Burkert 8703 Operating Instructions Manual

Operating Instructions

Bedienungsanleitung

Instructions de Service

Types 8626 / 8710 / 8711 / 8712 / 8713 / 8716

Mass Flow Controller (MFC)

Types 8006 / 8700 / 8701 / 8702 / 8703 / 8706

Mass Flow Meter (MFM)

We reserve the right to make technical changes without notice.

Technische Änderungen vorbehalten.

Sous resérve de modification techniques.

© 2002 Bürkert Werke GmbH & Co. KG

Operating Instructions

00702/10_EU-ml_00804577

MassFlowController (MFC)

Types 8626 / 8710 / 8711 / 8712 / 8713 / 8716

MassFlowMeter (MFM)

Types 8006 / 8700 / 8701 / 8702 / 8703 / 8706

GENERAL NOTES

......................................................................................................................................

5

Symbols

.........................................................................................................................................................

5

Safety notes

................................................................................................................................................

5

Protection from damage by electrostatic charging

................................................................

6

Scope of delivery

......................................................................................................................................

6

Warranty conditions

................................................................................................................................

6

SYSTEM DESCRIPTION

.........................................................................................................................

7

Type systematics

.....................................................................................................................................

7

General function

.......................................................................................................................................

8

Sensors

.........................................................................................................................................................

9

Thermal measurement principle

.................................................................................................

9

Inline sensor (Types 8626 / 8006 / 8716 / 8706)

............................................................

10

Bypass sensor in conventional technology "capillary"

(Types 8710 / 8700)

......................................................................................................................

11

Bypass sensor in CMOSens® technology

(Types 8713 / 8703 / 8712 / 8702 / 8711 / 8701)

............................................................

12

Control electronics

................................................................................................................................

13

Proportional valve

..................................................................................................................................

14

TECHNICAL DATA

...................................................................................................................................

17

Type 8626 / 8006 MASS FLOW INLINE

...................................................................................

18

Type 8710 / 8700 MASS FLOW CMOSens®

........................................................................

19


........................................................................

20


........................................................................

21


........................................................................

22

Type 8716 / 8706 MASS FLOW INLINE

...................................................................................

23

MFC/MFM - 3

ASSEMBLY, INSTALLATION AND COMMISSIONING

......................................................

24

Dimensional drawings

..........................................................................................................................

24

General notes on installation and operation

............................................................................

28

Operation with additional isolation valve

...............................................................................

29

Mechanical and fluidic installation

.................................................................................................

29

Fluidic connections

..........................................................................................................................

29

Assembly of clamping ring screw joints

...............................................................................

30

Electrical connections

..........................................................................................................................

30

Connection configuration Type 8626 / 8006

.......................................................................

31


.....................................................................

32


.......................................................................

33


.......................................................................

34


.......................................................................

35


.......................................................................

36

Inputs / outputs

........................................................................................................................................

37

Setpoint input

.......................................................................................................................................

37

Process value output

......................................................................................................................

37

Bus connection

..................................................................................................................................

38

LEDs to indicate the operating mode (default configuration)

....................................

38

Binary inputs (default configuration)

.......................................................................................

38

Binary outputs (default configuration)

....................................................................................

39

Applicationspecific settings of binary inputs and outputs

...........................................

39

Operating modes of the MFC

..........................................................................................................

41

Standard control operation

..........................................................................................................

41

Autotune routine

.................................................................................................................................

41

Safety function

....................................................................................................................................

42

Setpoint profile

....................................................................................................................................

42

Control operation

...............................................................................................................................

42

Operating modes of the MFC

....................................................................................................

43

MAINTENANCE

..........................................................................................................................................

44

MALFUNCTION / TROUBLESHOOTING

..................................................................................

45

APPENDIX A: ACCESSORIES (ELECTRICAL)

.....................................................................

47

APPENDIX B: ACCESSORIES (FLUIDIC)

.................................................................................

48

APPENDIX C: MassFlowCommunicator (PC SOFTWARE)

........................................

49

4 - MFC/MFM

GENERAL NOTES

Symbols

The following symbols are used in these operating instructions: marks a work step that you must carry out.

ATTENTION!

marks notes on whose non-observance your health or the functioning of the device will be endangered.

NOTE

marks important additional information, tips and recommendations.

Use according to the instruction

ATTENTION!

The use according to the instructions expecially includes the media quality. Contaminated media and media containing particles influences the accuracy. Liquid media entering the sensor area, can affect the sensor and the function of the

MFC / MFM.

In this cases you have to install applicable maintenance units like filters, liquid precipators etc..

The device only must be used with the parameters specified in the chapter

"Technical Data" and on the device label.

Read the chapter of the operating instructions very carefully an pay attention to the requirements in the safety notes.

Follow the instructions in the single chapters and observe the safety notes. Not following the instructions and the safety notes, causes a lapse of liability claim.

Safety notes

• Keep to standard engineering rules in planning the use of and operating the device!

• Installation and maintenance is only allowed by specialist personnel using suitable tools!

• Observe the current regulations on accident prevention and safety for electrical devices during operation and maintenance of the device!

• Before interfering with the system, always switch off the voltage!

• Take suitable precautions to prevent unintended operation or damage by unauthorized action!

• On non-observance of this note and unauthorized interference with the device, we will refuse all liability and the guarantee on device and accessories will become void!

MFC/MFM - 5

Protection from damage by electrostatic charging

This device contains electronic components that are sensitive to electrostatic discharge (ESD). Contact to electrostatically charged persons or objects will endanger these components. In the worst case, they will be immediately destroyed or will fail after commissioning.

ATTENTION

EXERCISE CAUTION ON

HANDLING!

ELECTROSTATICALLY

SENSITIVE COMPONENTS/

MODULES

Observe the requirements of EN 100 015 - 1 in order to minimize the possibility of, or avoid, damage from instantaneous electrostatic discharge. Also take care not to touch components that are under supply voltage.

Scope of delivery

Immediately after receipt of the delivery, make sure the contents agree with the stated scope of delivery. The latter comprises:

• MFC or MFM Type 8626, 8006 or 87xx

• Operating Instructions (possibly on data carrier)

• in the case of bus devices, supplements to the Operating Instructions

(possibly on data carrier)

• Report of final testing / calibration

The plug connectors matching the electrical interfaces of the MFC may be obtained as accessories.

In case of irregularities, please contact at once our Customer Center:

Bürkert Fluid Control Systems

Customer Center

Chr.-Bürkert-Str. 13-17

D-76453 Ingelfingen

Tel. : (+49)7940-10111

Fax: (+49)7940-10448

E-mail: [email protected]

or your Bürkert Distributor.

Warranty conditions

Bürkert grants a warranty on the proper functioning of the MFC or MFM for one year, provided that the device is used as intended and that the specified conditions fo use are complied with.

If the device does not function perfectly, it will be repaired or exchanged within the warranty term free of charge.

ATTENTION!

The warranty extends only th the MFC or MFM and its components, not however to consequential damage of any kind caused by failure or malfunction of the device.

6 - MFC/MFM

SYSTEM DESCRIPTION

Type systematics

These Operating Instructions contain information for the following Mass Flow

Controllers (MFC) and Mass Flow Meters (MFM) from the Bürkert product range:

Type no.

Type End value range

Q nom

(l

N

/min) referred to air

/ N

2

25 ... 1500

Sensor Remarks

8626

8006

MFC

MFM 25 ... 1500

Inline

Inline for devices from

Jan. 2003 1) for devices from

Jan. 2003

1)

8716 MFC

8706 MFM

8713 MFC

8703 MFM

8712 MFC

8702 MFM

8711 MFC

8701 MFM

8710 MFC

8700 MFM

25 ... 500

25 ... 1500

0.02 ... 50

0.02 ... 50

0.02 ... 50

0.02 ... 50

0.02 ... 50

0.02 ... 50

0.005 ... 1

0.005 ... 1

Inline

Inline

Bypass / CMOSens ®2)

Bypass / CMOSens ®

Bypass / CMOSens

®

Bypass / CMOSens

®

Bypass / CMOSens

Bypass / CMOSens

Bypass / Capillary

Bypass / Capillary

®

®

1 ) Please observe in this connection the note on the device types 8626 / 8006 in the section Connection

Configuration Type 8626/8006.

2 ) CMOSens ® is a registered trademark of Sensirion AG (Switzerland)

MFC/MFM - 7

General function

The MFCs of Types 8626 / 8716 / 8713 / 8712 / 8711 / 8710 are compact devices with which the mass flow of gases is controlled. They control to a preset setpoint value, independent of disturbances such as pressure variations or flow resistances that vary with time, e.g. as a result of filter contamination.

The MFCs contain the components flow rate sensor (Q sensor), electronics (with the functions signal processing, control and valve drive), and a proportional solenoid valve as the servo component.

x out y w x d

=w-x x controller p

Q sensor servo component

Fig.: Components of a Mass Flow Controller

The setpoint value (w) is set electrically via a standard signal or a field bus. The process value (x) measured by the sensor is compared in the controller with the setpoint value. The correcting variable is sent as a plus-width modulated voltage signal to the servo component. The pulse-duty factor of the voltage signal is varied according to the control deviation determined.

The process value, in addition, is sent out via an analog electrical interface or a field bus and is available to the user for monitoring purposes or further evaluation

(e.g. calculation of consumption by integration).

The thermal measurement principle guarantees that the MFCs control to the required mass flow to a large extent independently of pressure and temperature variations in the respective application.

The MFMs, in contrast to the corresponding MFCs, do not have a proportional valve, so that these devices can only be used to measure the mass flow and not to control it. The characteristics of the other components, described in the following, in particular the sensors, are identical with those of the MFCs.

8 - MFC/MFM

Sensors

Thermal measurement principle

The flow sensors employed work on a thermal (anemometer) measurement principle.

They measure in each case the product of density an flow velocity and thus deliver a signal related to the quantity of material flowing. For most applications the relevant quantity mass flow is directly determined thereby, without additional measurement of secondary quantities, such as density, and the signal can be further processed in the controller as the process value

1)

.

Depending on the flow rate range and the intended market for the devices, the individual types contain sensors with three different variants of flow rate measurement. In the following, the functioning and associated characteristics of these sensors are briefly described.

NOTE

Please take into account that the relative sensitivity for different gases differs for the three measurement principles and any correction factors existing for one operating gas to another are in no case transferable between sensor variants.

1 )

It is true that the units generallly used for characterizing the measurement range, „l

N

/min“ or „m

N

3 dimensions "volume/time", but because of the reference to a standard state (here p=1013 mbar and

/h“ , have the

T=273 K), we are actually dealing with mass flow rates specific to gas types. These are obtained (e.g. in „kg/h“) by multiplication of the standard volumetric flow rate by the density of the operating gas in the standard state

ρ

N

.

MFC/MFM - 9

Inline sensor (Types 8626 / 8006 / 8716 / 8706)

This sensor works as a hot-film anemometer in the so-called CTA (Constant

Temperature Anemometer) mode. Two resistors with exactly defined temperature coefficients in the medium flow form a resistance bridge with three resistors situated outside the flow.

The first resistor in the medium flow (R

T second, lower resistance resistor (R

S

) measures the fluid temperature; the

) is always heated to maintain its temperature a certain amount above that of the medium. The heating current required is a measure of the heat dissipation by the flowing gas and represents the primary measurement value.

Suitable flow conditioning inside the MFC or MFM and calibration with high-quality flow standards guarantee that the quantity of gas flowing per unit time can be derived with high precision from the primary signal.

sensor with electronics

R

2

R

1

PID

I s

R

K gas flow

R

T

R s prefilter flow conditioning

Fig.: Functional diagramm of the Inline sensor

Direct medium contact by the resistors R

T

and R

S

in the main flow assure excellent dynamics for the devices with response times of a few hundred miliseconds on sudden changes in the setpoint or process value. Owing to the arrangement of the resistors on a glass support lying tangential to the flow, the sensor is only slightly prone to contamination. The measurement range of the

Inline sensor is limited at the bottom end by instrinsic convection in the flow channel, which also occurs when the control valve is closed. It is hece unsuitable for devices whose working range must extend to flow rates below ca. 1 l

N

/min.

The signal from intrinsic convection in the flow channel depends on the installation position of the device. In order that high precision can be obtained at low flow rates, the actual installation position should be identical to that specified on ordering 1) . For the same reason, the operating pressure should not differ too much from the calibration pressure.

1 ) The device is calibrated in the installation position stated in the questionnaire to be found in the Annex to the Data

Sheet.

10 - MFC/MFM

Bypass sensor in conventional technology "capillary"

(Types 8710 / 8700)

Measurement is also on the bypass principle. A laminar flow element in the main channel generates a small pressure drop. This drives a small flow proportional to the main flow through the actual sensor tube.

On this narrow tube are wound two heater resistors which are connected in measuring bridge. In the zero-flow state, the bridge is balanced, but with finite flow, heat is transported in the flow direction and the bridge becomes unbalanced.

sensor tube gas flow

Gas

N

2

Air

O

2

H

2

Ar

He

CO

2 prefilter

Fig.: Schematic diagram of bypass measurement

The dynamics of the measurement are determined by the tube walls, which act as a thermal barrier. They are hence significantly poorer, on principle, than with sensors having resistor placed directly in the medium flow. Through use of suitable software in the controller, correction times are obtained that are adequate for a large part of the applications (in the range of a few seconds).

With contaminated media, we recommend installing filter elements upstream. This avoids changes in the division ratio between main flow and sensor tube, as well as changes in the head transmission chaused by deposits on the walls.

With these sensors, even aggressive gases can be controlled, since all essential parts in contact with the medium are fabricated in stainless steel. With this sensor prinziple it is also possible to convert between different gases. A choice of some gases are listed in the table below, others on request. Q(gas) = f x Q (N

2

).

Factor f

1.00

1.00

0.99

1.01

1.4

1.41

0.76

By using the gas factors it is possible that the accuracy is not within the datasheet specification. For applications which need high accuracy it is recommended to calibrate under application conditions.

MFC/MFM - 11

Bypass sensor in CMOSens

®

technology

(Types 8713 / 8703 / 8712 / 8702 / 8711 / 8701)

In this technology, the mass flow is measured in a specially shaped flow channel whose wall contains at one point a Si chip with a membrane that has been formed by etching. To this membrane are applied, in CMOSens

®

technology, a heating resistor and two temperature sensors, arranged symmetrically upstream and downstream of the heater.

When the heating resistor is fed with a constant voltage, the voltage difference between the temperature sensors is a measure of the mass flow of the gas flowing in the channel over the chip.

gas flow sensor element heater T sensors

Fig.: Schematic diagram of the bypass sensor in CMOSens ® technology

The cross-section of the flow channel is small enough that an adequate measurement signal is generated already at flow rates of less than 1 cm

N

3 /min.

The upper measurement limit is reached when the originally laminar flow in the channel becomes turbulent. Higher flow ranges can be obtained by placing a bypass element in a larger channel which is connected in parallel. When the division ratio remains constant, measurement of the partial flow, after suitable calibration, allows the total flow to be calculated.

The low thermal mass of the temperature sensors and their direct contact with the flow (apart from a protective layer) result in a very fast reaction of the sensor signal to spontaneous changes in the flow. In this way, the MFC can compensate changes in the setpoint or process value within a few 100 ms. Moreover, the sensor has a high sensitivity down to the smallest flow rates as well as additional correction and diagnostic possibilities via the signal from a further temperature sensor on the chip.

12 - MFC/MFM

Control electronics

Processing of the setpoint and actual flow signals, and drive of the actuator are carried out by a microprocessor.

The sensor signal is filtered by the control electronics and with the aid of the calibration curve stored in the device, converted to a value corresponding to actual flow rate.

In order that critical process, in which a too great flow change is not permitted, can also be controlled, a ramp function can be activated via the software

"MassFlowCommunicator" (see Appendix C). Here the parameters for rising and sinking setpoinds can be set separately. Further details on the ramp function can be taken from the software documentation.

Actuating signal:

actuating signal xd

=

= setpoint

w -

process value

x

The actuating signal is processed according to a PI algorithm.

The control parameters are set in the factory according to type. In order to take into account the characteristics of the controlled member, the controller works with member-dependent amplification factors. During the running of the Autotune routine, these are determined automatically.

In the device a parameter is stored with which the control dynamics can be altered with the software "MassFlowCommunicator". Its extreme values correspond on the one hand to very rapid correction, whereby overswing is possibly accepted, and on the other hand to a slow asymptotic correction to the desired flow rate. The first can lead to immediate reaction of the controller to very small actuating signals, whereby the control can become very unsteady. With less dynamic processes, the controller behaviour can be damped, so that small variations in the process value or setpoint are corrected only slowly.

As the correcting variable, a pulse-width modulated (PWM) signal is sent to the proportional valve. The frequency of this signal is adapted to the respective valve.

To assure the tight-closing function of the valve, zero-point switch-off is built in.

This becomes active if the following conditions simultaneously occur:

and setpoint process value

< 2 % of nominal flow

< 2 % of nominal flow

1)

With the zero-point switch-off activated, the PWM signal is set to 0 %, so that the valve closes completely.

1 )

With types 8711 / 8712 / 8713 higher control ranges on request.

MFC/MFM - 13

Depending on the version of the device, the setpoint is set either via the standard signal input as an analog signal, or digitally via the field bus interface. Independent of the control status, the flow rate measured by the sensor is sent as an analog signal via the standard signal input or digitally via the field bus interface.

In order to obtain a dynamic or a more sluggish process value output signal, the degree of filtering of the output signal can be adjusted with the software

"MassFlowCommunicator".

Proportional valve

In all MFC series, the servo elements used are linear-armature proportional valves from the Bürkert valve range. Design measures, especially with the valves in the MFC for low flow rate (Types 8710 / 8711 / 8712 / 8713), assure low-friction guidance of the moving armature. In combination with the PWM drive, this assures a continuous, largely linear characteristic curve as well as high response sensitivity. Both are important for optimal functioning in the closed control loop of the MFC.

The nominal diameters of the valves are determined from the required nominal flow rate Q nom

, the pressure conditions in the application and the density of the operating gas.

The manufacturer selects a proportional valve on the basis of these data whose flow coefficient k

Vs enables a maximum flow rate of at least the required nominal flow rate under the specified pressure conditions, according to flow equations: a) for subcritical flow (p

2

> p

1

/2) :

Q max

= 514 *

∆

p

ρ

N

*

p

2

*

T

1

* k

Vs

> Q nom

(1) or b) for supercritical flow (p

2

< p

1

/2) :

Q max

= 257 *

ρ

N

1

*

T

1

* p1* k

Vs

> Q nom

(2)

Where the pressures p

1

and p

2

in equations (Gl.) (1) and (2) refer to measurement points directly before and after the MFC.

The pressures before and after the MFC are often unknown, only the inlet and outlet pressures p p

2

*

1

*

and p

2

*

for the overall system. A part of the pressure drop p

occurs over other flow resistances (isolation valves, nozzles, piping, filters, etc.) whose flow coefficient may be collected together in a variable k

Va

.

1

*

-

14 - MFC/MFM

In this case, in analogy to equations (1) and (2), one first determines from the desired nominal flow rate Q nom

and the pressures p

1 coefficient of the overall system k

Vges

* and p

2

* , the minimum flow

. Via the relationship

⎟

2

2 2

(3)

k

Vges k

Vs k

Va

which describes series connection of the resistances of the MFC (k

Vs system (k

Va

), one can determine, with known k

Va

, the required k

Vs

) and the

value of the

MFC or the nominal diameter of the servo element. This will be greater than if the other flow resistances were not present.

The so-called valve authority

ψ

=

( )

( )

V

0

0 =

[

k

Va

2

k

Vs

2

+

k

Vs

2

]

(4) is important for the control characteristics of the MFC in the system. It should not be less than 0.3 ... 0.5.

Meaning of the symbols in the equations: k

Vges k

Va flow coefficient of the system with MFC installed flow coefficient of the system with MFC not installed (to be determined by

"short-circuiting" the piping at the point of installation) k

Vs

ρ

N flow coefficient of the MFC with fully opened servo element in [m³/h] density of the medium in [kg/m 3 ] under standard conditions (1013 mbar,

273 K) temperature of the gas in K T

1 p

1

, p

2 absolute pressures in [bar] before and after the MFC

∆p = p

1

- p

2

Q max

Q nenn maximum flow rate of the valve in [l maximum flow rate of the MFC in [l the setpoint has been made

N

N

/min]

/min] when correction to 100 % of

(

∆p)

0 pressure drop over the entire system

(

∆p)

V0 fraction of the pressure drop occurring over the MFC with the valve fully open

MFC/MFM - 15

NOTE

The system must not be dimensioned so closely with regard to the flow coefficient (k

Va

) that at the desired flow rate, the major part of the available pressure drop is used up there, and then the nominal valve diameter of the MFC is chosen so great (k

Vs

>> k

Va

) that only the small remaining part of the pressure is dropped over the MFC. In this case, the valve authority would be too small and only a small part of the working range of the valve utilized. That could be greatly detrimental in general to the resolution and control performance.

If the system has been dimensioned „to closely“, increasing the nominal diameter of the MFC valve does not help. In this case an increase either in the admission pressure or the k

Va

value should be made, e.g. by increasing the pipe diameter, to keep the valve authority within the permitted range.

