banda de resposta Atualização de registros
6 A/D's simultâneos 11bits + sinal (12bits lineares) 10 µs Síncrona com defasagem corrigida 7680Hz@60Hz / 6400Hz@50Hz 40Hz a 3060Hz(Fundamental 50Hz / 60Hz) A cada ciclo
A tabela abaixo apresenta os algoritmos de cálculo utilizados pelo 2480E. Tensão
v 2 (t )
Corrente
i 2 (t )
Corrente de neutro (calculada) Potência Ativa (P)
2 I 1 I 2 I 3 ( + + ) ∑1 v(t ) × i (t ) × cos ϕ 100
Potência Reativa (Q)
o v t + 90 + i (t )
Potência Aparente (W)
v(t ) × i (t )
Fator de potência
P 2
P
Freqüência Energia Ativa (fluxo direto e reverso) Energia Reativa (indutiva e capacitiva) Harmônicas THD (IEEE):
+Q
2
± sgn (Q )
Double limiar with hysteresis P .dt
∫ ∫ Q.dt
Radix 2,7 a Power, Real FFT n
∑V
2
n
THD(%) = 100 ⋅
THD (IEC) (CSA):
m=2
V 1 n
∑V
2
n
THD * (%) = 100 ⋅
m=2 n
∑V
2
n
m =1
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Saídas de Comunicação O 2480E trabalha com o protocolo MODBUS RTU, o qual é orientado por frames, ou seja, blocos contendo as informações solicitadas. Neste protocolo, existe um conjunto de caracteres convencionados, para desempenhar determinadas funções. O 2480E possui duas saídas de comunicação do tipo RS-485, totalmente independentes. Assim sendo, um 2480E pode ser conectado à duas redes independentes, simultaneamente. O protocolo MODBUS – RTU permite apenas um mestre na rede. A configuração dos parâmetros da Serial resume-se em: 1. 2. 3. 4. 5.
Taxa de transmissão ( Baud rate): por exemplo, 9600; Bit de início ( start bit ): 1 Tamanho dos dados ( data bits): 8 Paridade ( parity): nenhuma (none) Bits de parada ( stop bit ): por exemplo, 2 1
1
0
start bit
1
0
1
0
0
0
data bits
1
1
stop bit
stop bit
No exemplo acima, somando-se todos os bits, o resultado será de 11 bits, ou seja, o tamanho de cada frame na Serial é de 11 bits. A taxa de transmissão ( Baud rate) e o tamanho do frame devem ser configurados no conversor RS232 => RS485, quando necessário.
Observações importantes: 1. Cada 2480E deve possuir um único endereço na rede. 2. Não use o endereço “zero” em nenhum 2480E. O endereço “zero” é utilizado para escrever em todos os 2480E ao mesmo tempo (comando broadcast ).
Rede de Comunicação:
Rt= resistor terminador
Conversor RS232/RS485 Isolação 2,5kV
Rt A B
A B
A B
A B Último UPD600
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Resistor terminador O resistor terminador tem a finalidade de equilibrar a impedância da linha RS-485 e deverá ser instalado, apenas, se necessário. Caso seja instalado, o mesmo deverá ficar posicionado no final da rede, visando manter o equilíbrio das linhas. Deve-se utilizar para a comunicação um fio do tipo par trançado e blindado 24 AWG (sistema conhecido como STP – Shielded Twisted Pair ), o qual atende os requisitos de desempenho exigidos pelas normas IEEE-802.3 e IEEE-802.5. Deve-se respeitar a polaridade da rede e os respectivos terminais do 2480E. A inversão das ligações implica no não funcionamento da unidade que estiver localizada nesta posição ou uma eventual queda da rede. Ou seja, todo ponto “A” da rede deve estar ligado em “A” e todo ponto “B” deverá estar ligado em “B”. Normalmente os PCs possuem saída RS-232, o que implica na utilização de um conversor RS-232 para RS-485. Recomendamos a utilização de conversores de RS e fonte de alimentação, com isolação mínima de 2,5kVc.a. A Yokogawa recomenda a utilização do conversor fabricado pela ADVANTECH modelo ADAM4520. Para fazer o cabo de ligação entre o conversor e o micro, existem algumas possibilidades que podem ser:
Para o conversor ADAM 4520: a) Ligação de um conector DB9 para outro DB9: DB9 pino 2 ---------------------- pino 3 ---------------------- pino 5 -----------------------
DB9 pino 32 pino 32 pino 5
b) Ligação de um conector DB9 para um conector DB25: DB9 DB25 pino 2 ----------------------- pino 32 pino 3 ----------------------- pino 23 pino 5 ----------------------- pino 7 O 2480E possui um LED bicolor para indicar o estado de cada porta de comunicação. Este LED deverá apresentar-se na cor verde quando o 2480E está energizado, apagado quando estiver recebendo dados e na cor vermelho quando a porta de comunicação estiver enviando dados. Na rede RS-485, o 2480E funcionará obedecendo aos comandos do protocolo de comunicação MODBUS – RTU. O comprimento máximo da rede deverá ser de 1000 metros.