When the device is operated within the specified pressure range, the proportional valve assumes the functions of both control and tight closure.

16 - MFC/MFM

TECHNICAL DATA

Environmental tests

• Temperature cycles to EN 60068-2-14, Nb and EN 60068-2-33

• Head and humidity to EN 60068-2-38, Z/AD

• Shocks to EN 60068-2-27

• Vibration to EN 60068-2-6

• IP protection type to EN 60529

• Free fall to EN 60068-2-32

• UPS fall test to DIN ISO 2248 and DIN ISO 2206

Electromagnetic compatibility (EMC)

All devices are CE conforming for industrial use and have passed the associated

EMC tests to

EN 50081-2:03/94 „Basic engineering standard for interference emission;

Part 2: Industrial domain“

EN 50082-2:02/96 „Basic engineering standard for interference resistance;

Part 2: Industrial domain“.

Communications interface

RS232: direct connection to PC via RS232 adapter, communication with special software (MassFlowCommunicator – siehe Appendix C).

With 8711 / 8701, 8713 /8703 and 8710 / 8700, an external inferface driver is necessary (integrated in adapter for these types - see

Appendix A).

RS485: connection via RS485 adapter (excerpt types 8713 / 8703)

BUS: Profibus DP or DeviceNet connection (bus devices only)

Seal material

FKM (other materials on request)

The compatibility of the seal material with the usual operating media can be taken from the Bürkert stability tables.

ATTENTION!

The data given in this table are provided for information and cannot replace own tests under the actual operating conditions. In particular, no guarantee for medium compatibility can be derived thereform.

MFC/MFM - 17

Type 8626 / 8006 MASS FLOW INLINE

Full scale range (Q nom

)

Operating media

25 to 1500 I

N

/min (N

2

equivalent) neutral, not-contaminated gases, others on request max. operating pressure 10 bar, depending on nom. valve diameter

Calibration medium operating gas or air

Medium temperature

Ambient temperature

Measurement accuracy

(after 15 min. warm-up)

-10 to + 70 °C

-10 to + 45 °C

± 1.5 % of Rdg. ± 0.3 % of F.S.

Linearity

Reproducibility

Control range / Span

± 0.25 % of F.S.

± 0.1 % of F.S.

1 : 50

Settling time (T

95%

)

Operating voltage

< 500 ms

24 V DC ± 10 %; residual ripple < 5 %

Connection cross-section min. 0.5 mm² (0.75 mm² for valve Type 2836)

Power consumption 20 W - max. 50 W (Type 8626,dep. on Valve)

22.5 W - max. 52.5 W (Type 8626 bus, dep. on valve)

10 W (Type 8006)

12.5 W (Type 8006 bus)

Electrical isolation

Setpoint setting

(to be chosen)

Resolution

Input impedance

(voltage input)

Input impedance

(current input) yes

0 - 10 V

0 - 5 V

0 - 20 mA

4 - 20 mA

2.5 mV or 5 µA

> 20 kOhm

< 300 Ohm

3 binary inputs


(to be chosen)

Resolution low-activated, connect to GND to activate

0 - 10 V

0 - 5 V

0 - 20 mA

4 - 20 mA

10 mV or 20 µA

max. current (volt. outp.) 10 mA

max. burden (curr. outp.) 600 Ohm

2 relay outputs potential-free changeover 60 V, 1 A, 60 VA

Connections 8-pole socket

15-pole SUB-HD socket

9-pole SUB-D socket (bus version only)

Type of protection

Housing material

Cover material

Installation position

IP 65 (with the specified plug connectors) aluminium (anodized) or stainless steel 1.4305

aluminium diecasting, painted horizontal or vertical

18 - MFC/MFM

Type 8710 / 8700 MASS FLOW CMOSens

®


)

Operating media max. operating pressure

(inlet)

Calibration medium

Medium temperature

Ambient temperature



Linearity

Reproducibility


0.005 to 1.0 I

N operating gas or air with conversion factor

-10 to + 70 °C

-10 to + 50 °C

/min (N

2

equivalent) neutral, not-contaminated gases, others on request

10 bar (145 psi), depends on valve orifice

± 1.5 % of Rdg. ± 0.3 % of F.S.

± 0.25 % F.S.

± 0.1 % F.S.

1 : 50

Settling time (T

95%

)

Power supply

< 3 sec.


Connection cross-section min. 0.25 mm² (better 0.5 mm²)

Power consumption max. 6.5 W (dep. on value) / max. 9 W (fieldbus version) no Electrical isolation

Setpoint setting

(to be chosen)

0 - 10 V

0 - 5 V

0 - 20 mA or 4 - 20 mA

Resolution

Input impedance

(voltage input)

Input impedance

(current input)

2.5 mV or 5 µA

> 20 kOhm

< 300 Ohm

2 binary inputs


(to be chosen) low-activated, connected to GND to activate

0 - 10 V

0 - 5 V

0 - 20 mA or 4 - 20 mA

10 mV or 20 µA

10 mA

Resolution

max. voltage

(voltage output)

max. burden

(current output)

2 Relay output

Connection

600 Ohm potential-free changeover 25 V, 1 A, 25 VA

15-pole Sub-D-plug

5-pole M12 plug (only with DeviceNet)

5-pole M12 socket (only with Profibus DP)

IP 50 Type of protection

Housing material / Cover material


Aluminium or stainless steel / PBT horizontal or vertical

MFC/MFM - 19


®


)

Operating media max. operating pressure

(inlet)

Calibration medium

Medium temperature

Ambient temperature



Linearity

Reproducibility


Settling time (T

95%

)

0.02 to 50 l

N

/ min (N

2

equivalent) neutral, non-contaminated gases, others on request

10 bar (145 psi), depends on valve orifice operating gas or air with conversion factor

-10 to + 70 °C

-10 to + 50 °C

± 0.8 % of Rdg. ± 0.3 % F.S.

± 0.1 % F.S.

± 0.1 % F.S.

1:50, higher span on request

< 300 ms

Power Supply 24 V DC, ± 10 %; residual ripple < 5%

Connection cross-section min. 0.25 mm

2

(better 0.5 mm

2

)

Power consumption


Setpoint setting

(to be chosen) max. 13 W (dep. on valve) no

0 - 10V

0 - 5 V

0 - 20 mA or 4 - 20 mA

Resolution

Input impedance

(voltage input)

Input impedance

(current input)

2 binary inputs


(to be chosen)

2.5 mV or 5 µA

> 20 kOhm

< 300 Ohm

Low-activated, connected to GND to activate

0 - 10V

0 - 5 V

0 - 20 mA or 4 - 20 mA

Resolution

Max. voltage

(voltage output)

max. Burden

(current output)

1 Relay output

Connection

Type of protection

Housing material /

Cover material


10 mV or 20 µA

10 mA

600 Ohm

Potential-free changeover 25 V, 1 A, 25 VA

15-pole Sub-D-Socket

5-pole M12 plug (only with DeviceNet)

5-pole M12 socket (only with Profibus DP)

IP 50

Aluminium or stainless steel / sheet steel, chrome plated or PBT horizontal or vertical

20 - MFC/MFM


®

Full scale range (Q

Operating media nom

) max. operating pressure

Calibration medium

Medium temperature

Ambient temperature



Linearity

Reproducibility


Setting time (T

95%

)

Operating voltage

Connection cross-section

Power consumption

0.02 to 50 l

N

/min (N

2 equivalent) neutral, non-contaminated gases, others on request

10 bar, depending on nom. valve diameter operating gas or air

-10 to + 70 °C

-10 to + 50 °C

± 0.8 % of Rdg. ± 0.3 % of F.S.

± 0.1 % of full scale

± 0.1 % of full scale

1 : 50; higher span on request

< 300 ms


Setpoint setting

(to be chosen)

24 V DC ± 10 %; residual ripple < 5 % min. 0.25 mm² (better 0.5 mm²) max. 6.5 W (Type 8712) max. 9 W (Type 8712 bus)

2.5 W (Type 8702)

5 W (Type 8702 bus) yes

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA

Resolution

Input impedance

(voltage input)

2.5 mV or 5 µA

> 20 kOhm

Input impedance

(current input)

3 binary inputs

Type of protection

Housing material

Cover material


< 300 Ohm


(to be chosen) low-activated, connect to GND to activate

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA

10 mV ou 20 µA Resolution

max. current (voltage outp.) 10 mA


2 relay outputs

Connections potential-free changeover 60 V, 1 A, 60 VA

8-pole socket



IP 65 (with the specified plug connectors) stainless steel 1.4305

PBT horizontal or vertical

MFC/MFM - 21


®


)

Operating media

Max. operating pressure

(inlet)

Calibration medium

Medium temperature

Ambient temperature



Linearity

Repeatability

Control range/ Span

Settling time (T

95%

)

Power Supply

0.02 to 50 l

N

/min (N

2

equivalent) neutral, non-contaminated gases, others on request

10 bar (145 psi), depends on valve orifice

Operating gas or air with conversion factor

-10 to + 70 °C

-10 to + 50 °C

± 0.8 % of Rdg. ± 0.3 % F.S.

± 0.1 % F.S.

± 0.1 % F.S.

1 : 50; higher span on request

< 300 ms


Connection cross-section min. 0.25 mm² (better: 0.5 mm²)

Power consumption

Electrical isolation max. 6.5 W yes

Setpoint setting

1 binary input


1 relay output

Digital communication via RS 485

Low-activated, connected to GND to activate

Digital communication via RS 485

Potential-free changeover 25 V, 1 A, 25 VA

Connections

Type of protection

Housing material

/ Cover material


9-pole Sub-D-plug

IP 50

Aluminium or stainless steel 1.4305 / sheet steel, chrome plated horizontal or vertical

22 - MFC/MFM

Type 8716 / 8706 MASS FLOW INLINE


)

8706

8716

Operating media

25 to 1500 l

N

/min (N

2 equivalent)

25 to 500 l

N

/min (N

2 equivalent) neutral, non-contaminated gases, others on request max. operating pressure 10 bar, depending on nom. valve diameter

Calibration medium

Medium temperature operating gas or air with conversion factor

-10 to + 70 °C

Ambient temperature



-10 to + 45 °C

± 1.5 % of Rdg. ± 0.3 % F.S.

Linearity

Reproducibility


Settling time (T

95%

)

± 0.25 % F.S.

± 0.1 % F.S.

1 : 50

< 500 ms

Operating voltage 24 V DC ± 10 %; residual ripple < 5 %

Connection cross-section min. 0.5 mm²

Power consumption

20 W - max. 30 W (Type 8716 dep. on valve)

22.5 W - max. 32.5 W (Type 8716 bus,dep. on valve)

10 W (Type 8706)

12.5 W (Type 8706 bus)


Setpoint setting

(to be chosen) yes

0 - 10 V, 0 - 5 V, 0 - 20 mA,

4 - 20 mA

Resolution

Input impedance

(volt. inp.)

Input impedance

(curr. inp.)

3 binary inputs


(to be chosen)

2.5 mV or 5 µA

> 20 kOhm

< 300 Ohm low-activated, connect to GND to activate

0 - 10 V

0 - 5 V

0 - 20 mA

4 - 20 mA

Resolution 10 mV or 20 µA

max.current (volt. outp.) 10 mA


2 relay outputs potential-free changeover 60 V, 1 A, 60 VA

Connections 8-pole socket



Type of protection

Housing material

Cover material


IP 65 (with the specified plug connectors) aluminium (anodized) or stainless steel 1.4305

PBT horizontal or vertical

MFC/MFM - 23

ASSEMBLY, INSTALLATION AND COMMISSIONING

Dimensional drawings

Fig.: Type 8626 / 8006 MASS FLOW INLINE (version with proportional valve 6022 and standard sensor body)

2 x M 4 - 6 deep

87

Bus version 12

107

12

Bus version

16,5

Bus version

Fig.: Type 8710 / 8700 MASS FLOW CAPILLARY / Type 8711/8701 MASS FLOW CMOSens

®

24 - MFC/MFM

Fig.: Type 8711 / 8701 MASS FLOW CMOSens

®

(with steel sheet housing)

M4 - 6 deep

M4 - 6 deep

150 ca. 3.5

12

Fig.: Type 8711 with external valve

170

12 ca. 24

37

MFC/MFM - 25

Fig.: Type 8712 / 8702 MASS FLOW CMOSens ®

Fig.: Type 8713 / 8703 MASS FLOW CMOSens ®

26 - MFC/MFM

Fig.: Type 8716 / 8706 MASS FLOW INLINE (with standard sensor body)

MFC/MFM - 27

General notes on installation and operation

Before installation:

Install a suitable filter upsteam to assure cleanliness of the operating medium.

Observe the installation position (see calibration data).

Provide a power supply with adequate power.

Observe the max. residual ripple on the operating voltage.

Remove dirt from the piping before installation of the MFC.

Proceed in the following sequence on commissioning an MFC/MFM:

1. Mechanical and fluidic installation

2. Electrical installation

3. Pressurize with operating medium

4. Regular working operation

NOTE

The specified precision will be obtained only when, after switching on, the thermal equilibration processes have been completed and the device has reached its operating temperature (the time required depends on the device type, see Technical Data).

28 - MFC/MFM

Operation with additional isolation valve

The proportional valve integrated into the MFC assumes the tight-closure function, so that an additional isolation valve is not required in the medium circuit. If for safety reasons, however, an additional isolation valve is placed before or after the

MFC, the drive sequence should be as follows:

Start

1. Connect pressure supply

2. Open isolation valve

3. Set MFC setpoint (normal control operation)

Shut-down

1. Set MFC setpoint to 0 %

2. Close isolation valve when process value of 0 % is reached

Any other sequence could result, on renewed opening of the isolation valve, even with setpoint zero, in a short flow pulse or, on first setting of the setpoint, significant overswing.

Mechanical and fluidic installation

Select the available fluidic connections to match the maximum flow rate. Intake sections are not required. If necessary, we can also supply special sizes, whereby the dimensioning of the fluidic system with regard to flow and pressure drop must be taken into account.

Fluidic connections

The device can on request also be supplied with screw-in joints already assembled. Please select the matching fluidic connection from the table in Appendix B.

Connections at MFC/MFM

8716

8706

8713

8703

Standard screw-in thread

X

X

X

X

X

X

X

X

Special screw-in thread

Types G 1/4" G 3/8" G 1/2" G 3/4" NPT 1/4 NPT 3/8 NPT1/2 NPT3/4

8626

8006

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Sub base

8712

8702

8711

8701

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

8710

8700

X

X

X

X

X

X

MFC/MFM - 29

Assembly of clamping ring screw joints

ATTENTION!

With low flow rates and high pressures, pay attention to the gastightness of the system to avoid false dosage or gas leakage.

In order to seal the system properly, proceed as follows:

Mount pipe connections without stress (using compensators if necessary).

Use piping with matching diameter and smooth surface.

Cut off the piping at right angles and deburr.

Slide coupling ring, support ring (if present) and clamping ring onto the piping in that order.

Insert piping into joint as far as it will go.

Union firmly tighten.

Counter with a wrench on the screw-in side (do not load the device housing) and tighten by 1 ¼ turns.

Electrical connections

ATTENTION!

To assure electromagnetic compatibility (EMC), connect the housing via as short a cable as possible (with as large a cross-section as possible) to the functional earth (FE).

The GND or mass conductors of all signals of the MFC/MFM must be led in each case individually to the MFC.

(If all GND signals are bridged directly at the MFC and only one conductor led to the switching cabinet, signal displacements and disturbances of the analog signals may occur (pulses, oscillations, etc.)).

The MFCs/MFMs are operated with 24 V power supply. Select the connector cross-section according to the valve used and as large as possible (see Technical

Data). Suitable connecting cables are to be found in Appendix A.

ATTENTION!

The 8-pole socket (types 8626 / 8006 / 8712 / 8702 / 8716 /

8706) only has to be tightened hand-screwed.

Connect the the functional earth (FE) to the marked screw, e.g. using round pliers.

30 - MFC/MFM

Connection configuration Type 8626 / 8006

8-pole socket (circular)

1

24V - supply +

2

Relay 1 - C contact

3

Relay 2 - C contact

4

Relay 1 - NC contact

5

Relay 1 - NO contact

6

24V - supply GND

7


8


9-pole Sub-D socket (bus version only)

PROFIBUS DP DeviceNet

1

Shield (FE) functional earth

2

N. C. (not connected)

3

RxD/TxD-P B-line

CAN_L data line

GND

4

RTS control signal for repeater

5

GND data transmission potential

N. C.

N. C.

6

VDD supply voltage + (P5V)

7

N. C.

8

RxD/TxD-N A-line

9

N. C.

N. C.

CAN_H data line

N. C.

N. C.

5

6

7

1

2

3

4

+15 pole Sub-HD socket

Analog drive

Setpoint input +

Setpoint input GND

Process value output +

Bus version

N. C.

N. C.

N. C.

Binary input 2

12 V output (for factory unse only)

RS232 TxD (direct connection to PC)

Binary input 1

8

9

14

15

DGND (for binary inputs)

For factory use only (do not connect!)

10

11

12

12 V output (for factory use only)


Binary input 3

13

Process value output GND N. C.

RS232 RxD (direct connection to PC)

DGND (for RS232 interface)

NOTE

If a device of Type 8626 / 8006 (built before 2003) is to be replaced by a new one (from 2003 on), this can be done by using an adapter

(see Appendix A) without additional cabling.

MFC/MFM - 31


9

10

11

12

13

14

15

4

3

5

5

3

3

4

5

1

2

6

7

8

4

1

2

2

1

15-pole Sub-D plug

1

Relay output - NC contact

2

Relay output - NO contact

3

Relay output - C contact

4

GND 24 -V-supply and binary inputs

5

24 V supply +

6

8 V output (For factory use only!)

7

Setpoint input GND

8

Setpoint input +

9

Process value output GND

10


11

DGND (for RS232)

12

Binary input 1

13

Binary input 2

14

RS232 RxD (without driver)

15

RS232 TxD (without driver)

Only with fieldbus

Profibus DP-socket B-encoded M12

(DPV1 max. 12 Mbaud)

3

4

5

1

2

VDD

RxD / TxD - N (A-line)

DGND

RxD / TxD - P (B-line)

Shield

DeviceNet - plug M12

1

2

3

4

5

Shield

VDD

DGND

CAN_H

CAN_L

32 - MFC/MFM


9

10

11

12

13

14

15

4

3

5

5

3

5

6

7

8

1

2

3

4

4

1

2

2

1

15-pole Sub-D plug

1

Relay output - NC contact

2

Relay output - NO contact

3

Relay output - C contact

4

GND 24 -V-supply and binary inputs

5

24 V supply +

6

8 V output (For factory use only!)

7

Setpoint input GND

8

Setpoint input +

9

Process value output GND

10


11

DGND (for RS232)

12

Binary input 1

13

Binary input 2

14

RS232 RxD (without driver)

15

RS232 TxD (without driver)

Only with fieldbus

Profibus DP-socket B-encoded M12

(DPV1 max. 12 Mbaud)

3

4

5

1

2

VDD

RxD / TxD - N (A-line)

DGND

RxD / TxD - P (B-line)

Shield

DeviceNet - plug M12

1

2

3

4

5

Shield

VDD

DGND

CAN_H

CAN_L

MFC/MFM - 33



1

PROFIBUS DP

2


DeviceNet


CAN_L data line

3

4

RxD/TxD-P B-line


5


6


7

N. C.

8

RxD/TxD-N A-line

9

N. C.

GND

N. C.

N. C.

N. C.

CAN_H data line

N. C.

N. C.


1

24V - supply +

2

Relay 1 - C contact

3

Relay 2 - C contact

4


5


6

24V - supply GND

7


8


5

6

3

4

1

2


Analog drive

Setpoint input +

Setpoint input GND


Bus version

N. C.

N. C.

N. C.

Binary input 2


7


Binary input 1

8

9

10

11





12

Binary input 3

13


14

15



34 - MFC/MFM


9-pin sub-D plug

1

Binary input (related to GND PIN 2)

2

GND

3

Power supply +24 V DC

4

Relay, C contact

5

Relay, NC contact

6

7

TX+ (RS485-Y) bridge with pin 9 at Half-Dublex

TX- (RS485-Z) bridge with pin 8 at Half-Dublex

8

RX- (RS485-B)

9

RX+ (RS485-A)

MFC/MFM - 35



1

24V - supply +

2

Relay 1 - C contact

3

Relay 2 - C contact

4


5


6

24V - supply GND

7


8




1


2

N. C. (not connected) CAN_L data line

3

RxD/TxD-P B-line GND

N. C.

N. C.

4


5


6


7

N. C.

8

RxD/TxD-N A-line

9

N. C.

N. C.

CAN_H data line

N. C.

N. C.

3

4

5

1

2


Analog drive

Setpoint input +

Setpoint input GND


Bus version

N. C.

N. C.

N. C.

Binary input 2


6

7


Binary input 1

8

9


10

11

12




Binary input 3

13


14

15



36 - MFC/MFM

Inputs / outputs

Overview of types

Type

8006

8626

8006 Bus

8626 Bus

8700

8710

8700 Bus

8710 Bus

8701

8711

8701 Bus

8711 Bus

8702

8712

8702 Bus

8712 Bus

8703

8713

8706

8716

8706 Bus

8716 Bus

NOTE

Setpoint input

Process value output

-

X

-

-

-

-

-

-

X

-

-

-

X

-

-

-

-

-

X

-

X

-

X

X

-

-

X

X

-

-

-

-

X

X

X

X

X

X

-

-

-

-

-

-

BUS connection

X

X

-

-

-

-

-

-

X

X

X

X

-

-

X

X

-

-

X

X

X

X

2

2

2

1

1

2

2

2

2

1

1

1

1

1

1

2

Relay outputs

2

2

2

2

1

1

4

4

4

3

3

4

4

4

4

3

3

3

3

3

3

4

LED Binary inputs

4

4

4

4

3

3

3

3

3

3

2

2

3

3

3

1

1

3

3

3

3

2

2

2

2

2

2

3

As an option you can obtain the PC software "Mass Flow

Communicator", with which you can switch over the standard signal for the setpoint input and the process value output between 0 - 5 V,

0 - 10 V, 0 - 20 mA and 4 - 20 mA (see Appendix C).

Setpoint input

The setpoint input servec to enter the analog setpoint value via a standard signal for the MFC.

Process value output

The process value output exits the current flow rate as a standard signal.

MFC/MFM - 37

Bus connection

Types 8626, 8006, 8716, 8706, 8712, 8702, 8711, 8701, 8710 and 8700 are available as bus versions. Setpoint and process value are received or repeated in digital form via the bus. One can choose between a PROFIBUS DP and a

DeviceNet connection (see also Supplement to Operating Instructions for fieldbus devices or serial communication RS 232 / RS 485).

LEDs to indicate the operating mode (deault configuration)

POWER LED

lights

The device is supplied with operating voltage

flashes

Autotune function activated

(green)

COMMUNICATION LED lights The device communicates via bus or RSinterface.

LIMIT (y) LED

ERROR LED

(yellow)

lights

With MFC: indicates that the correcting variable of the valve has almost reached 100 %. In practice, this usually means that the pressure at the controller is insufficient to realize the desired flow rate.

With MFM: indicates that the process value has almost reached the nominal flow rate.

(blue)

flashes

The device is in an operating mode other than control or Autotune.

lights

Not a serious error, e.g. Autone not completed successfully or faulty LED.

(red)

flashes

Serious error, e.g. sensor breakage or faulty internal voltage supply.

Binary inputs (default configuration)

In order to initiate the event in each case, the binary input must be connected for at least 0.5 s to DGND.

Functions

Binary input 1

Binary input 2

Binary input 3

Autotune function (not configured with MFM) not configured

(not present with 8713 / 8703)

(with second gas calibration - change gas) not configured

(not present with 8710 / 8700 / 8711 / 8701 / 8713 / 8703)

38 - MFC/MFM

Binary outputs (default configuration)

The binary outputs are executed as realy outputs (potential-free changeover contacts).

Functions

Relay 1**

Relay 2*

LIMIT (y)

ERROR (serious error, e.g. sensor breakage or faulty internal voltage supply)

* (not present with 8710 / 8700 / 8711 / 8701 / 8713 / 8703)

* * (with 8713 / 8703 as normally closed contact)

NOTE

The functions of the POWER- and ERROR-LED are unchangable.

The described functions of the standard signal inputs and outputs and the binary inputs and outputs are settings as delivered.

Applicationspecific settings of binary inputs and outputs

The MFCs additionally enables the user to set other or further functions to the binary inputs and outputs. This option provides the opportunity to adapt the MFC to special conditions in the facility or specific requirements of the application.

The functions can be set with the communication software

(MassFlowCommunicator – see Apendix C). The setting of the functions is detailled explained in the help-function of the MassFlowCommunicator in the menu item „Assignment of In- and Outputs“.

LEDs of the device

The LEDs which are integrated in the device display the staus of the setted functions. Following functions can be setted to the LEDs:

- Display of the active used gascalibration

- Display of active binary inputs

- valve completely opened or closed

- control of safety value

- setpoint profile of the device is controlled

- Control operation active / inactive

- communication active / inactive

- source of setpoint - bus / serial communication

- several bus- or communicationstatus

(see help-function of the MassFlowCommunicator - „Assignment of In- and Outputs“)

MFC/MFM - 39

Binary outputs

The binary outputs of the MFC, which can be defined specificly, can be used to transfer information to a higher-level controller under certain circumstances.

The binary outputs enable to make predication of the device or can be used for diagnostics and fixing malfunctions.

- Status of the device autotune routine active active used gascalibration active binary inputs status of bus module or bus communication setpoint profile of the device is controlled control operation active control of safety value valve completely opened or closed

- limit switches

Binary outputs are setted when the limit value (eg. totalizer limit value, set point limit value etc.) is under- or overstepped.

- faults/malfunctions

Serveral faults and malfunctions can be reported, for example sensor damages or faults with current or supply voltage.


Binary intputs

Defined functions can be set to the binary inputs. If the binary input is externally activated the function is processed.

- activate autotune routine

- Switch to another gascalibration

- safety value active / inactive - control of safety value depending on the binary input

- setpoint profile of the device is controlled

- switch to control operation

- reset the totalizers

- open or close valve completely


40 - MFC/MFM

Operating modes of the MFC

Standard control operation

This is the operating mode in which the MFC finds itself after being switched on and after a short initialization phase. In the LED group, only the green Power LED lights.

The flow rate is controlled to the setpoint with high sensitivity. Disturbances such as those resulting from pressure variations are rapidly corrected by suitable adjustment to the aperture of the control valve.

In this mode, the setpoint is set via the analog input (standard signal input) or the field bus, depending on the version of the device.

The controller parameters are set such that changes in the process value or distrubances are corrected as fast as possible without significant overswing being caused.

NOTE

When the driving signal of the control valve approaches the

100 % limit, the LIMIT (y) LED lights. The cause is usually that the pressure difference over the MFC is too small, e.g. because the pressure supply is insufficient or the filter is heavily contaminated. This can lead to non-achievement of the setpoint and an enduring positive actuating signal (w-x). To enable an external reaction to be made to this situation, a relay output is actuated in addition.

Autotune routine

A prerequisiste for the automatic adaptation of the controller to the conditions in the system is that the typical pressure conditions pertain.

Initiate the Autotune routine by operating the binary input 1.

The Autotune routine runs automatically. During this operation, the green POWER

LED flashes.

ATTENTION!

Observe the following points while the Autotune routine runs:

Various changes in flow occur.

The power supply of the MFC must not be switched off.

The supply pressure should be kept constant.

While the Autotune routine runs, the MFC does not control. The control valve is driven according to an internally specified scheme. This leads to flow changes, whereby some of the control parameters are adapted to the conditions pertaining in the system. At the end of the Autotune routine, these parameters are stored in the non-volatile memory of the device.

After completion of the Autotune routine, the MFC returns to the previous operating mode.

MFC/MFM - 41

NOTE

Each MFC has been subjected to the Autotune routine in the factory during final testing at the operating pressure stated in the calibration report. For reliable control operation in a system, it is not absolutely necessary to initiate this function again after commissioning. We recommend renewed initialization if the operating pressure deviates by serveral bar from the calibration pressure or if the characteristic curve of the proportional valve is heavily influenced by a low valve authority (see Proportional Valve). The Autotune routine should also be executed after significant changes in the pressure conditions in the system.

Safety function

This function can be activated or reset via a binary input or field bus, depending on the device configuration.

In this operating mode, the device behaves in general as in standard control operation. However, an externally applied setting is ignored and a defined safety value is used as the setpoint (on default: 0 %; this can be changed with the PC software MassFlowCommunicator).

Setpoint profile


In this operating mode, the device behaves in general as in standard control operation. However, the external setting is ignored and a previously definded temporal sequence of up to 30 flow rates is used as the setpoint (configuration with the PC software MassFlowCommunicator).

After completion of the setpoint sequence, the device returns to the previous operating mode.

Control operation


In this operating mode, the setpoint is used as the starting value for the valve pulse-duty factor, e.g.: Setpoint = 10 % valve pulse-duty factor = 10 %.

42 - MFC/MFM

Operating modes of the MFC

Operating mode can be interrupted or ended by

LED display of default

Reaching the operating status via binary input

(if configured)

Standard control operation

· Autotune routine

· Safety function

· Setpoint profile

· Control operation

-

Control operation

· Autotune routine LIMIT (y) LED

· Safety function flashes

· Setpoint profile

Setpoint profile · Autotune routine LIMIT (y) LED flashes

· Safety function

Autotune routine

Safety function

· Device reset

· Safety function

· Device reset

-

as long as activated

POWER LED flashes

LIMIT (y) LED flashes

Initiate with activated binary input

≥ 0.5 s

(if continuously configured, repeated starts)

Initiate with actifated binary input

≥ 0.5 s

(if continuously configured, repeated starts) as long as activated

MFC/MFM - 43

MAINTENANCE

The MFC and MFM are in principle maintenance-free when operated according to the notes given in these Instructions, so that routine recalibration is unnecessary.

If after prolonged operation with contaminated medium, large quantities of particles were drawn in, with Types 8626 / 8006 / 8710 / 8700 / 8711 / 8701, 8712 / 8702 /

8713 / 8703 / 8716 / 8706 the easily accessible stainless steel filter can be cleaned or replaced after removing the flange plate on the inlet side (see Appendix

B).

If the sensor is contaminated by the operating gas, the device may exhibit large deviations from the required flow after prolonged operation. Cleaning and recalibration in the factory will then be necessary.

ATTENTION!

The device must not be opened!

Inside the device there are further elements for flow conditioning. Interference with the device, e. g. for cleaning, is not permitted since the resulting changes in the sensor signal would require recalibration in the factory!

44 - MFC/MFM

MALFUNCTION / TROUBLESHOOTING

Problem

"POWER" LED does not light

"POWER" LED flashes

"POWER" LED extinguishes periodically

Possible cause

No electrical supply

Autotune activated

Remedy

Check the electrical connections.

see Section

Operating Modes

Select a power supply with adequate power.

"LIMIT (y)" LED lights (only with

default

configuration)

Voltage supply collapses periodically - device executes reset

Loss on the connecting line too high

MFC: correcting variable of valve has reached almost

100 % - cannot correct to setpoint.

- Increase cable cross-section.

- Decrease cable length.

- Increase the supply

pressure.

- Check and if necessary

lower the piping resistance.

- Check system dimensioning

(see Section Proportional

Valve)

"LIMIT (y)" LED flashes (only with

default

configuration)

MFM: process value has almost reached nominal flow rate.

Operating mode other than standard control operation or Autotune.

"ERROR" LED lights Less serious error has occurred:

- Last Autotune was not

completed successfully.

- A fault at an LED was

detected.

"ERROR" LED flashes

No flow present see Section

Operating Modes

- Repeat the Autotune or reset

the error.

- With errors at LED or binary

output, limited operation is

possible.

Residual ripple of supply volate too high.

Serious error, e. g. sensor breakage or faulty internal voltage supply.

Setpoint within zero-point switch-off.

Select a suitable voltage source (not industrial DC).

Send the device to the manufacturer for repair.

Increase setpoint to > 2 % of nominal flow.

Different operating mode.

Check the operating mode.

Table continued on the next page.

MFC/MFM - 45

Problem Possible cause Remedy

Process value varies No porper FE connection Connect the FE to the earthing point (as short as possible, wires min. 2.5 mm²).

Controller tends to oscillate

Controller must continuously correct disturbances in an unstable pressure supply.

Install a suitable pressure regulator upstream.

Residual ripple of supply voltage too high.

Select a suitable voltage source.

Operating pressure lies far above that at which the last

Autotune was executed.

Execute an Autotune to adapt to the operating conditions.

Control parameters do not correspond to the section behaviour.

Adapt the control dynamics with the PC software

MassFlowCommunicator.

Setpoint value w = 0, flow still present after a few seconds

A medium is being used other than that intended on calibration.

Return the device to the manufacturer for recalibration for the operating medium.

Residual ripple of supply voltage too high.

Operating pressure above the leak-tight pressure of the proportional valve.

Select a suitable voltage source.

Lower the operating pressure.

Setpoint value w = 0, valve closed, no flow; but process value output shows a small flow

Operating pressure significantly higher than that used for calibration

(

→ increased intrinsic convection, only with 8716 and

8626)

Execute an Autotune to adapt to the operating conditions.

Incorrect installation position

(

→ increased intrinsic convection, only with 8716 and

8626)

Install the MFC in the position calibrated or execute an

Autotune to adapt to the operating conditions.

Controller shows strong overswing starting after a step in the setpoint of 0%.

A medium is being used other than that intended on calibration.

On using an aditional isolation valve, the drive sequence was not adhered to.

Return the device to the manufacturer for recalibration for the operating medium.

See Section Operation with an

Additional Isolation Valve.

In the case of flame control, the flame extinguishes after a step in the setpoint.

Flame is starved of oxygen because medium concentration too high.

Activate the ramp function with the PC software


46 - MFC/MFM

APPENDIX A: ACCESSORIES (ELECTRICAL)

Types

Circular plug 8-pole

(soldered connection)

Circular plug 8-pole with 5 m cable, ready-connected on one side

8626 / 8006

8712 / 8702

8716 / 8706

Circular plug, 8-pole with 10 m cable,readyconnected on one side

SUB-HD plug, 15-pole with 5 m cable, ready-connected on one side

SUB-HD plug, 15-pole with 10 m cable, ready-connected on one side

RS232 adapter for connecting a PC with an extension cable (Order no. 917039)

Connecion adapter (DB9/m-DB15HD/m) to replace a device Type 8626/8006 built before

2003) by a new one of the same type (built from 2003 on)

→ no IP65 protection

SUB-D socket, 15-pole with bell-shaped solder connection

SUB-D hood for SUB-D socket, 15-pole with screw locking

8711 / 8701

8710 / 8700

SUB-D socket, 15-pole with 5 m cable, readyconnected on one side

SUB-D socket, 15-pole with 10 m cable, ready-connected on one side

RS232 adapter for connecting a PC with an extension cable (Order no. 917039) all types

Extension cable, 2 m, for RS 232 9-pole socket/plug

Communication software

(MassFlowCommunicator)

8713 / 8703

RS 232 adapter for connecting a PC with an extension cable

SUB-D-Socket 9-pole (soldered connection)

918299

787733

787734

787735

787736

654757

787923

918274

918408

787737

787738

654748

917039

Info at www.buerkert.com

667 530

917 623

MFC/MFM - 47

APPENDIX B: ACCESSORIES (FLUIDIC)

As a general rule, we offer screw-in joints with inch-system threads only. Flange plates with inch-system screw-in threads are hence used.

The pipe connection side may be ordered either in metric or inch sizes. Brass versions are available on request.

G 1/2"

G 1/2"

G 3/4"

G 1/4"

G 1/4"

G 3/8"

G 3/8"

G 1/2"

G 1/2"

G 3/4"

Screw-in thread

to DIN ISO 228/1

Pipe diam.

/Ø

G 1/4"

G 1/4"

6 mm

8 mm

G 3/8"

G 3/8"

8 mm

10 mm

10 mm

12 mm

12 mm

1/4"

3/8"

3/8"

1/2"

1/2"

3/4"

3/4"

- Sub-base version on request.

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

Material Order no.

Order no. for sealing ring

VA

VA

901538

901540

901575

901575

VA

VA

901542

901544

901576

901576

901546

901548

901549

901551

901553

901555

901556

901557

901558

901559

901577

901577

901578

901579

901579

901580

901580

901581

901581

901582

ATTENTION!

With each joint a sealing ring must be ordered!

Further accessories for the fluidic connection of the MFC/MFM can be found under Type 1013 in Bürkert Accessory Catalog.

Spare parts

Designation

Stainless steel grid* for 8626 / 8006 / 8716 / 8706 (standard housing)

Stainless steel grid* for 8626 / 8006 / 8716 / 8706

(housing for high flow rates)

Stainless steel grid* for 8710 / 8700 / 8711 / 8701 / 8712 / 8702 /

8713 / 8703

Stainless steel grid** for 8710 / 8700 / 8711 / 8712 / 8713

* mesh size: 250 µm, **mesh size: 20 µm

Order no.

646808

651694

654733

667520

48 - MFC/MFM

APPENDIX C: MassFlowCommunicator (PC SOFTWARE)

The PC program MassFlowComminucator is designed for communication with the devices from Bürkert’s MassFlowController family. It is used for configuration and passing parameters. Further more diagnostic functions are available.

- Diagnostic Data

This function displays for example the internal current and temperature monitoring system.

- Device Settings

Enables to display / configuration the current device status.

- Monitoring

Short overview of all connected devices (with this function to force set points via the connected PC)

- Datalogger

The Datalogger enables the record of the process over a longer period of time

(days / weeks)

- Dynamic Reading

Records the parameters setpoint (w), process value (x) and manipulated variable (y

2

) in real time and graphs them. The recorded data enables to draw conclusions on the system and its components. Based on the recorded data internal malfunctions can be analysed. The records can be stored as a Windows file and send by e-maill to Bürkert.

The MassFlowCommunicator enables to update the firmware of the device

(Flash).

NOTE

The program uses the Windows operating system (ex Windows

98) and requires a serial interface (RS 232 or RS 485) to communicate with the MassFlowControllers or MassFlowMeters.

ATTENTION!

With the types 8710 / 8700, 8711 / 8701, a RS 232 adapter with interface driver is required. With the types 8713 / 8703 the interface driver is integrared in the the RS 485-Interface, the use of the RS 232-Interface requires a RS 232 adapter with interface driver (see ASSECOIRES in APPENDIX A). For a more easy and comfortable connection of the types 8626 / 8006 / 8712 /

8702 / 8716 / 8706 an adapter is also available

(see ASSECOIRES in APPENDIX A).

MFC/MFM - 49

A detailled description of the procedure using the software is available in the help function of software documentation encolsed in the program itself.

The software may be downloaded from: www.buerkert.com

NOTE

The downloadfunction always provides the latest version of the


Printed documentation

The whole documentation is available on internet under www. buerkert. com, as well as on the Bürkert-Manual CD.

50 - MFC/MFM

MassFlowController (MFC)

Typen 8626 / 8710 / 8711 / 8712 / 8713 / 8716

MassFlowMeter (MFM)

Typen 8006 / 8700 / 8701 / 8702 / 8703 / 8706

ALLGEMEINE HINWEISE

.....................................................................................................................

53

Darstellungsmittel

...................................................................................................................................

53

Bestimmungsgemäße Verwendung

.............................................................................................

53

Sicherheitshinweise

..............................................................................................................................

53

Schutz gegen Beschädigung durch elektrostatische Aufladung

.................................

54

Lieferumfang

.............................................................................................................................................

54

Garantiebestimmungen

......................................................................................................................

54

SYSTEMBESCHREIBUNG

..................................................................................................................

55

Typensystematik

....................................................................................................................................

55

Allgemeine Funktion

..............................................................................................................................

56

Sensor

..........................................................................................................................................................

57

Thermisches Messprinzip

...........................................................................................................

57

Inline-Sensor (Typen 8626 / 8006 / 8716 / 8706)

............................................................

58

Bypass-Sensor konventioneller Technologie "capillary"

(Typen 8710 / 8700)

........................................................................................................................

59

Bypass-Sensor in CMOSens®-Technologie

(Typen 8713 / 8703 / 8712 / 8702 / 8711 / 8701)

............................................................

60

Regelelektronik

........................................................................................................................................

61

Proportionalventil

....................................................................................................................................

62

TECHNISCHE DATEN

............................................................................................................................

65

Typ 8626 / 8006 MASS FLOW INLINE

......................................................................................

66

Typ 8710 / 8700 MASS FLOW

.....................................................................................................

67

Typ 8711 / 8701 MASS FLOW CMOSens®

...........................................................................

68


...........................................................................

69


...........................................................................

70

Typ 8716 / 8706 MASS FLOW INLINE

....................................................................................

71

MFC/MFM - 51

MONTAGE, INSTALLATION UND INBETRIEBNAHME ....................................... 72

Maßzeichnung ....................................................................................................... 72

Allgemeine Hinweise zu Installation und Betrieb ................................................. 76

Betrieb mit zusätzlichem Absperrventil ......................................................... 77

Mechanische und fluidische Installation .............................................................. 77

Fluidische Anschlüsse ....................................................................................... 77

Montage von Klemmringverschraubungen ....................................................... 78

Elektrische Anschlüsse ....................................................................................... 78

Anschlussbelegung Typ 8626 / 8006 ............................................................... 79





Anschlussbelegung Typ 8716 / 8706 ................................................................ 84

Ein- / Ausgänge ..................................................................................................... 85

Sollwerteingang

..................................................................................................................................

85

Istwertausgang

..................................................................................................................................

85

Busanschaltung

.................................................................................................................................

86

Leuchtdioden zur Anzeige des Betriebszustandes (Default-Belegung)

............

86

Binäreingänge (Default-Belegung)

..........................................................................................

86

Binärausgänge (Default-Belegung)

.........................................................................................