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Medição de harmônicas O 2480E mede harmônicas até a 51 a ordem e calcula a Distorção Harmônica Total (THD) das três tensões e das três correntes. Características do sistema de medição de harmônicas. Algoritmo de cálculo Banda de resposta Grandezas analisadas Sensibilidade Faixa útil Ordens Analisadas Resolução do cálculo Erro
Radix 2,7 a Power, Real FFT.
40Hz a 3060Hz (Fundamental 50Hz ou 60Hz) V 1, V2, V3, I1, I2, I3 (Aquisitadas simultâneos) -60dB do F.E. -45 dB do F.E. 1 a - 51 a 12 bits 0,1% do F.E. para cada ordem
Função de Oscilografia A função de oscilografia é disparada quando se atinge um valor máximo ou mínimo de uma grandeza elétrica e através das entradas digitais. O ajuste do valor de disparo ( trigger ) da oscilografia é definido numa escala de 0 a 100% do F.E. da grandeza selecionada ou pelo status das entradas digitais. Pode-se selecionar até 20 grandezas para disparo da oscilografia e também, o ponto de pré-trigger entre 0 e 35 ciclos. As oscilografias são armazenadas com o horário do evento ( time stamp). Grandezas oscilografadas Taxa de amostragem Resolução Número de ciclos capturados Disparo (Triggers) Variáveis monitoradas para disparo Pré-trigger
V 1, V2, V3, I1, I2 e I3 128 amostras/ciclo 12 bits * 36 ciclos/grandeza (Memória volátil) Max. e min. das grandezas monitoradas e entrada digital. (tabela 1 – coluna disparo) entre 0 e 35 ciclos
* Somente para versão 2.01 – Resolução = DPCM 8bits – Slew-rate Max. 40% F.E./ms, versão 2.81 em diante 12 bits.
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Ajustes, Calibração e Solução de problemas Para garantir sua classe de exatidão, o 2480E sai de fábrica, testado e calibrado conforme dados constantes no certificado de testes fornecido junto com o instrumento. O 2480E não é calibrado por meio de trimpots ou outros meios mecânicos, o que inviabiliza sua calibração em campo. A calibração é realizada unicamente via software, através do sistema de calibração Yokogawa, com padrões adequados e aferidos por órgãos competentes (padrões aferidos na RBC - Rede Brasileira de Calibração, vinculada ao INMETRO). Todo o processo de calibração é realizado em ambiente com temperatura e umidade controladas. A calibração é realizada através da porta de comunicação Serial 1, via RS-485. Nunca toque nos terminais do 2480E com o mesmo energizado, o que pode provocar riscos de choques elétricos. O 2480E só deverá sofrer intervenção técnica, por profissionais qualificados, e que possuam conhecimento técnico sobre o produto. Devemos ressaltar que caso o produto seja aberto, isto implicará na perda de garantia do produto.