87

Anwendungsspezifische Belegung der Ein- und Ausgänge

.....................................

87

Betriebszustände MFC

.......................................................................................................................

89

Standard-Regelbetrieb

...................................................................................................................

89

Autotune-Routine

..............................................................................................................................

89

Sicherheitsfunktion

...........................................................................................................................

90

Sollwert-Profil

.......................................................................................................................................

90

Steuerbetrieb

.......................................................................................................................................

90

Betriebszustände MFC

..................................................................................................................

91

WARTUNG

....................................................................................................................................................

92

STÖRUNG / FEHLERSUCHE

............................................................................................................

93

ANHANG A: ZUBEHÖR (ELEKTRISCH)

...................................................................................

95

ANHANG B: ZUBEHÖR (FLUIDISCH)

........................................................................................

96

ANHANG C: MASSFLOWCOMMUNICATOR (PC-SOFTWARE)

................................

97

52 - MFC/MFM

ALLGEMEINE HINWEISE

Darstellungsmittel

In dieser Betriebsanleitung werden folgende Darstellungsmittel verwendet: markiert einen Arbeitsschritt, den Sie ausführen müssen.

ACHTUNG!

kennzeichnet Hinweise, bei deren Nichtbeachtung Ihre Gesundheit oder die Funktionsfähigkeit des Gerätes gefährdet ist.

HINWEIS

kennzeichnet wichtige Zusatzinformationen,

Tipps und Empfehlungen.

Bestimmungsgemäße Verwendung

ACHTUNG!

Zur bestimmungsgemäßen Verwendung gehört insbesondere eine adäquate Mediumsqualität. Stark verschmutzte oder partikelhaltige Medien beeinträchtigen die Genauigkeit; gelangen flüssige Phasen in den Sensorraum, kann das die Funktion des

Sensors und des MFC/MFM beeinflussen. In diesen Fällen müssen dem MFC/MFM geeignete Wartungseinheiten (Filter,

Flüssigkeitsabscheider) vorgeschaltet werden.

Das Gerät darf nur mit den Werten betrieben werden, die im Kapitel Technische

Daten und auf dem Typschild angegeben sind.

Lesen Sie alle Kapitel dieser Bedienungsanleitung sorgfältig durch.

Beachten Sie die Vorgaben im Kapitel Allgemeine Sicherheitshinweise.

Die Arbeitsanweisungen in den einzelnen Kapiteln müssen eingehalten und die

Sicherheitshinweise unter allen Umständen beachtet werden. Bei nicht beachten der Arbeitsanweisungen und deren Reihenfolge, sowie der Sicherheitshinweise oder der Sicherheitskennzeichnung, erlischt der Haftungsanspruch.

Sicherheitshinweise

• Halten Sie sich bei der Einsatzplanung und dem Betrieb des Gerätes an die allgemeinen Regeln der Technik!

• Installation und Wartungsarbeiten dürfen nur durch Fachpersonal und mit geeignetem Werkzeug erfolgen!

• Beachten Sie die geltenden Unfallverhütungs- und Sicherheitsbestimmungen für elektrische Geräte während des Betriebs und der Wartung des

Gerätes!

• Schalten Sie vor Eingriffen in das System in jedem Fall die Spannung ab!

• Treffen Sie geeignete Maßnahmen, um unbeabsichtigtes Betätigen oder unzulässige Beeinträchtigung auszuschließen!

• Bei Nichtbeachtung dieser Hinweise und unzulässigen Eingriffen in das

Gerät entfällt jegliche Haftung unsererseits, ebenso erlischt die Garantie auf Geräte und Zubehörteile!

MFC/MFM - 53

Schutz gegen Beschädigung durch elektrostatische

Aufladung

Das Gerät enthält elektronische Bauelemente, die gegen elektrostatische Entladung (ESD) empfindlich reagieren. Berührung mit elektrostatisch aufgeladenen Personen oder Gegenständen gefährdet diese Bauelemente. Im schlimmsten Fall werden sie sofort zerstört oder fallen nach der Inbetriebnahme aus.

ACHTUNG

VORSICHT BEI

HANDHABUNG !

ELEKTROSTATISCH

GEFÄHRDETE

BAUELEMENTE /

BAUGRUPPEN

Beachten Sie die Anforderungen nach EN 100 015 - 1, um die

Möglichkeit eines Schadens durch schlagartige elektrostatische Entladung zu minimieren bzw. zu vermeiden. Achten Sie ebenso darauf, dass Sie elektronische Bauelemente nicht bei anliegender Versorgungsspannung berühren.

Lieferumfang

Überzeugen Sie sich unmittelbar nach Erhalt der Lieferung, ob der Inhalt mit dem angegebenen Lieferumfang übereinstimmt. Zu diesem gehören:

• MFC bzw. MFM Typ 8626, 8006 oder 87xx

• eine Betriebsanleitung (ggf. auf Datenträger)

• bei Busgeräten Ergänzungen zur Bedienungsanleitung

(ggf. auf Datenträger)

• das Protokoll der Endprüfung / Kalibrierung

Die zu den elektrischen Schnittstellen des MFC passenden Stecker erhalten Sie als Zubehör.

Bei Unstimmigkeiten wenden Sie sich bitte umgehend an unser Kundencenter:

Bürkert Steuer- und Regelungstechnik

Kundencenter


D-76453 Ingelfingen

Tel. : (+49)7940-10111

Fax: (+49)7940-10448


oder an Ihr Bürkert-Vertriebs-Center.

Garantiebestimmungen

Bürkert gewährt auf die ordnungsgemäße Funktion der MFC bzw. MFM eine

Garantie von einem Jahr unter der Voraussetzung, dass das Gerät bestimmungsgemäß und unter Beachtung der spezifizierten Einsatzbedingungen verwendet wird.

Bei nicht einwandfreier Funktion wird das betreffende Gerät innerhalb der

Garantiefrist kostenlos repariert bzw. ausgetauscht.

ACHTUNG!

Die Gewährleistung erstreckt sich nur auf den MFC bzw. MFM und seine Bauteile, jedoch nicht auf Folgeschäden irgendwelcher

Art, die durch Ausfall oder Fehlfunktion des Gerätes entstehen könnten.

54 - MFC/MFM

SYSTEMBESCHREIBUNG

Typensystematik

Diese Bedienungsanleitung beinhaltet Informationen für folgende MassFlowController (MFC) und MassFlowMeter (MFM) aus dem Bürkert-Produktprogramm:

Typ

8626

8006

Art

MFC

MFM

8716 MFC

8706 MFM

8713 MFC

8703 MFM

8712 MFC

8702 MFM

8711 MFC

8701 MFM

8710 MFC

8700 MFM

Endwertebereiche

Q nenn

(l

N

/min) bezogen auf Luft / N

2

25 ... 1500

25 ... 1500

25 ... 500

25 ... 1500

0,02 ... 50

0,02 ... 50

0,02 ... 50

0,02 ... 50

0,02 ... 50

0,02 ... 50

0,005 ... 1

0,005 ... 1

Sensor Bemerkungen

Inline

Inline

Inline

Inline

Bypass / CMOSens ®2)

Bypass / CMOSens ®

Bypass / CMOSens

®

Bypass / CMOSens ®

Bypass / CMOSens ®

Bypass / CMOSens

®

Bypass / Capillary

Bypass / Capillary für Geräte ab

Jan. 2003 1) für Geräte ab

Jan. 2003

1)

1 )

2 )

Bitte beachten Sie hierzu den Hinweis zu den Gerätetypen 8626/8006 im Abschnitt Anschlussbelegung

Typ 8626/8006.

CMOSens ® ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma Sensirion AG (Schweiz)

MFC/MFM - 55

w

Allgemeine Funktion

Die MFC der Typen 8626 / 8716 / 8713 / 8712 / 8711 / 8710 sind Kompaktgeräte, mit denen der Massendurchfluss von Gasen geregelt wird. Sie regeln einen vorgegebenen Durchfluss-Sollwert aus, unabhängig von Störgrößen wie Druckschwankungen oder zeitlich veränderlichen Strömungswiderständen, z. B. infolge

Filterverschmutzung.

Die MFC enthalten die Komponenten Durchflusssensor (Q-Sensor), Elektronik

(mit den Funktionen Signalverarbeitung, Regelung und Ventilansteuerung) und ein

Proportional-Magnetventil als Stellglied.

x out y x d

=w-x x

Regler p

Stellglied

Q-Sensor

Bild: Komponenten eines Mass Flow Controllers

Die Sollwertvorgabe (w) erfolgt elektrisch über ein Normsignal oder einen Feldbus.

Der vom Sensor erfasste Istwert (x) wird im Regler mit dem Sollwert verglichen.

Als Stellgröße wird vom Regler ein pulsweitenmoduliertes Spannungssignal an das Stellglied gegeben. Das Tastverhältnis des Spannungssignals wird entsprechend der festgestellten Regelabweichung variiert.

Der Istwert wird darüber hinaus über eine analoge elektrische Schnittstelle oder einen Feldbus nach außen gegeben und steht dem Anwender für Kontrollzwecke oder weitere Auswertungen (z.B. Verbrauchsermittlung durch Integration) zur

Verfügung.

Das thermische Messprinzip garantiert, dass die MFC‘s weitgehend unabhängig von Druck- und Temperaturschwankungen in der jeweiligen Anwendung den geforderten Massendurchfluss ausregeln.

In den MFM fehlt gegenüber den entsprechenden MFC jeweils die Komponente

Proportionalventil, so dass diese Geräte nur zum Messen des Massendurchflusses, nicht aber zu dessen Regelung eingesetzt werden können. Die im Folgenden beschriebenen Eigenschaften der anderen Komponenten, insbesondere der Sensoren, sind identisch mit denen der MFC.

56 - MFC/MFM

Sensor

Thermisches Messprinzip

Die verwendeten Durchflusssensoren arbeiten nach einem thermischen

(anemometrischen) Messverfahren.

Sie messen jeweils das Produkt aus Dichte und Strömungsgeschwindigkeit und liefern damit ein stoffmengenbezogenes Signal. Dadurch wird die für die meisten

Applikationen relevante Größe Massendurchfluss direkt und ohne zusätzliche

Erfassung von Hilfsgrößen, wie der Dichte, bestimmt und kann im Regler als

Istwert weiterverarbeitet werden

1)

.

Je nach Durchflussbereich und Zielmarkt der Geräte enthalten die einzelnen

Typen Sensoren mit drei verschiedenen Varianten thermischer Durchflussmessung. Diese werden nachfolgend in ihrer Funktion und den resultierenden

Eigenschaften kurz beschrieben.

HINWEIS

Bitte berücksichtigen Sie, dass sich die relativen Empfindlichkeiten für verschiedene Gase bei den drei Messprinzipien unterscheiden und eventuell vorliegende Korrekturfaktoren von einem Betriebsgas auf ein anderes keinesfalls zwischen den Sensorvarianten übertragbar sind.

1 )

Die üblicherweise zur Messbereichscharakterisierung verwendeten Einheiten „l

N

/min“ oder „m

N

3

/h“ sind zwar von der Dimension „Volumen / Zeit“, wegen des Bezugs auf einen Normzustand (hier p=1013 mbar und

T=273 K) handelt es sich aber eigentlich um gasartspezifische Massenströme. Diese können (z.B. in „kg/h“) durch Multiplikation des Normvolumenstroms mit der Dichte des Betriebsgases im Normzustand

ρ

N werden.

erhalten

MFC/MFM - 57

Inline-Sensor (Typen 8626 / 8006 / 8716 / 8706)

Dieser Sensor arbeitet als Heißfilm-Anemometer im sogenannten CTA-Betriebsmodus (Constant Temperature Anemometer). Dabei sind zwei direkt im Medienstrom befindliche Widerstände mit präzise spezifiziertem Temperaturkoeffizienten und drei außerhalb der Strömung befindliche Widerstände zu einer Brücke verschaltet.

Der erste Widerstand im Medienstrom (R

T niederohmigere Widerstand (R

S

) misst die Fluidtemperatur, der zweite

) wird stets gerade soweit aufgeheizt, dass er auf einer festen, vorgegebenen Übertemperatur zur Fluidtemperatur gehalten wird.

Der dazu erforderliche Heizstrom ist ein Maß für die Wärmeabfuhr durch das strömende Gas und stellt die primäre Messgröße dar.

Eine geeignete Strömungskonditionierung innerhalb des MFC bzw. MFM und die

Kalibrierung mit hochwertigen Durchflussnormalen stellen sicher, dass aus dem

Primärsignal die pro Zeiteinheit durchströmende Gasmenge mit hoher Genauigkeit abgeleitet werden kann.

Sensor mit Elektronik

R

2

R

1

PID

I s

R

K

Gasstrom

R

T

R s

Vorfilter

Strömungskonditionierung

Bild: Funktionsschema des Inline-Sensors

Der direkte Mediumskontakt der im Hauptstrom befindlichen Widerstände R

T

R

S

gewährleistet eine sehr gute Dynamik der Geräte mit Ansprechzeiten von wenigen Hundert Millisekunden bei plötzlichen Soll- oder Istwertänderungen.

und

Durch die Anordnung der Widerstände auf einem tangential zur Strömung liegenden Glasträger ist der Sensor nur in geringem Maße verschmutzungsanfällig.

Der Messbereich des Inline-Sensors wird durch die Eigenkonvektion im

Strömungskanal, die auch bei geschlossenem Regelventil auftritt, nach unten begrenzt. Für Geräte, deren Arbeitsbereich sich bis zu Durchflüssen von unter ca. 1 l

N

/min erstrecken soll, ist er deshalb nicht geeignet.

Das Signal der Eigenkonvektion im Strömungskanal hängt von der Einbaulage des

Geräts ab. Um eine hohe Genauigkeit bei geringen Durchflüssen zu erreichen, sollte die Einbaulage mit der bei der Bestellung spezifizierten identisch sein 1) . Aus dem gleichen Grund sollte der Betriebsdruck nicht zu sehr vom Kalibrierdruck abweichen.

1 ) Das Gerät wird in der Einbaulage kalibriert, die im Fragebogen im Anhang des Datenblattes angegeben ist.

58 - MFC/MFM

Bypass-Sensor konventioneller Technologie "capillary"

(Typen 8710/8700)

Die Messung erfolgt auch hier nach dem Bypass-Prinzip. Ein Laminar-Flow-

Element im Hauptkanal erzeugt einen geringen Druckabfall, welcher einen kleinen

Teil des Gesamtdurchflusses, der diesem aber proportional ist, durch das eigentliche Sensorröhrchen treibt. Auf das dünne Edelstahlröhrchen sind zwei Heizwiderstände aufgewickelt, welche in einer Messbrücke verschaltet sind. Bei

Durchfluss wird durch die Strömung Wärme in Fließrichtung transportiert und damit die vorher abgeglichene Brücke verstimmt.

Gas

N

2

Luft

O

2

H

2

Ar

He

CO

2

Funktionsschema des Bypass-Messprinzip "capillary"

Die Dynamik der Messung wird durch die als thermische Barriere wirkende Wandung des Sensorröhrchens bestimmt und ist deshalb prinzipbedingt deutlich schlecher als bei Sensoren mit Widerständen direkt im Mediumsstrom. Durch softwaretechnische Maßnahmen werden im Regler Ausregelzeiten erreicht, die für einen großen Teil der Anwendungen ausreichend sind (im Bereich weniger

Sekunden).

Vorgeschaltete Filterelemente sind bei verunreinigten Medien zu empfehlen, um eine Veränderung des Teilerverhältnisses zwischen Hauptstrom und Sensorröhrchen sowie eine Veränderung der Wärmeübergänge durch Ablagerung an der

Wandung zu verhindern.

Mit diesen Sensoren können z. T. auch aggressive Gase geregelt werden, da alle wesentlichen mediumsberührten Teile aus Edelstahl gefertigt sind.

Außerdem ist bei diesem Sensorprinzip die Umrechnung zwischen verschiedenen

Gasen möglich. Eine Auswahl von Faktoren finden Sie in der Tabelle, weitere auf

Anfrage.

Q(Gas) = f x Q(N2)

Faktor f

1,00

1,00

0,99

1,01

1,4

1,41

0,76

Bei Anwendung der Gasfaktoren kann es zu Messfehlern kommen, die außerhalb der Datenblattspezifikation liegen. Bei Anwendungen, die eine hohe

Genauigkeit erfordern, wird eine Kalibrierung unter

Einsatzbedingungen empfohlen.

MFC/MFM - 59

Bypass-Sensor in CMOSens

®

-Technologie

(Typen 8713 / 8703 / 8712 / 8702 / 8711 / 8701)

Der Massendurchfluss wird bei dieser Technologie in einem speziell geformten

Strömungskanal gemessen, dessen Wandung an einer Stelle einen Si-Chip mit einer freigeätzten Membran enthält. Auf dieser Membran sind in CMOSens

®

-

Technologie ein Heizwiderstand sowie symmetrisch zu diesem stromaufwärts und stromabwärts zwei Temperatursensoren aufgebracht.

Wird der Heizwiderstand mit einer konstanten Spannung gespeist, ist die

Differenzspannung der Temperatursensoren ein Maß für den Massendurchfluss des im Strömungskanal über den Chip strömenden Gases.

Gasstrom

Sensor Element Heizer T-Sensoren

Bild: Prinzipdarstellung des Bypass-Sensor in CMOSens ® -Technologie

Der Querschnitt des Strömungskanals ist so klein, dass schon bei Durchflüssen von weniger als 1 cm

N

3

/min ein ausreichendes Messsignal erzeugt wird. Die obere

Messgrenze ist erreicht, wenn die ursprünglich laminare Strömung im Kanal turbulent wird. Höhere Durchflussbereiche kann man erschließen, indem man in einen parallelgeschalteten größeren Kanal ein Bypass-Element einbringt, das die gleiche

Durchfluss-Druck-Charakteristik aufweist wie der Sensorkanal. Bei konstantem

Teilerverhältnis kann dann aus der Messung der Teilmenge nach entsprechender

Kalibrierung auf den Gesamtdurchfluss rückgeschlossen werden.

Die geringe thermische Masse der Temperatursensoren und deren direkter Kontakt mit der Strömung (bis auf eine Schutzschicht) haben zur Folge, dass das

Sensorsignal auf spontan auftretende Durchflussänderungen sehr schnell reagiert. Dadurch kann der MFC Sollwert- oder Istwertänderungen innerhalb von wenigen 100 ms ausregeln. Darüber hinaus hat der Sensor eine hohe Empfindlichkeit bis hin zu kleinsten Durchflüssen sowie zusätzliche Korrektur- und Diagnosemöglichkeiten über das Signal eines weiteren Temperatursensors auf dem Chip.

60 - MFC/MFM

Regelelektronik

Die Verarbeitung der aktuellen Soll- und Ist-Durchflüsse und die Ansteuerung des

Stellgliedes wird von einer Mikroprozessorelektronik durchgeführt.

Das Sensorsignal wird von der Regelelektronik gefiltert und mit Hilfe der im Gerät hinterlegten Kalibrierkurve in einen dem Ist-Durchfluss entsprechenden Wert umgewandelt.

Damit auch kritische Prozesse geregelt werden können, in denen zu schnelle

Durchflussänderungen nicht zulässig sind, kann über die Software

"MassFlowCommunicator" eine Rampenfunktion aktiviert werden (siehe Anhang

C). Hierbei sind die Parameter für einen steigenden und einen fallenden Sollwert getrennt einstellbar. Näheres zur Rampenfunktion entnehmen Sie der Softwaredokumentation.

Regelabweichung:

Regelabweichung xd

=

=

Sollwert

w

-

-

Istwert

x

Die Regelabweichung wird nach einem PI-Regelalgorithmus verarbeitet.

Die Regelparameter werden typenspezifisch im Werk eingestellt. Um die Eigenschaften der Regelstrecke zu berücksichtigen, arbeitet der Regler mit streckenabhängigen Verstärkungsfaktoren. Beim Ablauf der Autotune-Routine werden diese automatisch ermittelt.

Im Gerät ist ein Parameter hinterlegt, mit dem die Regeldynamik, mit Hilfe der

Software "MassFlowCommunicator", verändert werden kann. Seine Extremwerte sind ein sehr schnelles Ausregeln, wobei ggf. Überschwinger in Kauf genommen werden, bzw. ein langsameres asymptotisches Ausregeln auf den gewünschten

Durchfluss. Ersteres kann dazu führen, dass der Regler schon auf sehr geringe

Regelabweichungen sofort reagiert, wodurch die Regelung sehr unruhig werden kann. Bei weniger dynamischen Prozessen kann das Verhalten des Reglers gedämpft werden, so dass kleine Schwankungen beim Istwert oder Sollwert nur langsam ausgeregelt werden.

Als Stellgröße wird an das Proportionalventil ein pulsweitenmoduliertes (PWM-)

Signal ausgegeben. Die Frequenz dieses Signals ist auf das jeweils verwendete

Ventil abgestimmt.

Um die Dichtschließfunktion des Ventils zu gewährleisten, ist eine Nullpunktabschaltung integriert. Diese wird aktiv, wenn gleichzeitig nachfolgende Bedingungen eintreten:

Sollwert < 2 % vom Nenndurchfluss

und Istwert < 2 % vom Nenndurchfluss 1)

Bei aktiver Nullpunktabschaltung wird das PWM-Signal auf 0 % gesetzt, so dass das Ventil komplett geschlossen ist.

1 ) Bei den Typen 8711 / 8712 / 8713 größere Regelspanne auf Anfrage

MFC/MFM - 61

Der Sollwert wird je nach Geräteausführung alternativ über den Normsignaleingang als analoges Signal oder digital über die Feldbusschnittstelle vorgegeben.

Unabhängig vom Regelzustand wird der aktuelle, vom Sensor gemessene Durchflusswert analog über den Normsignalausgang bzw. digital über die Feldbusschnittstelle ausgegeben.

Um ein dynamisches bzw. ruhigeres Istwert-Ausgangssignal zu erhalten, lässt sich der Filtergrad des Ausgangssignals mit der Software

"MassFlowCommunicator" verändern.

Proportionalventil

In allen MFC-Baureihen werden als Stellglieder direktwirkende Hubanker-

Proportional-Ventile aus dem Bürkert-Ventilprogramm eingesetzt. Konstruktive

Maßnahmen, insbesondere bei den Ventilen in den MFC für geringe Durchflüsse

(Typen 8713 / 8712 / 8711 / 8710), sorgen für eine reibungsarme Führung des bewegten Ankers. Diese stellt in Verbindung mit der PWM- Ansteuerung eine stetige, weitgehend lineare Kennlinie sowie eine hohe Ansprechempfindlichkeit sicher. Beides ist für die optimale Funktion im geschlossenen Regelkreis des MFC wichtig.

Die Nennweiten der Ventile ergeben sich aus dem geforderten Nenndurchfluss

Q nenn

, den Druckverhältnissen in der Anwendung und der Dichte des Betriebsgases.

Anhand dieser Daten wird vom Hersteller ein Proportionalventil ausgewählt, dessen Durchflussbeiwert k

Vs entsprechend der Durchflussgleichungen bei den spezifizierten Druckverhältnissen einen maximalen Durchfluss von mindestens dem geforderten Nenndurchfluss ermöglicht : a) bei unterkritischer Strömung (p

2

> p

1

/2) :

Q max

= 514 *

∆

p

ρ

N

*

p

2

*

T

1

*

k

Vs

> Q nenn

(1) bzw.

b) bei überkritischer Strömung (p

2

< p

1

/2) :

Q max

= 257 *

ρ

N

1

*

T

1

* p1*

k

Vs

> Q nenn

(2)

Die Drücke p

1

und p

2

in Gleichung (Gl.) (1) und (2) sind dabei auf Messstellen direkt vor bzw. nach dem MFC zu beziehen.

Oftmals sind die Drücke vor und nach dem MFC nicht bekannt, sondern nur die

Eingangs- und Ausgangsdrücke p

Druckabfalls p

1

* -p

2

*

1

* und p

2

* für die gesamte Anlage. Ein Teil des

erfolgt dann über andere Strömungswiderstände (Absperrventile, Düsen, Rohrleitungen, Filter etc.), deren Durchflussbeiwert in einer Größe k

Va

zusammengefasst werden kann.

62 - MFC/MFM

Aus dem gewünschten Nenndurchfluss Q nenn

und den Drücken p

1

*

und p

2

*

ist in diesem Falle analog zu Gl. (1) oder (2) zunächst der minimale Durchflussbeiwert der Gesamtanlage k

Vges

zu ermitteln. Über die Beziehung

⎟

2

2 2

(3)

k

Vges k

Vs k

Va

welche die Reihenschaltung der Widerstände des MFC (k

Vs beschreibt, lässt sich bei bekanntem k

Va

der erforderliche k

) und der Anlage (k

Va

Vs

)

-Wert des MFC bzw.

die Nennweite des Stellgliedes ermitteln. Diese wird größer ausfallen, als wenn die

übrigen Strömungswiderstände nicht vorhanden wären.

Die sogenannte Ventilautorität

ψ =

( )

( )

V

0

0 =

[

k

Va

2

k

Vs

2

+

k

Vs

2

]

(4) ist für die Regeleigenschaften des MFC in der Anlage wichtig. Sie sollte nicht unter einem Wert von 0,3 ... 0,5 liegen.

Bedeutung der Formelzeichen: k

Vges k

Va

Durchflussbeiwert der Anlage mit eingebautem MFC

Durchflussbeiwert der Anlage ohne eingebauten MFC (kann ermittelt werden, indem man die Leitung am Einbauort des MFC „kurzschließt“) k

Vs

ρ

N

Durchflussbeiwert des MFC bei voll geöffnetem Stellglied in [m³/h]

Dichte des Mediums in [kg/m

3

] unter Normbedingungen (1013 mbar, 273 K)

T

1

Temperatur des Gases in K p

1

, p

2

Absolutdrücke in [bar] vor und nach dem MFC

∆p = p

1

- p

2

Q max

Q nenn

Maximaldurchfluss des Ventils in [l

Nenndurchfluss des MFC in [l ausgeregelt wird

N

N

/min]

/min], der bei 100 % Sollwert

(

∆p)

0

Druckabfall über die gesamte Anlage

(

∆p)

V0 der Anteil davon, der über den MFC bei voll geöffnetem Ventil abfällt.

MFC/MFM - 63

HINWEIS

Die Anlage darf von ihrem Strömungsbeiwert (k

Va

) her nicht so knapp ausgelegt sein, dass beim gewünschten Nenndurchfluss schon der weitaus größte Teil des verfügbaren Druckabfalles dort verbraucht und dann die Ventilnennweite des MFC so groß gewählt wird (k

Vs

>> k

Va

), dass über den MFC nur noch der geringe verbleibende Rest des Druckes abfällt. Dann wird die Ventilautorität zu klein und nur ein geringer Teil des Arbeitsbereiches des Ventils genutzt.

Das kann die Auflösung und die Regelgüte im allgemeinen stark beeinträchtigen.

Bei zu „knapper“ Auslegung der Anlage hilft nicht die Erhöhung der

Nennweite des MFC-Ventils, sondern vielmehr entweder eine Erhöhung des Vordrucks bzw. eine Vergrößerung des k

Va

-Wertes, z.B.

durch größere Rohrdurchmesser, mit der die Ventilautorität im zulässigen Bereich gehalten wird.

Wenn das Gerät innerhalb des spezifizierten Druckbereichs betrieben wird, übernimmt das Proportionalventil gleichzeitig mit der Regelfunktion auch die Dichtschließfunktion.

64 - MFC/MFM

TECHNISCHE DATEN

Umweltprüfungen

• Temperaturwechsel nach EN 60068-2-14, Nb und EN 60068-2-33

• Feuchte Wärme nach EN 60068-2-38, Z/AD

• Schocken nach EN 60068-2-27

• Schwingen nach EN 60068-2-6

• IP-Schutzart nach EN 60529

• Freifallen nach EN 60068-2-32

• UPS-Falltest nach DIN ISO 2248 und DIN ISO 2206

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

Alle Geräte sind CE-konform für den Bereich Industrie und haben die damit verbundenen EMV-Prüfungen nach

EN 50081-2:03/94 „Fachgrundnorm Störaussendung; Teil 2: Industriebereich“

EN 50082-2:02/96 „Fachgrundnorm Störfestigkeit; Teil 2: Industriebereich“ bestanden.

Kommunikations-Schnittstelle

RS232: Direkter Anschluss an PC über RS232-Adapter, Kommunikation mit spezieller Software (MassFlowCommunicator – siehe Anhang C).

Für die Typen 8711 / 8701, 8713 / 8703 und 8710 / 8700 ist ein externer

Schnittstellentreiber notwendig (im Adapter für diese Typen ist dieser

Treiber integriert - siehe Anhang A).

RS485: Anschluss über RS485-Adapter (außer Typen 8713 / 8703)

BUS: Profibus DP- oder DeviceNet - Anschaltung (nur Bus-Geräte)

Dichtwerkstoffe

FKM (andere Dichtmaterialien auf Anfrage)

Die Verträglichkeit des Dichtwerkstoffes mit den gängigen Betriebsmedien entnehmen Sie den Bürkert-Beständigkeitstabellen.

ACHTUNG!

Die Angaben in dieser Tabelle haben orientierenden Charakter und ersetzen nicht eigene Tests unter den jeweiligen Betriebsbedingungen. Insbesondere kann aus ihnen keine Gewährleistung für die Medienverträglichkeit abgeleitet werden.

MFC/MFM - 65

Typ 8626 / 8006 MASS FLOW INLINE

Endwertebereich (Q

Betriebsmedien max. Betriebsdruck nenn

)

Kalibriermedium

Mediumstemperatur

Umgebungstemperatur

Messgenauigkeit

(nach 15 min. Aufwärmzeit)

Linearität

Reproduzierbarkeit

Messspanne

25 ... 1500 I

N

/min (Bezugsmedium N

2

) neutrale, nicht kontaminierte Gase, andere auf Anfrage

10 bar, abhängig von der Ventilnennweite

Betriebsgas oder Luft

-10 ... + 70 °C

-10 ... + 45 °C

± 1,5 % v. M. ± 0,3 % v. E.

± 0,25 % v. E.

± 0,1 % v. E.

1 : 50

< 500 ms Ausregelzeit (T

95%

)

Betriebsspannung

Anschlussquerschnitt

Leistungsaufnahme

Galvanische Trennung

Sollwertvorgabe

(wählbar)

24 V DC ± 10 %; Restwelligkeit < 5 % min. 0,5 mm² (0,75 mm² bei Ventil Typ 2836)

20 W - max. 50 W (Typ 8626, abh. vom Ventil)

22,5 W - max. 52,5 W (Typ 8626 Bus, abh. vom

Ventil)

10 W (Typ 8006)

12,5 W (Typ 8006 Bus) ja

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA

2,5 mV bzw. 5 µA

> 20 kOhm

Auflösung

Eingangsimpedanz

(Spannungseingang)

Eingangsimpedanz

(Stromeingang)

3 Binäreingänge

Istwertausgabe

(wählbar)

< 300 Ohm

Low-aktiv, zur Aktivierung mit GND verbinden

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA

10 mV bzw. 20 µA

10 mA

Auflösung

max. Strom

(Spannungsausgang)

max. Bürde (Stromausgang) 600 Ohm

2 Relaisausgänge Potentialfreie Wechsler 60 V, 1 A, 60 VA

Anschlüsse 8pol. Buchse

15pol. SUB-HD-Buchse

9pol. SUB-D-Buchse (nur bei Busausführung)

Schutzart

Werkstoff Gehäuse

Werkstoff Deckel

IP 65 (mit den vorgeschriebenen Steckern)

Aluminium (eloxiert) oder Edelstahl 1.4305

Aluminium Druckguss lackiert

Einbaulage horizontal oder vertikal

66 - MFC/MFM

Typ 8710 / 8700 MASS FLOW

Endwertebereich (Q

Betriebsmedien nenn

) 0,005 ... 1,0 l

N


2

) neutrale, nicht kontaminierte Gase; andere auf Anfrage max. Betriebsdruck

(Eingangs- / Vordruck)

Kalibriermedium

Mediumstemperatur

Umgebungstemperatur

Messgenauigkeit


Linearität

Reproduzierbarkeit

Messspanne



-10 ... +70 °C

-10 ... +50 °C

± 1,5 % v. M. ± 0,3 % v. E.

± 0,25 % v. E.

± 0,1 % v. E.

1 : 50

Ausregelzeit (T

95%

)

Betriebsspannung


Leistungsaufnahme

< 3 s

24 V DC ± 10 %; Restwelligkeit < 5 % min. 0,25 mm² (besser 0,5 mm²) max. 6,5 W (abhängig vom Ventil) / max. 9 W (bei Busausführung) nein Galvanische Trennung

Sollwertvorgabe

(wählbar)

Auflösung

Eingangsimpedanz

(Spannungseingang)

Eingangsimpedanz

(Stromeingang)

2 Binäreingänge

Istwertausgabe

(wählbar)

Auflösung

max. Strom

(Spannungsausgang)

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA oder 4 ... 20 mA

2,5 mV bzw. 5 µA

> 20 kOhm

< 300 Ohm


0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA oder 4 ... 20 mA

10 mV bzw. 20 µA

10 mA


1 Relaisausgänge Potentialfreier Wechsler 25 V, 1 A, 25 VA

Anschlüsse 15pol. SUB D Stecker

5 pol. M12 Stecker (nur bei DeviceNet)

5 pol. M12 Buchse B-codiert (nur bei Profibus

DP)

Schutzart

Werkstoff Gehäuse

Werkstoff Deckel

Einbaulage

IP 50

Aluminium oder Edelstahl

PBT horizontal oder vertikal

MFC/MFM - 67

Typ 8711 / 8701 MASS FLOW CMOSens

®

Endwertebereich (Q nenn

) 0,02 ... 50 l

N

/ min (Bezugsmedium N

2

)

Betriebsmedien max. Betriebsdruck

(Eingangs- / Vordruck)

Kalibriermedium

Mediumstemperatur

Umgebungstemperatur

Messgenauigkeit


Linearität

Reproduzierbarkeit

Messspanne

Ausregelzeit (T

95%




-10 ... + 70 °C

-10 ... + 50 °C

± 0,8 % v. M. ± 0,3 % v. E.

± 0,1 % v. E.

± 0,1 % v. E.

1 : 50, höhere Messspanne auf Anfrage

< 300 ms

Betriebsspannung


Leistungsaufnahme


Sollwertvorgabe

(wählbar)

24 V DC ± 10 %; Restwelligkeit < 5 % min. 0,25 mm² (besser 0,5 mm²) max. 13 W (abhängig vom Ventil) nein

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA oder 4 ... 20 mA

2,5 mV bzw. 5 µA

> 20 kOhm

Auflösung

Eingangsimpedanz

(Spannungseingang)

Eingangsimpedanz

(Stromeingang)

2 Binäreingänge

Istwertausgabe

(wählbar)

< 300 Ohm


0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA oder 4 ... 20 mA

Auflösung

max. Strom

(Spannungsausgang)

10 mV bzw. 20 µA

10 mA


1 Relaisausgang Potentialfreier Wechsler 25 V, 1 A, 25 VA

Anschlüsse 15pol. SUB-D-Stecker

5 pol. M12 Stecker (nur bei DeviceNet)

5 pol. M12 Buchse B-codiert (nur bei Profibus

DP)

IP 50 Schutzart

Werkstoff

Gehäuse

Deckel

Einbaulage

Aluminium oder Edelstahl

Stahlblech verchromt oder PBT horizontal oder vertikal

68 - MFC/MFM


®

Endwertebereich (Q

Betriebsmedien nenn

) max. Betriebsdruck

Kalibriermedium

Mediumstemperatur

Umgebungstemperatur

Messgenauigkeit


Linearität

Reproduzierbarkeit

Messspanne

Ausregelzeit (T

95%

)

Betriebsspannung


0,02 ... 50 l

N


2




-10 ... + 70 °C

-10 ... + 50 °C

± 0,8 % v. M. ± 0,3 % v. E.

± 0,1 % v. E.

± 0,1 % v. E.

1 : 50; höhere Messspanne auf Anfrage

< 300 ms

Leistungsaufnahme


Sollwertvorgabe

(wählbar)

24 V DC ± 10 %; Restwelligkeit < 5 % min. 0,25 mm² (besser 0,5 mm²) max. 6,5 W (Typ 8712) max. 9 W (Typ 8712 Bus)

2,5 W (Typ 8702)

5 W (Typ 8702 Bus) ja

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA

2,5 mV bzw. 5 µA

> 20 kOhm

Auflösung

Eingangsimpedanz

(Spannungseingang)

Eingangsimpedanz

(Stromeingang)

3 Binäreingänge

Istwertausgabe

(wählbar)

< 300 Ohm


0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA

10 mV bzw. 20 µA

10 mA

Auflösung

max. Strom

(Spannungsausgang)


2 Relaisausgänge Potentialfreie Wechsler 60 V, 1 A, 60 VA

Anschlüsse

Schutzart

8pol. Buchse

15pol. SUB-HD-Buchse



Werkstoff Gehäuse / Deckel Edelstahl 1.4305 / PBT


MFC/MFM - 69


®

Endwertebereich (Q

Betriebsmedien nenn

) max. Betriebsdruck

Kalibriermedium

Mediumstemperatur

Umgebungstemperatur

Messgenauigkeit


Linearität

Reproduzierbarkeit

Messspanne

Ausregelzeit (T

95%

)

Betriebsspannung


Leistungsaufnahme


Sollwertvorgabe

1 Binäreingang

Istwertausgabe

0,02 ... 50 l

N


2




-10 ... + 70 °C

-10 ... + 50 °C

± 0,8 % v. M. ± 0,3 % v. E.

± 0,1 % v. E.

± 0,1 % v. E.

1 : 50; höhere Messspanne auf Anfrage

< 300 ms

24 V DC ± 10 %; Restwelligkeit < 5 % min. 0,25 mm² (besser 0,5 mm²) max. 6,5 W ja

Digitale Kommunikation über RS 485


Digitale Kommunikation über RS 485

1 Relaisausgang

Anschlüsse

Potentialfreie Wechsler 25 V, 1 A, 25 VA

9pol. SUB-D-Stecker

Schutzart IP 50

Werkstoff Gehäuse / Deckel Aluminium oder Edelstahl 1.4305 /

Stahlblech, verchromt


70 - MFC/MFM

Typ 8716 / 8706 MASS FLOW INLINE

Endwertebereich (Q nenn

) 8716: 25 ... 500 l

N


2

)

8706: 25 ... 1500 l

N


2

)

Betriebsmedien neutrale, nicht kontaminierte Gase; andere auf

Anfrage max. Betriebsdruck

Kalibriermedium



Mediumstemperatur -10 ... + 70 °C

Umgebungstemperatur -10 ... + 45 °C

Messgenauigkeit

(nach 15 min.

Aufwärmzeit)

± 1,5 % v. M. ± 0,3 % v. E.

Linearität

Reproduzierbarkeit

Messspanne

Ausregelzeit (T

95%

)

Betriebsspannung


± 0,25 % v. E.

± 0,1 % v. E.

1 : 50

< 500 ms

24 V DC ± 10 %; Restwelligkeit < 5 % min. 0,5 mm²

Leistungsaufnahme

20 W - max. 30 W (Typ 8716, abh. vom Ventil)

22,5 W - max. 32,5 W (Typ 8716 Bus, abh. vom Ventil)

10 W (Typ 8706)

12,5 W (Typ 8706 Bus)

Galvanische Trennung ja

Sollwertvorgabe

(wählbar)

Auflösung

0 ... 10 V , 0 ... 5 V, 0 ... 20 mA, 4 ... 20 mA

2,5 mV bzw. 5 µA

Eingangsimpedanz

(Spannungseingang) > 20 kOhm

Eingangsimpedanz

(Stromeingang)

3 Binäreingänge

< 300 Ohm


Istwertausgabe

(wählbar)

Auflösung

0 ... 10 V, 0 ... 5 V, 0 ... 20 mA, 4 ... 20 mA

10 mV bzw. 20 µA

max. Strom

(Spannungsausgang) 10 mA

max. Bürde

(Stromausgang) 600 Ohm

2 Relaisausgänge

Anschlüsse

Schutzart

Werkstoff Gehäuse

Werkstoff Deckel

Einbaulage

Potentialfreie Wechsler 60 V, 1 A, 60 VA

8pol. Buchse; 15pol. SUB-HD-Buchse;



Aluminium (eloxiert) oder Edelstahl 1.4305

PBT horizontal oder vertikal

MFC/MFM - 71

MONTAGE, INSTALLATION UND INBETRIEBNAHME

Maßzeichnungen

Bild: Typ 8626 / 8006 MASS FLOW INLINE (Ausführung mit Ventil 6022 und Standard-Sensorblock)

2 x M 4 - 6 deep

87

Bus version

12

107

12

Bus version

16,5

Bus version

Bild.: Typ 8710 / 8700 MASS FLOW CAPILLARY / Typ 8711/8701 MASS FLOW CMOSens ®

72 - MFC/MFM

Bild: Typ 8711 / 8701 MASS FLOW CMOSens ® (mit Stahlblechdeckel)

M4 - 6 deep

M4 - 6 deep

150 ca. 3.5

12

Bild: Typ 8711 mit externem Ventil

170

12 ca. 24

37

MFC/MFM - 73

Bild: Typ 8712 / 8702 MASS FLOW CMOSens ®

Bild: Typ 8713 / 8703 MASS FLOW CMOSens ®

74 - MFC/MFM

Bild: Typ 8716 / 8706 MASS FLOW INLINE (mit Standard-Sensorblock)

MFC/MFM - 75

Allgemeine Hinweise zu Installation und Betrieb

Beachten Sie vor der Installation:

Schalten Sie geeignete Filter vor, um die Sauberkeit des Betriebsmediums zu gewährleisten.

Beachten Sie die Einbaulage (siehe Kalibrierdaten).

Sehen Sie ein Netzteil mit ausreichender Leistung vor.

Beachten Sie die max. Restwelligkeit der Betriebsspannung.