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SOLUÇÃO DE PROBLEMAS Problema
Possível causa
Solução Verifique se a tensão de alimentação auxiliar está Falta alimentação Equipamento não liga dentro da faixa que o 2480E aceita e se está auxiliar conectada nos bornes corretos do 2480E. Verifique se a polaridade da RS-485 está correta, se Fiação da RS485, ou o endereço do transdutor e a velocidade das portas Configuração do Equipamento não comunica. estão configuradas corretamente. 2480E Certifique-se que não existam dois transdutores com o mesmo endereço na rede. Verifique a polaridade dos TPs e TCs, pois a Fiação dos TPs ou 2480E apresenta potência inversão de um deles pode ocasionar este tipo de TCs negativa ou valor diferente do erro. Configuração do esperado. Verifique se o tipo de circuito medido corresponde 2480E ao selecionado nas chaves dip-switch. Utilize sempre cabo de comunicação com dupla Ocorrem erros de comunicação blindagem. Afaste o cabo de rede de fontes de ruído, Problema na rede durante a leitura dos dados ou tais como: geradores de alta tensão ou chaveadores. RS485 erros de CRC. Siga a orientação deste manual para a interligação dos 2480E. Não mede tensão ou corrente Erro de configuração Verifique se o software está solicitando a posição corretamente ou apresenta um do 2480E e/ou correta de memória (registro correto) e se não existe valor diferente do esperado. leitura de registros. nenhum RTP ou RTC interferindo na medição Não é possível medir a Erro na ligação do Verifique se a tensão da qual se quer medir a freqüência da rede elétrica. 2480E freqüência está realmente conectada no canal V1. Verifique se na mesma linha em que estão ligados os Erros nas formas de onda de Presença de sinais de tensão ou corrente não existe uma alguma oscilografia. Harmônicos carga que possa estar deformando este sinal. Verifique a capacidade de carga de sua interface RS-485 (existem alguns CLPs que apesar de O 2480E não comunica em Erro na leitura de possuírem uma interface RS-485, a mesma não tem uma distância maior que 50 m. dados capacidade de corrente para alcançar 1200 m). Se necessário utilize um repetidor de rede. Não mede uma das tensões Verifique para qual tipo de circuito o 2480E está Erro de configuração e/ou correntes de entrada. configurado. As saídas digitais são do tipo Coletor Aberto e Saída digital não funciona Erro na ligação do suportam uma tensão contínua de até 30 V c.c. e 10 adequadamente. Não pulsa ou 2480E mA. Verifique se a ligação está correta e os limites não fecha o contato. de tensão e corrente não estão sendo excedidos. O 2480E não comunica por Erro de configuração Verifique a configuração das portas de comunicação. uma das portas seriais. Caso o problema persista, entre em contato com o distribuidor Yokogawa mais próximo, para maiores informações sobre outros procedimentos.
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Grandezas disponíveis Legenda: MEM = Grandeza gravada em memória de massa DISP = Grandeza que pode ser utilizada para disparo de oscilografia GRANDEZA
V1 V2 V3 V1-2 V2-3 V3-1 I1 I2 I3 W1 W2 W3 WT Var 1 Var 2 Var 3 Var T VA1 VA2 VA3 VAT FP1 FP2 FP3 FPT Hz Wh+ Whvarh+ varhI N EA1 EA2 THDV1 THDV2 THDV3 THDI1 THDI2 THDI3