Entfernen Sie vor dem Einbau des MFC Verschmutzungen aus den Rohren.

Gehen Sie bei der Inbetriebnahme eines MFC/MFM in der beschriebenen

Reihenfolge vor:

1. Mechanische und fluidische Installation

2. Elektrische Installation

3. Beaufschlagen mit Betriebsmedium

4. Regulärer Arbeitsbetrieb

HINWEIS

Die festgelegte Genauigkeit wird erst dann erreicht, wenn nach dem

Einschalten die thermischen Ausgleichsvorgänge abgelaufen sind und das Gerät seine Betriebstemperatur erreicht hat (die Zeit ist abhängig vom Gerätetyp, siehe Technische Daten).

76 - MFC/MFM

Betrieb mit zusätzlichem Absperrventil

Das im MFC integrierte Proportionalventil übernimmt die Dichtschließfunktion, dadurch ist ein zusätzliches Absperrventil in dem Medienkreis nicht erforderlich.

Falls aus sicherheitstechnischen Gesichtspunkten dennoch ein zusätzliches

Absperrventil vor bzw. hinter dem MFC gesetzt wird, sollte die Ansteuerung in folgender Reihenfolge stattfinden:

Start

1. Druckversorgung anschließen

2. Öffnen des Absperrventils

3. Sollwertvorgabe MFC (normaler Regelbetrieb)

Abschalten

1. Sollwertvorgabe MFC auf 0 % setzen

2. Schließen des Absperrventils, wenn Istwert = 0 % erreicht ist

Eine andere Reihenfolge kann dazu führen, dass es beim erneuten Öffnen des

Absperrventils auch bei einem Sollwert Null zu einem kurzen Durchflussimpuls kommt bzw. bei der ersten Sollwertvorgabe ein deutlicher Überschwinger auftritt.

Mechanische und fluidische Installation

Wählen Sie die verfügbaren fluidischen Anschlüsse passend zum maximalen

Durchfluss. Einlaufstrecken sind nicht erforderlich. Falls notwendig liefern wir auch

Sondergrößen, wobei die Auslegung der fluidischen Anlage hinsichtlich Strömung und Druckabfall berücksichtigt werden muss.

Fluidische Anschlüsse

Die Geräte können auf Wunsch auch mit montierten, fluidischen Anschlüssen geliefert weden. Bitte wählen Sie die entsprechenden fluidischen Anschlüsse aus der Tabelle im Anhang B aus.

Anschlüsse am MFC/MFM

Standard-Einschraubgewinde Sonder-Einschraubgewinde

Typ

G 1/4" G 3/8" G 1/2" G 3/4" NPT 1/4 NPT 3/8 NPT1/2 NPT3/4

Flanschausführung

8626

8006

8716

8706

8713

8703

8712

8702

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

8711

8701

8710

8700

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

MFC/MFM - 77

Montage von Klemmringverschraubungen

ACHTUNG!

Achten Sie bei geringen Durchflüssen und hohen Drücken besonders auf die Dichtheit des Systems, um Fehldosierungen bzw. die Leckage von Gasen zu vermeiden.

Um das System einwandfrei abzudichten, gehen Sie bei der Montage wie folgt vor:

Rohrverbindungen spannungsfrei montieren (gegebenenfalls Kompensatoren verwenden).

Rohr mit passendem Durchmesser und glatter Oberfläche verwenden.

Rohr gerade absägen und entgraten.

Überwurf, Stützring (falls vorhanden) und Klemmring in der genannten

Reihenfolge auf das Rohr schieben.

Rohr bis zum Anschlag in die Verschraubung einführen.

Überwurf handfest anziehen.

Mit Schlüssel an der Einschraubseite gegenhalten (nicht das Gerätegehäuse belasten) und 1 ¼ Umdrehungen anziehen.

Elektrische Anschlüsse

ACHTUNG!

Verbinden Sie zur Gewährleistung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) das Gehäuse über ein möglichst kurzes Kabel

(Querschnitt so groß wie möglich) mit der Funktionserde (FE).

Die GND- oder Masse-Leitungen aller Signale des MFC/MFM müssen in jedem Fall einzeln an den MFC herangeführt werden.

(Werden alle GND-Signale direkt am MFC gebrückt und nur eine gemeinsame Leitung zum Schaltschrank geführt, kann es zu

Signalverschiebungen sowie Störungen (Impulse, Schwingungen usw.) der analogen Signale kommen).

Die MFC/MFM werden mit einer 24V-Gleichspannungsversorgung betrieben.

Wählen Sie den Anschlussquerschnitt abhängig vom verwendeten Ventil und möglichst groß (siehe Technische Daten). Geeignete Anschlusskabel finden Sie im Anhang A.

ACHTUNG!

Der 8-polige Rundstecker (Typen 8626 / 8006 / 8712 / 8702 /

8716 / 8706) darf nur handfest angezogen werden.

Schließen Sie die Funktionserde (FE) an der gekennzeichneten Schraube an, z.B. mit Hilfe einer Ringzunge.

78 - MFC/MFM

Anschlussbelegung Typ 8626 / 8006

9pol. Sub-D-Buchse (nur bei Busausführung)


1

Schirm (FE) Funktionserde

2

N. C. (not connected) CAN_L Datenleitung

3

RxD/TxD-P B-Leitung GND

N. C.

N. C.

4

RTS Steuersignal für Repeater

5

GND Datenübertragungspotential

6

VDD

Versorgungsspannung + (P5V)

7

N. C.

8

RxD/TxD-N A- Leitung

9

N. C.

N. C.

CAN_H Datenleitung

N. C.

N. C.

8pol. Buchse (rund)

1

24V - Versorgung +

2

Relais 1 Mittelkontakt

3


4

Relais 1 - Öffner

5

Relais 1 - Schliesser

6

24V - Versorgung GND

7


8

Relais 2 - Öffner

15pol. Sub-HD-Buchse

5

6

7

8

3

4

1

2 analoge Ansteuerung

Sollwerteingang +

Sollwerteingang GND

Istwertausgang +

Busausführung

N. C.

N. C.

N. C.

Binäreingang 2

12V-Ausgang (nur werksinterne Verwendung)

RS232 TxD (direkter Anschluss an PC)

Binäreingang 1

DGND (für Binäreingänge)

9

10

nur werksinterne Verw. (nicht belegen!)


11


12

13

Istwertausgang GND

Binäreingang 3

N. C.

14

15

RS232 RxD (direkter Anschluss an PC)

DGND (für RS232-Schnittstelle)

HINWEIS

Soll ein Gerät des Typs 8626/8006 vor Baujahr 2003 durch ein neueres (ab Baujahr 2003) ersetzt werden, so kann dies mit Hilfe eines Adapters (siehe Anhang A) ohne zusätzlichen Verkabelungsaufwand geschehen.

MFC/MFM - 79


9

10

11

12

13

14

15

7

8

5

6

3

4

1

2

15pol. Sub-D-Stecker

1

Relais - Öffner

2

3

4

Relais - Schließer

Relais - Mittelkontakt

GND für 24 V-Versorgung und Binäreingänge

24 V-Versorgung +

5

6

7

8

9

10

11

12

8 V-Ausgang (nur werksinterne Verwendung)

Sollewerteingang GND

Sollwerteingang +

Istwertausgang GND

Istwertausgang +

DGND (für RS 232)

13

14

15

Binäreingang 1

Binäreingang 2

RS 232 RxD (ohne Treiber)

RS 232 TxD (ohne Treiber)

3

5

4

5

3

Nur bei Feldbusausführung

4

1

2

2

Profibus DP-Buchse B-codiert M12

(DPV1 max. 12 Mbaud)

PIN

3

4

1

2

5

Belegung

VDD

R x D / T x D - N (A-Leitung)

DGND

R x D / T x D - P (B-Leitung)

Schirm

1

DeviceNet - Stecker M12

4

5

2

3

PIN

1

Belegung

Schirm

VDD

DGND

CAN_H

CAN_L

80 - MFC/MFM

9

10

11

12

13

14

15


7

8

5

6

3

4

1

2

8

9

6

7

10

11


1

Relais - Öffner

2

3

Relais - Schließer

Relais - Mittelkontakt

4

5

GND für 24 V-Versorgung und Binäreingänge

24 V-Versorgung +

8 V-Ausgang (nur werksinterne Verwendung)

Sollewerteingang GND

Sollwerteingang +

Istwertausgang GND

12

13

14

15

Istwertausgang +

DGND (für RS 232)

Binäreingang 1

Binäreingang 2

RS 232 RxD (ohne Treiber)

RS 232 TxD (ohne Treiber)

3

5

4

5

3

4

1

2

Nur bei Feldbusausführung

2

Profibus DP-Buchse B-codiert M12


4

5

2

3

PIN

1

Belegung

VDD

R x D / T x D - N (A-Leitung)

DGND

R x D / T x D - P (B-Leitung)

Schirm

1

DeviceNet - Stecker M12

4

5

2

3

PIN

1

Belegung

Schirm

VDD

DGND

CAN_H

CAN_L

MFC/MFM - 81



1

PROFIBUS DP

2


DeviceNet


CAN_L Datenleitung

3

4

RxD/TxD-P B-Leitung


5


6

VDD


7

N. C.

8


9

N. C.

GND

N. C.

N. C.

N. C.

CAN_H Datenleitung

N. C.

N. C.

3

4

1

2

15pol. Sub-HD-Buchse analoge Ansteuerung

Sollwerteingang +

Sollwerteingang GND

Istwertausgang +

Busausführung

N. C.

N. C.

N. C.

Binäreingang 2

7

8

5

6



Binäreingang 1

DGND (für Binäreingänge) nur werksinterne Verw. (nicht belegen!)

9

10

11



12

13

Istwertausgang GND

Binäreingang 3

N. C.

14

15




1

24V - Versorgung +

2


3


4

Relais 1 - Öffner

5


6


7


8

Relais 2 - Öffner

82 - MFC/MFM



1

Binärteingang (bezogen auf GND PIN 2)

2

GND

3

Stromversorgung +24 V DC

4

Relais, C contact

5

Relais, NC contact

6

TX+ (RS 485-Y)*

7

TX- (RS 485-Z)*

8

RX- (RS 485-B)*

9

RX+ (RS 485-A)*

* Für Halb-Duplex-Betrieb Pin 6 mit Pin 9 und Pin 7 mit Pin 8 verbinden.

MFC/MFM - 83



1

PROFIBUS DP

2


DeviceNet


CAN_L Datenleitung

3

4

RxD/TxD-P B-Leitung


5


6

VDD


7

N. C.

8


9

N. C.

GND

N. C.

N. C.

N. C.

CAN_H Datenleitung

N. C.

N. C.

8

9

10

1

2

3

6

7

4

5

15pol. Sub-HD-Buchse analoge Ansteuerung Busausführung

Sollwerteingang +

Sollwerteingang GND

Istwertausgang +

N. C.

N. C.

N. C.

Binäreingang 2



Binäreingang 1

DGND (für Binäreingänge) nur werksinterne Verw. (nicht belegen!)


11

12


Binäreingang 3

13

Istwertausgang GND

14

N. C.


15



1

24V - Versorgung +

2


3


4

Relais 1 - Öffner

5


6


7


8

Relais 2 - Öffner

84 - MFC/MFM

Ein- / Ausgänge

Typenübersicht

Typ

X

-

-

-

-

-

-

X

-

-

-

X

-

-

-

Sollwerteingang

-

X

-

-

-

-

X

8006

8626

8006 Bus

8626 Bus

8700

8710

8700 Bus

8710 Bus

8701

8711

8701 Bus

8711 Bus

8702

8712

8702 Bus

8712 Bus

8703

8713

8706

8716

8706 Bus

8716 Bus

X

-

-

-

X

-

-

X

-

-

X

X

-

-

X

Istwertausgang

X

X

-

-

-

X

X

-

X

X

X

-

X

X

-

X

X

-

-

X x

-

BUS-Anschaltung

-

-

X

X

X

-

-

4

4

4

3

4

4

3

4

4

3

4

3

3

3

3

LED Binäreingänge

3

3

3

4

4

4

4

2

2

2

3

3

3

3

3

3

3

1

3

3

1

3

3

2

3

2

2

2 1

2 1

1

1

2

2

1

2

2

2

2

2

1

1

2

Relaisausgänge

1

1

1

2

2

2

2

HINWEIS

Optional erhalten Sie die PC-Software "MassFlowCommunicator".

Mit dieser ist das Normsignal für den Sollwerteingang und den

Istwertausgang zwischen 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0 - 20 mA und 4 - 20 mA umschaltbar (siehe Anhang C).

Sollwerteingang

Der Sollwerteingang dient zur analogen Sollwertvorgabe über ein Normsignal für den MFC.

Istwertausgang

Der Istwertausgang gibt den aktuellen Durchflusswert als Normsignal aus.

MFC/MFM - 85

Busanschaltung

Die Typen 8626, 8006, 8716, 8706, 8712, 8702, 8711, 8701, 8710 und 8700 sind als Bus-Versionen erhältlich. Soll- und Istwert werden hier in digitaler Form über den Bus empfangen bzw. rückgemeldet. Es kann zwischen einer PROFIBUS DPund einer DeviceNet-Anschaltung gewählt werden (siehe auch Ergänzung zur

Bedienungsanleitung für Feldbus-Geräte oder serielle Kommunikation RS 232 /

RS 485).

Leuchtdioden zur Anzeige des Betriebszustandes (Default-Belegung)

POWER LED

(grün) blinkt Autotune Funktion aktiv

COMMUNICATION LED

(gelb)

leuchtet Das Gerät kommuniziert über Bus oder RS-

Schnittstelle.

LIMIT (y) LED

leuchtet Das Gerät ist mit Betriebsspannung versorgt.

ERROR LED

leuchtet Bei MFC: zeigt an, dass die Stellgröße des Ventils nahezu 100 % erreicht hat. In der Praxis bedeutet dies meist, dass der Druck am

Regler nicht ausreicht, um den gewünschten Durchfluss zu realisieren.

Bei MFM: zeigt an, dass der Istwert nahezu den

Nenndurchfluss erreicht hat.

(blau)

(rot)

blinkt

leuchtet Nicht schwerwiegender Fehler, z.B. nicht erfolgreich abgeschlossene Autotune oder defekte LED

blinkt

Das Gerät befindet sich in einem anderen

Betriebszustand als Regelbetrieb oder

Autotune.

Schwerwiegender Fehler, z.B. Sensorbruch oder fehlerhafte interne

Spannungsversorgung

Binäreingänge (Default-Belegung)

Um das jeweilige Ereignis auszulösen, muss der Binäreingang für mindestens

0,5 s mit DGND verbunden werden.

Funktionen

Binäreingang 1

Binäreingang 2

Autotune-Funktion (bei MFM nicht zugeordnet) nicht zugeordnet

(bei den Typen 8713 / 8703 nicht vorhanden)

(bei zweiter Gaskalibrierung Umschaltung Gas 1 - Gas 2)

Binäreingang 3 nicht zugeordnet

(bei den Typen 8710 / 8700 /8711 / 8701 / 8713 / 8703 nicht vorhanden)

86 - MFC/MFM

Binärausgänge (Default-Belegung)

Die Binärausgänge sind als Relaisausgänge (potentialfreie Wechsler) ausgeführt.

Funktionen

Relais 1**

Relais 2*

LIMIT (y)

ERROR (bei schwerwiegendem Fehler, z.B. Sensorbruch oder

Fehler bei interner Spannungsversorgung)

* (bei den Typen 8710 / 8700 / 8711 / 8701 / 8713 / 8703 nicht vorhanden)

** (bei den Typen 8713 / 8703 als Öffner ausgeführt)

HINWEIS

Die Funktionen der POWER- und ERROR-LED sind nicht veränderbar.

Die hier beschriebenen Funktionen der Normsignalein- und ausgänge und der Binärein- und -ausgängen sind Einstellungen im

Auslieferungszustand.

Anwendungsspezifische Belegung der Ein- und Ausgänge

Die MFCs geben dem Anwender zusätzlich die Möglichkeit den Binärein- und – ausgängen andere oder weitere Funktionen zuzuweisen. Dadurch können die

Geräte auf besondere Bedingungen in der Anlage oder auf spezifische Anforderungen der Anwendung eingestellt werden.

Diese Funktionen können mit der Kommunikationssoftware (MassFlow-

Communicator – siehe Anhang C) eingestellt werden. Die Einstellung der Funktionen wird in der Hilfefunktion des MassFlowCommunicators im Menüpunkt

„Assignment of In- and Outputs“ detailliert erklärt.

Leuchtdioden im Gerät

Die, im Gerät integrierten, Leuchtdioden zeigen die Stati von zuvor zugewiesenen Funktionen an, z. B.

- Anzeige der im aktuellen Betrieb genutzten Gaskalibrierung

- Anzeige der aktiven Binäreingänge

- Ventil wird ganz geöffnet oder geschlossen

- Ausregeln des Sicherheitswertes

- Sollwertprofil des Gerätes wird ausgeregelt

- Steuerbetrieb aktiv / inaktiv

- Kommunikation aktiv / inaktiv

- Herkunft des Sollwertes - Bus / serielle Kommunikation

- Verschiedenste Bus- oder Kommunikationsstati

(Siehe Hilfefunktion MassFlowCommunicator - „Assignment of In- and Outputs“)

MFC/MFM - 87

Binärausgänge

Die Binärausgänge des MFCs können verwendet werden, um bestimmte Zustände, die spezifisch definiert werden können, an eine übergeordnete Steuerung weiterzuleiten und dort zu verarbeiten.

Die Binärausgänge lassen zudem Aussagen über den Gerätestatus zu und können zur Diagnose und zur Behebung von Fehlfunktionen genutzt werden.

- Gerätestatus

AutoTune-Modus aktiv aktive Gaskalibrierung aktiven Binäreingänge

Sollwertprofil des Gerätes wird ausgeregelt

Steuerbetrieb aktiv

Sicherheitswert wird ausgeregelt

Ventil wird ganz geöffnet

Ventil wird ganz geschlossen

Status des Busmoduls bzw. der Buskommunikation

- Grenzwertschalter

Die Binärausgänge werden bei über- oder unterschreiten des einstellbaren

Grenzwertes (wie Totalizergrenzwert, Grenzwert des Sollwertes usw.) betätigt.

- Fehler / Fehlfunktionen

Hier können detektierte Fehler, zum Beispiel am Sensor, beim internen Stromverbrauch oder der Versorgungsspannung, zurückgemeldet werden.


Binäreingänge

Den Binäreingängen können vorgegebene Funktionen zugewiesen werden, die durch das externe Setzen des entsprechenden Binäreinganges ausgeführt werden.

- AutoTune-Modus aktivieren

- Umschalten auf andere Gaskalibrierung

- Sicherheitswert aktiv / inaktiv - Ausregeln des Sicherheitswertes in

Abhängigkeit des Binäreinganges

- Sollwertprofil abfahren

- Umschalten in Steuerbetrieb

- Zurücksetzten des Totalizers

- Ventil ganz schließen / Ventil ganz öffnen


88 - MFC/MFM

Betriebszustände MFC

Standard-Regelbetrieb

Dies ist der Betriebszustand, in dem sich der MFC sofort nach dem Einschalten und einer kurzen Initialisierungsphase befindet. Im LED-Feld leuchtet nur die grüne

Power-LED.

Der Durchfluss wird auf den vorgegebenen Sollwert mit einer hohen Dynamik ausgeregelt. Störungen, z.B. infolge von Druckschwankungen, werden durch entsprechende Anpassung der Öffnung des Regelventils schnell ausgeglichen.

Die Sollwertvorgabe erfolgt in diesem Betriebszustands je nach Geräteausführung

über den analogen Eingang (Normsignaleingang) oder den Feldbus.

Die Reglerparameter sind so eingestellt, dass Sollwertänderungen oder Störgrößen möglichst schnell ausgeregelt werden, ohne dass dabei nennenswerte

Überschwinger auftreten.

HINWEIS

Wenn das Ansteuersignal des Regelventils sich der 100 % Grenze nähert, leuchtet die Limit (y) LED auf. Die Ursache ist in der Regel eine zu geringe Druckdifferenz über dem MFC, z.B. infolge einer nicht ausreichenden Druckversorgung oder stark verschmutzter

Filter. Dies kann dazu führen, dass der vorgegebene Sollwert nicht erreicht werden kann und eine bleibende positive Regelabweichung

(w-x) entsteht. Um daraufhin eine externe Reaktion zu ermöglichen, wird darüber hinaus ein Relais-Ausgang geschalten.

Autotune-Routine

Voraussetzung für die automatische Anpassung des Reglers an die Verhältnisse der Anlage ist, dass die typischen Druckverhältnisse herrschen.

Lösen Sie die Autotune-Routine durch Betätigung des Binäreingangs1 aus.

Die Autotune-Routine läuft automatisch ab. Während der Abarbeitung der Autotune-Routine blinkt die grüne Power-LED.

ACHTUNG!

Beachten Sie während des Ablaufs der Autotune-Routine folgende

Punkte:

Es treten verschiedene Durchflussänderungen auf.

Die Stromversorgung des MFC darf nicht abgeschaltet werden.

Der Versorgungsdruck sollte konstant gehalten werden.

Während des Ablaufs der Autotune-Routine regelt der MFC nicht. Das Regelventil wird nach einem intern vorgegebenen Schema angesteuert. Das führt zu Durchflussänderungen. Hierbei werden einige Regelparameter an die in der Anlage vorherrschenden Bedingungen angepasst. Diese Parameter werden am Ende der

Autotune-Routine in den nichtflüchtigen Speicher des Gerätes übernommen.

Nach beendeter Autotune-Routine kehrt der MFC in den vorherigen Betriebszustand zurück.

MFC/MFM - 89

HINWEIS

Jeder MFC hat die Autotune-Routine im Werk während der Endprüfung bei dem im Kalibrierprotokoll angegebenen Betriebsdruck durchlaufen. Für einen sicheren Regelbetrieb in einer Anlage ist das erneute Auslösen dieser Funktion nach der Inbetriebnahme nicht zwingend erforderlich. Wir empfehlen sie auszulösen, wenn der

Betriebsdruck um mehrere bar vom Kalibrierdruck abweicht oder wenn die Kennlinie des Proportionalventils infolge einer niedrigen

Ventilautorität (siehe Proportionalventil) stark beeinflusst wird. Die

Autotune sollte auch dann durchgeführt werden, wenn sich die

Druckverhältnisse in der Anlage stark geändert haben.

Sicherheitsfunktion

Diese Funktion kann je nach Gerätekonfiguration über einen Binäreingang oder

Feldbus aktiviert bzw. zurückgesetzt werden.

Das Gerät verhält sich in diesem Betriebszustand im Allgemeinen wie im Standard-Regelbetrieb. Jedoch wird ein extern anliegender Vorgabewert ignoriert und ein im Gerät definierter Sicherheitswert (bei Default: 0 %; mit PC-Software

MassFlowCommunicator veränderbar) als Sollwert verwendet.

Sollwert-Profil



Das Gerät verhält sich in diesem Betriebszustand wie im Standard-Regelbetrieb.

Hierbei wird allerdings der externe Vorgabewert ignoriert und eine vorher definierte zeitliche Abfolge von bis zu 30 Durchflusswerten als Sollwert verwendet (Konfiguration mit PC-Software MassFlowCommunicator).

Nach Durchlaufen der Sollwertfolge fällt das Gerät in den vorherigen Betriebszustand zurück.

Steuerbetrieb



In diesem Betriebszustand wird der Sollwert als Stellgröße für das Ventil-Tastverhältnis verwendet, z. B.: Sollwert = 10 % Ventil-Tastverhältnis = 10 %.

90 - MFC/MFM

Betriebszustände MFC

Betriebszustand

Standard-

Regelbetrieb

kann unterbrochen bzw.

beendet werden durch

Darstellung auf Anzeige

(LEDs) bei

Default

Autotune-Routine

Sicherheitsfunktion

Sollwert-Profil

Steuerbetrieb

-

Steuerbetrieb Autotune-Routine

Sicherheitsfunktion

Sollwert-Profil

LIMIT (y) LED blinkt

Erreichen des

Betriebszustands über

Binäreingang (falls konfiguriert)

solange aktiv

Sollwert-Profil Autotune-Routine

Sicherheitsfunktion

Geräte-Reset

Autotune-

Routine

Sicherheitsfunktion

Sicherheitsfunktion

Geräte-Reset

-


POWER LED blinkt


Auslösen bei aktivem

Binäreingang

≥ 0,5 s

(bei Dauerbelegung wird immer neu gestartet)

Auslösen bei aktivem

Binäreingang

≥ 0,5 s

(bei Dauerbelegung wird immer neu gestartet) solange aktiv

MFC/MFM - 91

WARTUNG

Die MFC und MFM sind bei Betrieb entsprechend den in dieser Anleitung gegebenen Hinweisen im Prinzip wartungsfrei, so dass sich eine routinemäßige

Neukalibrierung erübrigt.

Falls nach längerem Betrieb mit einem verschmutzten Medium größere Mengen von Partikeln eingetragen wurden, kann bei den Typen 8626 / 8006 / 8710 / 8700 /

8711 / 8701 / 8712 / 8702 / 8713 /8703 / 8716 / 8706 nach Lösen der eingangsseitigen Flanschplatte das dann zugängliche Edelstahldrahtgitter gereinigt oder ersetzt werden (siehe Anhang B).

Wenn der Sensor durch das Betriebsgas verschmutzt ist, kann das Gerät nach längerem Betrieb stärkere Abweichungen vom Durchfluss aufweisen. Dann wird eine werksseitige Reinigung und Neukalibrierung erforderlich.

ACHTUNG!

Das Gerät darf nicht geöffnet werden! Im Inneren des Gerätes befinden sich weitere Elemente zur Strömungskonditionierung. Ein Eingriff in das Gerät, z. B. um zu reinigen, ist nicht zulässig, da die daraus resultierenden Änderungen des

Sensorsignals eine werksseitige Neukalibrierung erforderlich machen!

92 - MFC/MFM

STÖRUNG / FEHLERSUCHE

Problem

"POWER" LED leuchtet nicht

"POWER" LED blinkt

"POWER" LED erlischt periodisch

mögliche Ursache

keine elektrische

Versorgung

Autotune aktiv

Abhilfe

Prüfen Sie die elektrischen

Anschlüsse.

siehe Kapitel Betriebszustände

"LIMIT (y)" LED leuchtet (nur bei

Defaultbelegung)

Spannungsversorgung bricht periodisch zusammen

- Gerät führt Reset aus

Wählen Sie die Spannungsversorgung mit ausreichender

Leistung.

zu hoher Verlust auf der

Anschlussleitung

- Vergrößern Sie den Kabel-

querschnitt.

- Verringern Sie die

Kabellänge.

MFC: Stellgröße des Ventils hat nahezu 100 % erreicht -

Sollwert kann nicht ausgeregelt werden.

- Erhöhen Sie den Versor-

gungsdruck.

- Überprüfen und verringern

Sie ggf. die Leitungs-

widerstände

- Überprüfen Sie die Anlagen-

auslegung (siehe Kapitel

Proportionalventil)

"LIMIT (y)" LED blinkt (nur bei

Defaultbelegung)

"ERROR" LED leuchtet

MFM: Istwert hat nahezu

Nenndurchfluss erreicht anderer Betriebszustand als

Standard Regelbetrieb oder

Autotune siehe Kapitel Betriebszustände weniger schwerwiegender

Fehler aufgetreten:

- Letzte Autotune nicht

erfolgreich abgeschlossen

- ein Defekt an einer LED

wurde erkannt

- Wiederholen Sie die

Autotune oder setzen Sie

den Fehler durch Reset

zurück

- Bei Fehler an LED oder

Binärausgang ist ein einge-

schränkter Betrieb möglich.

"ERROR" LED blinkt Restwelligkeit der Versorgungsspannung zu hoch schwerwiegender Fehler, z.B. Sensorbruch oder

Fehler in interner

Spannungsversorgung

Wählen Sie die entsprechende Spannungsquelle (keine technische Gleichspannung).

Senden Sie das Gerät zur

Fehlerbehebung an den

Hersteller.

kein Durchfluss vorhanden

Sollwert innerhalb der

Nullpunktabschaltung anderer Betriebszustand

Erhöhen Sie den Sollwert auf

> 2 % von Q nenn

.

Prüfen Sie den

Betriebszustand.

Fortsetzung der Tabelle siehe nächste Seite

MFC/MFM - 93

Problem

Istwert schwankt

Regler neigt zu

Schwingungen

mögliche Ursache

Kein ordnungsgemäßer FE-

Anschluss

Regler muss ständig

Störungen einer instabilen

Druckversorgung nachregeln.

Restwelligkeit der Versorgungsspannung zu hoch

Abhilfe

Verbinden Sie FE mit dem

Erdepunkt (möglichst kurz, Ader min. 2,5 mm²).

Schalten Sie einen geeigneten

Druckregler vor.

Wählen Sie die passende

Spannungsquelle.

Betriebsdruck liegt weit über dem Druck, bei dem die letzte

Autotune ausgeführt wurde.

Führen Sie eine Autotune zur

Anpassung an die Betriebsbedingungen durch.

Regelparameter entsprechen nicht dem Streckenverhalten

Es wird ein anderes Medium eingesetzt als durch die

Kalibrierung vorgesehen.

Restwelligkeit der Versorgungsspannung zu hoch

Passen Sie die Regeldynamik mit PC-Software

MassFlowCommunicator an.


Neukalibrierung für das

Betriebsmedium an den

Hersteller.

Wählen Sie die passende

Spannungsquelle.

Sollwert w = 0, Durchfluss nach einigen Sekunden trotzdem vorhanden

Betriebsdruck oberhalb des dichtgehaltenen Drucks des

Proportionalventils

Sollwert w = 0,

Ventil geschlossen, kein

Durchfluss;

Istwertausgang zeigt aber geringen Durchfluss an

Betriebsdruck deutlich höher als der Kalibrierdruck

(

→ erhöhte Eigenkonvek-tion nur bei 8716 u. 8626) falsche Einbaulage

(

→ erhöhte Eigenkonvek-tion nur bei 8716 u. 8626)

Senken Sie den Betriebsdruck.

Führen Sie eine Autotune zur

Anpassung an die Betriebsbedingungen durch.

Es wird ein anderes Medium eingesetzt als durch die

Kalibrierung vorgesehen.

Bauen Sie den MFC in der kalibrierten Einbaulage ein oder führen Sie eine Autotune zur

Anpassung an die

Betriebsbedingungen durch.


Neukalibrierung für das

Betriebsmedium an den

Hersteller.

siehe Kapitel Betrieb mit

zusätlichem Absperrventil

Regler hat starke

Überschwinger bei einem

Sollwertsprung von 0 % ausgehend bei einer Flammensteuerung erlischt die

Flamme nach einem

Sollwertsprung

Bei Verwendung eines zusätzlichen Absperrventils wurde die Ansteuerreihenfolge nicht beachtet.

Durch zu hohe Konzentration des Mediums wird der

Flamme Sauerstoff entzogen.

Aktivieren Sie die Rampenfunktion mit der PC -Software


94 - MFC/MFM

ANHANG A: ZUBEHÖR (ELEKTRISCH)

Typen Artikel Best.-Nr.

Rundstecker 8pol. (Lötanschluss)

Rundstecker 8pol. mit 5 m - Kabel, einseitig konfektioniert

Rundstecker 8pol. mit 10 m - Kabel, einseitig konfektioniert

918299

787733

787734

SUB-HD-Stecker 15pol. mit 5 m - Kabel, einseitig konfektioniert

8626 / 8006

8712 / 8702

8716 / 8706

SUB-HD-Stecker 15pol. mit 10 m - Kabel, einseitig konfektioniert

RS232-Adapter zum Anschluss eines PC in Verbindung mit einem Verlängerungskabel

(Best.Nr. 917039)

Anschlussadapter (DB9/m-DB15HD/m) zum

Ersatz eines Gerätes Typ 8626/8006 (vor

Baujahr 2003) durch ein neueres gleichen Typs

(ab Baujahr 2003)

→ kein IP65 Schutz

SUB-D-Buchse 15pol. mit Lötkelchanschluss

SUB-D-Haube für 15pol. SUB-D-Buchse mit

Schraubverriegelung

787735

787736

654757

787923

918274

918408

8710 / 8700

8711 / 8701

SUB-D-Buchse 15pol. mit 5 m - Kabel, einseitig konfektioniert

SUB-D-Buchse 15pol. mit 10 m - Kabel, einseitig konfektioniert

RS232-Adapter zum Anschluss eines PC in Verbindung mit einem Verlängerungskabel

(Best.Nr. 917039)

Verlängerungskabel für RS232 9pol. Buchse/Stecker 2 m alle Typen

Kommunikations-SW (MassFlowCommunicator)

787737

787738

654748

917039

Infos unter www.buerkert.com

8713 / 8703

RS 232-Adapter zum Anschluss eines PC in

Verbindung mit einem Verlängerungskabel

SUB-D-Buchse 9 pol. (Lötanschluss)

667 530

917 623

MFC/MFM - 95

ANHANG B: ZUBEHÖR (FLUIDISCH)

Generell bieten wir Einschraubverschraubungen nur mit Zoll-Einschraubgewinde an, entsprechend werden Flanschplatten mit Zoll-Einschraubgewinde verwendet.

Die Rohranschlussseite kann sowohl in metrischen als auch in Zoll-Größen bestellt werden. Auf Wunsch liefern wir auch Messing-Ausführungen.

Material Best.-Nr.

G 1/2"

G 1/2"

G 3/4"

G 1/4"

G 1/4"

G 3/8"

G 3/8"

G 1/2"

G 1/2"

G 3/4"

Einschraubgewinde

nach DIN ISO 228/1

G 1/4"

G 1/4"

G 3/8"

G 3/8"

Rohr/Ø

6 mm

8 mm

8 mm

10 mm

1/2"

1/2"

3/4"

3/4"

10 mm

12 mm

12 mm

1/4"

3/8"

3/8"

Flanschausführung auf Anfrage!

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

901538

901540

901542

901544

901546

901548

901549

901551

901553

901555

901556

901557

901558

901559

Best.-Nr.

Dichtring

901575

901575

901576

901576

901577

901577

901578

901579

901579

901580

901580

901581

901581

901582

ACHTUNG!

Zu jeder Verschraubung muss ein Dichtring mitbestellt werden!

Weiteres Zubehör für den fluidischen Anschluss des MFC/MFM finden Sie unter

Typ 1013 im Bürkert-Zubehör-Katalog.

Ersatzteile

Bezeichnung Best.-Nr.

Edelstahlgitter* für 8626 / 8006 / 8716 / 8706 (Standardgehäuse) 646808

Edelstahlgitter* für 8626 / 8006 / 8716 / 8706

(Gehäuse für große Durchflüsse)

Edelstahlgitter* für 8710 / 8700 / 8711 / 8701 / 8712 / 8702 /

8713 / 8703

Edelstahlgitter** für 8710 / 8700 / 8711 / 8712 / 8713

651694

654733

667520

*Maschenweite: 250 µm, **Maschenweite: 20 µm

96 - MFC/MFM

ANHANG C: MassFlowCommunicator (PC-SOFTWARE)

Das PC-Programm MassFlowComminucator ist für die Kommunikation mit den

Geräten aus der MassFlowController-Familie der Firma Bürkert konzipiert. Es dient zur Konfiguration und Parametrierung. Desweiteren stehen Diagnosefunktion zur Verfügung.

- Diagnostic Data

Die Funktion zeigt z. B. Werte der geräteinternen Spannungs- und Temperatur-

überwachung an.

- Device Settings

Ermöglicht die Anzeige bzw. Konfiguration des aktuellen Geräte-Status.

- Monitoring

Kurzübersicht über alle angeschlossenen Geräte (hier lassen sich zudem auch die Sollwerte über den angeschlossenen PC vorgeben)

- Datalogger

Der Datalogger dient zur Aufzeichnung der Prozesse über längere Zeiträume

(Tage/Wochen)

- Dynamic Reading

Zeichnet die Parameter Sollwert (w), Istwert (x) und Stellgröße (y

2

) in Echtzeit auf und stellt diese graphisch dar. Die aufgezeichneten Daten lassen

Rückschlüsse über das System und dessen Komponenten zu. Aufgrund dieser

Aufzeichnungen lassen sich systembedingte Mißstände analysieren.

Die Aufzeichnung der Parameter kann dann als Windows Datei gespeichert werden und per E-Mail an die Bürkert Servicetechniker versandt werden.

Der MassFlowCommunicator ermöglicht das Einspielen von Flash-Updates in die

MassFlowController / MassFlowMeter.

HINWEIS

Das Programm arbeitet unter dem Windows-Betriebssystem (ab

Windows 98) und benötigt eine serielle Schnittstelle (RS 232 bzw.

RS 485) für die Kommunikation mit den MassFlowControllern bzw.

MassFlowMetern.

ACHTUNG!

Bei den Typen 8710 / 8700 und 8711 / 8701 wird ein Adapter mit

Schnittstellentreiber benötigt. Bei den Typen 8713 / 8703 ist der

Schnittstellentreiber in der RS 485-Schnittstelle integriert, bei

Kommunikation über RS 232 wird ein Adapter mit Schnittstellentreiber benötigt (siehe Zubehör in Anhang A). Zur leichteren Adaption der Typen 8626 / 8006, 8712 / 8702 und 8716 / 8706 ist ebenfalls ein Adapter erhältlich (siehe Zubehör in Anhang A).

MFC/MFM - 97

Eine detaillierte Beschreibung und genaue Auflistung der Vorgehensweise bei der

Bedienung der Software MassFlowCommunicator entnehmen Sie bitte der in der

Hilfefunktion des Programmes enthaltenen Software-Dokumentation.

Download der Software unter: www.buerkert.com

HINWEIS

Unter der Downloadfunktion steht immer die aktuellste Version des

MassFlowCommunicators zur Verfügung.

Dokumentation

Die gesamte Dokumentation steht im Internet unter www. buerkert.com sowie auf der Bedienungsanleitungs-CD zum Download zur Verfügung.

98 - MFC/MFM

MassFlowController (MFC) type 8626 / 8710 / 8711 / 8712 / 8713 / 8716

MassFlowMeter (MFM) type 8006 / 8700 / 8701 / 8702 / 8703 / 8706

REMARQUES GENERALES ................................................................................. 101

Symboles de représentation ............................................................................... 101

Utilisation conforme à la destination ................................................................... 101

Consignes de sécurité ........................................................................................ 101

Protection contre des dommages dus à des charges

électrostatiques ................................................................................................... 102

Fourniture ............................................................................................................ 102

Dispositions de garantie ...................................................................................... 102

DESCRIPTION DU SYSTEME ............................................................................... 103

Description des types ......................................................................................... 103

Fonctionnement général ..................................................................................... 104

Capteurs .............................................................................................................. 105

Principe de mesure thermique ........................................................................ 105

Capteur Inline (types 8626 / 8006; 8716 / 8706) ............................................ 106

Capteur bypass en technologie "capillary" conventionnelle

(Types 8710 / 8700) ...................................................................................... 107

Capteur bypass en technologie CMOSens®

(types 8713 / 8703 / 8712 / 8702 / 8711 / 8701) ............................................ 108

Electronique de régulation ................................................................................... 109

Vanne proportionnelle .......................................................................................... 110

CARACTERISTIQUES TECHNIQES .................................................................... 113

Type 8626 / 8006 MASS FLOW INLINE ............................................................ 114

Type 8710 / 8700 MASS FLOW ....................................................................... 115

Type 8711 / 8701 MASS FLOW CMOSens® .................................................... 116



Type 8716 / 8706 MASS FLOW INLINE ............................................................ 119

MFC/MFM - 99

MONTAGE, INSTALLATION ET MISE EN SERVICE .......................................... 120

Dessins cotés ..................................................................................................... 120

Recommandations générales pour l'installation et la mise en sericve ............. 124

Exploitation avec robinet d'arrêt supplémentaie ............................................. 125

Installation mécanique et fluidique ...................................................................... 125

Raccords fluidiques ......................................................................................... 125

Montage de raccords à bague de serrage .................................................... 126

Raccordements électriques ............................................................................... 126

Brochage des connecteurs type 8626 / 8006 ................................................ 127

Affectation broches pour les types 8710 / 8700 .......................................... 128

Affectation des raccords type 8711 / 8701 .................................................... 129

Brochage des connecteurs type 8712 / 8702 ............................................... 130

Affectation des raccords type 8713 / 8703 .................................................... 131

Brochage des connecteurs type 8716 / 8706 ................................................ 132

Entrées / sorties .................................................................................................. 133

Entrée de la valeur de consigne ..................................................................... 133

Sortie de la variable instantanée ..................................................................... 133

Branchement de bus ....................................................................................... 134

Diodes luminescentes pour l'affichage des modes opérationnels ......................

(dispositions de base) ..................................................................................... 134

Entrées binaires (configuration par défaut) .................................................... 134

Sorties binaires (configuration par défaut) ..................................................... 135

Affectation des entrées et sorties, spécifique à l’application ......................... 135

Etats de fonctionnement du MFC ....................................................................... 137

Mode de régulation standard .......................................................................... 137

Routine Autotune ............................................................................................. 137

Fonction de sécurité ........................................................................................ 138

Profil de consigne ............................................................................................ 138

Mode de commande ........................................................................................ 138

Modes opérationnels MFC .............................................................................. 139

Entretien .............................................................................................................. 140

Depannage / Localisation des defauts ............................................................... 141

ANNEXE A: Accessoires (Electriques) .............................................................. 143

Annexe B: Accessoires (fluidiques) .................................................................... 144

ANNEXE C: MassFlowCommunicator (Logiciel PC) ......................................... 145

100 - MFC/MFM

REMARQUES GENERALES

Symboles de représentation

Les symboles de représentation suivants sont utilisés dans ces instructions de service: désigne une étape de travail devant être exécutée.

ATTENTION!

désigne une mise en garde dont l'inobservation pourrait mettre en danger votre santé ou l'intégrité.

REMARQUE

désigne des informations supplémentaires, conseils et recommandations importantes.