DESCRIÇÃO
Tensão do primeiro elemento Tensão do segundo elemento Tensão do terceiro elemento Tensão entre a fase 1 e 2 Tensão entre a fase 2 e 3 Tensão entre a fase 3 e 1 Corrente do primeiro elemento Corrente do segundo elemento Corrente do terceiro elemento Potência ativa do primeiro elemento Potência ativa do segundo elemento Potência ativa do terceiro elemento Potência ativa total Potência reativa do primeiro elemento Potência reativa do segundo elemento Potência reativa do terceiro elemento Potência reativa total Potência aparente do primeiro elemento Potência aparente do segundo elemento Potência aparente do terceiro elemento Potência aparente total Fator de potência do primeiro elemento Fator de potência do segundo elemento Fator de potência do terceiro elemento Fator de potência total Freqüência Watt hora positivo (energia ativa positiva) Watt hora negativo (energia ativa negativa) var hora positivo (energia reativa positiva) var hora negativo (energia reativa negativa) Corrente de neutro Entrada analógica 1 Entrada analógica 2 Distorção harmônica total na tensão do primeiro elemento Distorção harmônica total na tensão do segundo elemento Distorção harmônica total na tensão do terceiro elemento Distorção harmônica total na corrente do primeiro elemento Distorção harmônica total na corrente do segundo elemento Distorção harmônica total na corrente do terceiro elemento
MEM
DISP
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
24
Funções matemáticas utilizadas Funções utilizadas pelo 2480E para medição das grandezas Potência ativa W
Potência aparente VA = V x I
Monofásico 3 fios (2 elementos)
Wi i = 1,3 ΣW = W1+W3
VAi = Vi x Ii i = 1,3 ΣVA = VA1+VA3
var i=(VAi)2 – Wi2 i = 1,3 Σvar = var 1+var 3
Trifásico 3 fios (2 elementos)
Wi i = 1,3 ΣW = W1+W3
VAi = Vi x Ii i = 1,3 ΣVA =sqr3/2VA1+VA3
var i=(VAi)2 – Wi2 i = 1,3 Σvar = var 1+var 3
Trifásico 3 fios (2 ½ elementos)
Wi i = 1,2,3 ΣW = W1+ W2+W3
var i=(VAi)2 – Wi2 i = 1,2,3 Σvar = var 1+var 2+var 3
Trifásico 4 fios (3 elementos) (2 ½ Elementos)
Wi i = 1,2,3 ΣW = W1+ W2+W3
VAi = Vi x Ii i = 1,2,3 ΣVA=sqr 3/3VA1+ VA2+VA3 VAi = Vi x Ii i = 1,2,3 ΣVA =VA1+ VA2+VA3
Monofásico 2 fios
Potência reativa (VA)2 – W2
var i=(VAi)2 – Wi2 i = 1,2,3 Σvar = var 1+var 2+var 3
25
Diagramas de ligação Abaixo temos alguns diagramas básicos de ligação, ilustrando como realizar todas as configurações possíveis de ligação para o 2480E. Temos relacionado os sistemas: 1 – monofásico 2 fios 2 – monofásico 3 fios 3 – trifásico com 3 fios e 2 elementos 4 – trifásico com 4 fios e 2½ elementos 5 – trifásico com 3 fios e 2½ elementos 6 – trifásico com 4 fios e 3 elementos
1φ2F – 1 elemento; 1φ3F – 2 elementos; 3 φ3F – 2 elementos; 3 φ4F – 2½ elementos; 3 φ3F – 2½ elementos; 3 φ4F – 3 elementos.
Caso não se utilize TPs e TCs, o 2480E permite que a ligação seja feita diretamente em seus bornes, respeitando-se a tensão máxima de Fase-Fase Fase - Neutro de acordo com o modelo escolhido, bem como corrente máxima . Chaves dip-switch localizadas no painel do 2480E.
TIPO DE CIRCUITO 1Ø 2 F ( 1 ELEMENTO )
1 2 3 4 5 6 7 8 ON
1Ø 3 F ( 2 ELEMENTOS ) 3Ø 3 F ( 2 ELEMENTOS ) 3Ø 4 F ( 2½ ELEMENTOS ) 3Ø 3 F ( 2½ ELEMENTOS ) 3Ø 4 F ( 3 ELEMENTOS )
26
TC1
TP1
1 P 1 P 2 P 2 P 3 P 3 P
e e d d l o a a ã n d i a s r n m e r t t e n T e
T c e o r m r r i e n n a t l e d e
I 1 L I 1 C I 2 L I 2 C I 3 L I 3 C
TC1 TC2 TP1 TP2
1 P 1 P 2 P 2 P 3 P 3 P
e e d d l o a a ã n d i a s r n m e r t t e n T e
T c e o r m r r i e n n a t l e d e
I 1 L I 1 C I 2 L I 2 C I 3 L I 3 C
TC1 TC2
TP2
TP1
1 P 1 P 2 P 2 P 3 P 3 P
e e d d l o a a ã n d i a s r n m e r t t e n e T
T c e o r m r r i e n n a t l e d e
I 1 L I 1 C I 2 L I 2 C I 3 L I 3 C
27
TC1 TC2 TC3
TP1
TP2
1 P 1 e e P d - l d o 2 a a ã P n s i d 2 a r n P m e t t - r 3 e n P T e 3 P
T c e o r m r r i e n n a t l e d e
I 1 L I 1 C I 2 L I 2 C I 3 L I 3 C
TC1 TC2 TC3
TP1
TP2
1 P 1 e e P d d - l o 2 a a ã P n d i a s 2 r n P m e t - r n t 3 e e P T 3 P
T c e o r m r r e i n n a t l e d e
I 1 L I 1 C I 2 L I 2 C I 3 L I 3 C
TC1 TC2 TC3
TP3
TP2
TP1 1 P 1 e e P d d - l o 2 a a ã P n d i a s 2 r n P m e t - r n t 3 e P T e 3 P
T c e o r m r r n i e n a t l e d e
I 1 L I 1 C I 2 L I 2 C I 3 L I 3 C
Quando utilizar um TC externo, nunca abra o secundário do TC com o mesmo conectado e energizado, além do faíscamento e aquecimento excessivo dos terminais, ocorre grande risco de choque elétrico, por alta tensão.Utilize a chave de aferição para manusear o circuito de corrente. Utilize um fio adequado à capacidade de corrente do seu TC. 28
Tabela de Conversão decimal x hexadecimal D = valor decimal
H = valor hexadecimal
D
H
D
H
D
H
D
H
D
H
D
H
D
H
01
01
41
29
81
51
121
79
161
A1
201
C9
241
F1
02
02
42
2A
82
52
122
7A
162
A2
202
CA
242
F2
03
03
43
2B
83
53
123
7B
163
A3
203
CB
243
F3
04
04
44 2C
84
54
124
7C
164
A4
204 CC
244
F4
05
05
45 2D
85
55
125
7D
165
A5
205 CD
245
F5
06
06
46
2E
86
56
126
7E
166
A6
206
CE
246
F6
07
07
47
2F
87
57
127
7F
167
A7
207
CF
247
F7
08
08
48
30
88
58
128
80
168
A8
208
D0
248
F8
09
09
49
31
89
59
129
81
169
A9
209
D1
249
F9
10
0A
50
32
90
5A
130
82
170
AA
210
D2
250
FA
11
0B
51
33
91
5B
131
83
171
AB
211
D3
251
FB
12 0C
52
34
92 5C
132
84
172 AC
212
D4
252 FC
13 0D
53
35
93 5D
133
85
173 AD
213
D5
253 FD
14
0E
54
36
94
5E
134
86
174
AE
214
D6
254
FE
15
0F
55
37
95
5F
135
87
175
AF
215
D7
255
FF
16
10
56
38
96
60
136
88
176
B0
216
D8
17
11
57
39
97
61
137
89
177
B1
217
D9
18
12
58
3A
98
62
138
8A
178
B2
218
DA
19
13
59
3B
99
63
139
8B
179
B3
219
DB
20
14
60 3C
100
64
140
8C
180
B4
220 DC
21
15
61 3D
101
65
141
8D
181
B5
221 DD
22
16
62
3E
102
66
142
8E
182
B6
222
DE
23
17
63
3F
103
67
143
8F
183
B7
223
DF
24
18
64
40
104
68
144
90
184
B8
224
E0
25
19
65
41
105
69
145
91
185
B9
225
E1
26
1A
66
42
106
6A
146
92
186
BA
226
E2
27
1B
67
43
107
6B
147
93
187
BB
227
E3
28 1C
68
44
108
6C
148
94
188 BC
228
E4
29 1D
69
45
109
6D
149
95
189 BD
229
E5
30
1E
70
46
110
6E
150
96
190
BE
230
E6
31
1F
71
47
111
6F
151
97
191
BF
231
E7
32
20
72
48
112
70
152
98
192
C0
232
E8
33
21
73
49
113
71
153
99
193
C1
233
E9
34
22
74
4A
114
72
154
9A
194
C2
234
EA
35
23
75
4B
115
73
155
9B
195
C3
235
EB
36
24
76 4C
116
74
156
9C
196
C4
236
EC
37
25
77 4D
117
75
157
9D
197
C5
237
ED
38
26
78
4E
118
76
158
9E
198
C6
238
EE
39
27
79
4F
119
77
159
9F
199
C7
239
EF
40
28
80
50
120
78
160
A0
200
C8
240
F0
29