Utilisation conforme à la destination

ATTENTION!

Une utilisation conforme inplique en particulier une qualité adéquate du fluide de service. Un fluide fortement contaminé ou contenant des particules solides pouvant dégrader la précision. L'introduction de phases liquides dans le compartiment du capteur peut influencer le fonctionnement du capteur ou du MFC/MFM. Dans de tels cas, une unité de traitement appropriée (filtre, purgeur de liquide) devra être installée en amont du MFC/MFM.

L’appareil doit uniquement être utilisé en respectant les valeurs indiquées au chapitre Caractéristiques techniques et sur l'étiquette du produit.

Lisez attentivement tous les chapitres de cette notice. Respectez les instructions du chapitre Consignes générales de sécurité.

Les instructions des différents chapitres doivent être appliquées et les consignes de sécurité respectées. Aucune responsabilité n’est assumée en cas de nonrespect des instructions, de l'ordre dans lequel elles sont executées ainsi que des consignes et des symboles de sécurité.

Consignes de sécurité

• S'en tenir aux règles techniques généralement reconnues lors du projet de mise en œuvre et du service de l'appareil!

• L'installation et les interventions nécessitées par la maintenance ne doivent

être effectuées que par un personnel qualifié équipé des outils adéquats!

• Respecter les dispositions en vigueur de prévention des accidents et de sécurité pour appareils électriques pendant le service et la maintenance de l'appareil!

• Toujours couper la tension d'alimentation avant toute intervention dans le système!

• Pendre les mesures qui s'imposent pour éviter un actionnement intempestif de l'appareil ou une mise en cause inadmissible de son fonctionnement!

• Nous déclinons toute responsabilité en cas d'inobservation de ces consignes et d'interventions non autorisées dans l'appareil. Il en résulterait par ailleurs l'annulation de la garantie sur l'appareil et les pièces accessoires

MFC/MFM - 101

Protection contre des dommages dus à des charges

électrostatiques

L'appareil comporte des composants électroniques sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Ces composants sont mis en danger par le contact avec des personnes ou objets chargés électrostatiquement. Au pire, ils seront immédiatement détruits ou se révéleront défaillants au moment de la mise en service.

ATTENTION

PRUDENCE EN

MANIPULATION !

COMPOSANTS ET

SOUS-GROUPES SONT

MIS EN DANGER PAR

CHARGES

ÉLECTROSTATIQUES

Tenir compte des exigences selon EN 100 015 - 1 pour minimiser ou éviter le risque d'un dommage causé par une subite décharge électrostatique. Veiller également à ne pas toucher les composants électroniques à proximité immédiate de la tension d'alimentation.

Fourniture

Contrôler dès réception de l'envoi que le contenu n'a subi aucun dommage et qu'il correspond bien à la fourniture spécifiée. Celle-ci comprend généralement:

• MFC ou MFM type 8626, 8006 ou 87xx

• les instructions de service sur papier (le cas échéant sur support de données)

• pour les appareils à bus, instructions de service complémentaires

(le cas échéant sur support des données),

• le procès-verbal de contrôle final/étalonnage.

Les connecteurs correspondant aux interfaces électriques du MFC sont livrés comme accessoires.

En cas de non concordance, s'adresser immédiatement à notre service aprèsvente:

Bürkert Steuer- und Regelungstechnik

Centre clients


D-76453 Ingelfingen

Tel. : 07940-10111

Fax: 07940-10448


ou à votre succursale Bürkert.

Dispositions de garantie

Bürkert garantit le bon fonctionnement du MFC ou du MFM pour une période d'un an, à condition que l'appareil soit utilisé conformément aux prescriptions et compte tenu des conditions de service spécifiées.

En cas de fonctionnement défectueux pendant la période de garantie, l'appareil concerné sera remplacé ou réparé gratuitement.

ATTENTION!

Les prestations de garantie ne s'étendent qu'au MFC ou MFM et ses composants, pas aux dommages consécutifs à des défaillances ou défauts de fonctionnement de l'appareil.

102 - MFC/MFM

DESCRIPTION DU SYSTEME

Description des types

Ces instructions de service contiennent des informations relatives aux

MassFlowController (MFC) et MassFlowMeter (MFM) faisant partie du programme de produits Bürkert:

Type Modèle Gamme de valeur finale Q nenn

(l

N

/min)

8626 MFC rapporté à air / N

2

25 ... 1500

Capteur Remarques

8006 MFM 25 ... 1500

Inline

Inline pour appareils dès janv. 2003

1) pour appareils dès janv. 2003 1)

8716 MFC

8706 MFM

8713 MFC

8703 MFM

8712 MFC

8702 MFM

8711 MFC

8701 MFM

8710 MFC

8700 MFM

25 ... 500

25 ... 1500

0,02 ... 50

0,02 ... 50

0,02 ... 50

0,02 ... 50

0,02 ... 50

0,02 ... 50

0,005 ... 1

0,005 ... 1

Inline

Inline

Bypass / CMOSens ® 2)

Bypass / CMOSens ®

Bypass / CMOSens ®

Bypass / CMOSens

®

Bypass / CMOSens ®

Bypass / CMOSens ®

Bypass / Capillary

Bypass / Capillary

1 ) Observer à cet effet les recommandations relatives aux types 8626/8006 dans le chapitre Brochage

des connecteurs type 8626/8006.

2 )

CMOSens

®

est une marque déposée de la société Sensirion SA (Suisse).

MFC/MFM - 103

Fonctionnement général

Les MFC du type 8626 / 8716 / 8713 / 8712 / 8711 / 8710 sont des appareils compatibles dont la fonction et de contrôler le débit massique de gaz. Ils assurent la régulation en fonction d'une consigne de débit prédéterminée, indépendamment des grandeurs perturbatrices telles que fluctuations de pression ou résistance à l'écoulement variable dans le temps, résultant par exemple du colmatage d'un filtre.

Les MFC contiennent les composants suivants: capteur de débit (Q-Sensor), l'électronique (assurant les fonctions de traitement du signal, de régulation et de commande de la vanne) et une électrovanne proportionnelle constituant l'organe de réglage.

x out y w x d

=w-x x

Régulateur p

Capteur Q

Organe de réglage

Figure: Composants d'un Mass Flow Controller

La définition de la consige (w) s'effectue électriquement via un signal normalisé ou un bus de terrain. La valeur instantanée (x) détectée par le système est comparée à l'intérieur du régulateur avec la valeur de consigne. Le régulateur délivre comme valeur réglante un signal en tension modulé à largeur d'impulsion variable à l'organe de réglage. Le facteur d'impulsion du signal en tension est modifié en fonction de l'écart de réglage constaté.

Par ailleurs, la valeur instantanée est transmise vers l'extérieur via une interface

électrique analogique ou un bus de terrain. Elle est disponible à des fins de contrôle ou pour tout autre mise en valeur par l'utilisateur (par ex. détermination de la consommation par intégration).

Le principe de mesure thermique garantit que le MFC est insensible aux fluctuations de pression et de température dans toute application de régulation du débit massique.

Comparativement au MFC, le MFM n'est pas équipé de la vanne proportionnelle, de sorte que cet appareil est uniquement utilisable pour la mesure du débit massique, et non pas pour la régulation. Les caractéristiques décrites ci-après des autres composants, en particulier des capteurs, sont identiques à celles du

MFC.

104 - MFC/MFM

Capteurs

Principe de mesure thermique

Les capteurs de débit fonctionnent d'après le principe de mesure thermique

(anémométrique).

La mesure a toujours lieu d'après la densité et la vitesse d'écoulement, et livre par conséquent un signal reflétant une quantité de matière. Par conséquent, la grandeur débit massique déterminate pour la plupart des applications est obtenue directement, sans nécessiter de définition d'aucune autre grandeur auxiliaire telle que la densité, et peut donc être traitée comme la variable instantanée dans le régulateur 1) .

Selon la gamme de débit et le marché cible des appareils, les différents types de capteurs peuvent utiliser trois variantes de mesure thermique du débit. Les fonctions de celles-ci et les propriétés en résultant sont décrites de façon succincte ci-après.

REMARQUE

Il faut observer que les sensibilités relatives aux différents gaz sont différentes avec les trois principle de mesure, et que les facteurs de correction éventuels spécifiques à un gaz de service ne sont en aucun cas transférables entre les variantes de capteurs.

1 )

Bien que les unités „l

N

/min“ ou „m

N

3

/h“ couramment utilisées pour la définition de la gamme de mesure soient tributaires de la dimension „volume/temps“ du fait de la référence à un état normalisé (ici p=1013 mbar et

T=273 K), nous sommes ici en présence de débits massiques spécifiques à un type de gaz. Ceux-ci peuvent

être exprimés (par ex. en „kg/h“) en multipliant le débit volumique normalisé par la densité du gaz de service à l'état normalisé à

ρ

N

.

MFC/MFM - 105

Capteur Inline (types 8626 / 8006; 8716 / 8706)

Ce capteur fonctionne selon le principe de l'anémomètre à film chaud dans le mode dit CTA (Constant Temperature Anemometer). Avec ce système, deux résistances avec coefficients de température définis avec précision sont directement exposées au flux gazeux, et trois autres résistances hors de ce flux sont branchées en forme de pont.

La première résistance dans le flux de mesure (R

T fluide, la seconde à faible résistance (R

S

) mesure la température du

) est chauffée juste suffisamment de façon à maintenir une surtempérature fixe et prédéfinie par rapport au fluide. Le courant de chauffage nécessaire à cet effet est une mesure de la chaleur

évacuée par le flux gazeux, et représente la grandeur de mesure primaire.

Un conditionnement approprié du flux au sein du MFC ou MFM et un étalonnage avec des étalons de débit de haute fidélité garantissent une détermination précise de la quantité de gaz s'écoulant par unité de temps dérivée du signal primaire.

Capteur avec

électronique

R

2

R

1

PID

I s

R

K

Flux gazeux

R

T

R s

Préfiltre

Figure: Schéma de principe du capteur Inline

Les résistances R

T

et R

S

en contact direct avec le fluide du flux principal garantissent une dynamique très élevée des appareils avec des temps de réponse de l'ordre de quelques millisecondes lors de variation subite des valeurs de consigne et instantanée. Grâce à la disposition des résistances sur un support de verre tangentiel à l'écoulement, le capteur n'est que peu sensible à l'encrassement.

La plage de mesure du capteur Inline est limitée vers le bas par la convexion propre dans le canal d'écoulement, qui se manifeste également lorsque la vanne de réglage est fermée. Par conséquent, un tel capteur ne convient pas pour la mesure de débits inférieurs à environ 1 l

N

/min.

Le signal de convexion propre dans le canal d'écoulement est tributaire de la position de montage de l'appareil. Pour atteindre une précision élevée à de faibles débits, la position de montage devrait être identique à celle spécifiée dans la commande

1)

. Pour la même raison, la pression de service ne devrait pas trop diverger de la pression d'étalonnage.

1 ) L'appareil est étalonné dans la position de montage spécifiée dans le questionnaire annexé à la fiche technique.

106 - MFC/MFM

Organe laminant

Capteur bypass en technologie "capillary" conventionnelle

(Types 8710 / 8700)

La mesure est également réalisée ici selon le principe de bypass. Un élément de débit laminaire placé dans le canal principal produit une légère baisse de pression, qui entraîne une petite portion du flux total, proportionnelle à ce dernier, dans le petit tube (capillaire) du capteur. Deux résistances de chauffage sont placées sur le tube fin en acier inoxydable, qui sont branchées sous forme de pont de mesure.

Le flux transporte de la chaleur dans le sens d'écoulement, et les ponts précédemment réalisés sont alors décalés.

tube du capteur

Flux gazeux

Préfiltre Organe laminat

Figure: Schéma de fonctionnement du principe de mesure de bypass "capillary"

Gaz

N

2

Luft

O

2

H

2

Ar

He

CO

2

La dynamique de la mesure est déterminée par la paroi du tube du capteur, qui sert de barrière thermique, et est par principe nettement moins pertinente que celle des capteurs dont les résistances sont installées directement dans le fluide.

Grâce à des mesures techniques et logicielles, des durées de réglage suffisantes pour la plupart des applications peuvent être atteintes sur le régulateur

(généralement quelques secondes).

La mise en place d'éléments de filtration en amont est conseillée pour les fluides encrasés, afin d'empêcher toute modification des rapports entre le flux principal et le tube du capteur et toute modification de la transmission thermique en raison d'un dépôt sur la paroi.

Grâce à ces capteurs, des gaz agressifs peuvent également être réglés en partie,

étant donné que toutes les pièces importantes entrant en contact avec le fluide sont composées d'acier inoxydable.

En outre, avec ce principe de capteur, une conversion entre plusieurs az est possible. Consulter le tableau pour une sélection de facteurs; merci de nous contacter pour tout facteur supplémentaire.

Q(gaz) = f x Q (N2)

Facteur f

1,00

1,00

0,99

1,01

1,4

1,41

0,76

En cas d'utilisation des facteurs gazeux, des erreurs de mesure dépassant les spécifications figurant sur la fiche technique peuvent être constatées. Pour les applications exigeant une grande précision, un

étalonnage dans les conditions d'utilisation concrètes est conseillé.

MFC/MFM - 107

Capteur bypass en technologie CMOSens

®

(types 8713 / 8703 / 8712 / 8702 / 8711 / 8701)

Avec cette technologie, le débit massique est mesuré dans un canal d'écoulement de forme spéciale, dont la paroi contient une puce Si sur une membrane décapée en un point. Sur cette membrane sont appliqués en technologie CMOSens ® une résistance de chauffage et symétriquement en amont et en aval de celle-ci deux capteurs de température.

Si la résistance de chauffage est alimentée avec une tension constante, la différence de tension des capteurs de température est une mesure du débit massique du gaz au contact de la puce dans le canal d'écoulement.

Flux gazeux

Elément capteur Chauffage Capteurs T

Figure: Schéma de principe du capteur en bypass de technologie CMOSens ®

La section du canal d'écoulement est si petite que des débits inférieurs à 1 cm

N min produisent déjà un signal de mesure suffisant. La limite supérieure de la

3 / gamme de mesure est atteinte lorsque l'écoulement laminaire initial devient turbulent dans le canal. Il est possible d'obtenir des gammes de débit supérieures en montant un élement en dérivation dans un canal parallèle, présentant la même caractéristique débit-pression que le canal du capteur. Avec un rapport de division constant, la mesure du débit partiel, après étalonnage, permet également de déduire le débit total.

La faible inertie thermique des capteurs de température et leur contact direct avec l'écoulement (jusqu'à une couche de protection) ont pour conséquence que le signal du capteur réagit très rapidement aux variations instantanées du débit. Il en résulte que le MFC est capable de corriger des variations de consigne ou de la variable instantanée en moins de 100 ms. De surcroît, le capteur possède une sensibilité élevée jusqu'aux débits les plus faibles, et présente des possibilités supplémentaires de diagnostic et de correction via le signal d'un autre capteur de température sur la puce.

108 - MFC/MFM

Electronique de régulation

Le traitement des valeurs de consigne et des débits instantanés ainsi que le pilotage de l'organe de réglage sont exécutés par une électronique à microprocesseurs.

Le signal du capteur est filtré par l'électronique du régulateur, puis est converti en une valeur reflétant le débit instantané à l'aide de la courbe d'étalonage mémorisée dans l'appareil.

Afin de pouvoir également assurer la régulation de processus critiques, ne tolérant aucune variation rapide de débit, il est possible d’activer une fonction de rampe par l’intermédiaire du logiciel „MassFlowCommunicator“ (voir l’annexe C). Les paramètres pour une valeur de consigne ascendante et descendante sont alors réglables séparément. Se reporter à la documentation du logiciel pour de plus amples informations concernant la fonction de rampe.

Ecart de réglage:

Ecart de réglage xd

=

=

Valeur de consigne-Variable instantanée

w x

L'écart de réglage est traité selon un alogrithme de régulation PI.

Les paramètres de réglage sont réglés en usine en fonction des types. Pour tenir compte des propriétés du système réglé, le régulateur travaille avec des facteurs d’amplification spécifiques. Ceux-ci sont automatiquement définis lors de l’activation de la fonction Autotune.

Un paramètre de l’appareil permet de modifier la dynamique de régulation à l’aide du logiciel „MassFlowCommunicator“. Ses valeurs extrêmes correspondent à une régulation très rapide, tenant compte des suroscillations, et à une régulation asymptotique plus lente vers la valeur de consigne désirée. Le premier peut entraîner une réaction immédiate aux écarts de réglage même très faibles, d’où une régulation très instable. Pour les processus moins dynamiques, il est possible d’atténuer le comportement du régulateur, de sorte que les fluctuations de la variable instantanée ou de la valeur de consigne ne soient corrigées que lentement.

Le régulateur délivre comme valeur réglante un signal en tension modulé à largeur d’impulsion variable (PWM) à la vanne proportionnelle. La fréquence de ce signal est adaptée à la vanne mise en oeuvre.

Afin de réaliser la fonction de fermeture hermétique de la vanne, un déclenchement au point zéro est intégré. Cette fonction est activée lorsque les deux conditions ci-dessous sont satisfaites simultanément:

et

Valeur de consigne < 2 % du débit nominal

Variable instantanée < 2 % du débit nominal 1)

Lorsque le déclenchement au point zéro est activé, le signal PWM est fixé à 0 %, de sorte que la vanne se ferme complètement.

1 ) Pour les types 8711 / 8712 / 8713 , écart de réglage plus important sur demande.

MFC/MFM - 109

Selon l’exécution de l’appareil, la valeur de consigne peut être appliquée soit via l’entrée normalisée comme signal analogique, soit comme signal numérique via l’interface de bus de terrain. Indépendamment de l’état de la régulation, la variable de débit actuelle, mesurée par le capteur, est délivrée comme signal analogique via la sortie normalisée, ou comme signal numérique via l’interface de bus de terrain.

Afin d’obtenir un signal de sortie de variable instantanée plus ou moins dynamique, il est possible de varier le degré de filtrage du signal de sortie au moyen du logiciel

„MassFlowCommunicator“.

Vanne proportionnelle

Pour toute la série MFC, on utilise comme organe de réglage une vanne proportionnelle à induit mobile provenant du programme de vannes de Bürkert.

Des mesures constructives, en particulier sur les vannes des MFC pour faibles débits (type 8713 / 8712 / 8711 / 8710), assurent un guidage sans frottement de l’induit mobile. Allié au pilotage PWM, celles-ci assurent une caractéristique largement linéaire ainsi qu’une réponse de haute sensibilité. Ces deux facteurs sont essentiels pour un fonctionnement optimal dans le circuit de régulation fermé du MFC.

Le diamètre nominal des vannes est défini à partir du débit nominal exigé Q nenn des rapports de pression de l'application et de la densité du gaz de service.

,

Sur la base de ces données, Bürkert sélectionne une vanne proportionnelle dont le coefficient de débit K

VS

, en fonction des équations d’écoulement pour les rapports de pression spécifiés, permet d’obtenir un débit maximum atteignant au minimum le débit nominal exigé: a) pour un écoulement sous-critique (p

2

> p

1

/2) :

Q max

= 514 *

∆

p

ρ

N

*

p

2

*

T

1

*

k

Vs

> Q nenn

(1) ou b) pour un écoulement supercritique (p

2

< p

1

/2) :

Q max

= 257 *

1

ρ

N

*

T

1

* p1*

k

Vs

> Q nenn

(2)

Les pressions p

1 et p

2

dans les équations (Gl.) (1) et (2) doivent être déterminées aux points de mesure situés directement avant et après le MFC.

Il arrive souvent que l'on ne connaisse pas les pressions avant et après le MFC, mais uniquement les pressions d'entrée et de sortie p complète. Une partie de la perte de charge p

1

* -p

2

*

1

*

et p

2

*

de l'installation

résulte d'autres résistances à l'écoulement (robinets d'arrêt, conduites, filtres, etc.) dont le coefficient de débit peut être réuni dans un facteur k

Va

.

110 - MFC/MFM

A partir du débit nominal désiré Q nenn

et des pressions p

1

*

et p

*

, on déterminera

2 ensuite, de manière analogue à l'équation Gl. (1) ou (2), le coefficient minimum de l'installation complète k

Vges

. L'équation:

⎟

2

2 2

(3)

k

Vges k

Vs k

Va

qui décrit le branchement en série des résistances du MFC (k

Vs

(k

Va

), permet de déterminer, si l'on connaît k

Va

, le coefficient k

Vs

) et de l'installation

nécessaire du

MFC, et par conséquent le diamètre nominal de l'organe de réglage. Ce facteur se révélera plus grand qu'en l'absence d'autres résistances à l'écoulement.

Le coefficient dit "autorité de vanne"

ψ =

( )

( )

V

0

0 =

[

k

Va

2

k

Vs

2

+

k

Vs

2

]

(4) est important pour le comportement de régulation du MFC dans l'installation. Il ne devrait pas être inférieur à une valeur de 0,3 à 0,5.

Importance des symboles: k

Vges k

Va

Coefficient de débit de l'installation avec MFC intégré

Coefficient de débit de l'installation sans MFC intégré (peut être déterminé en "court-circuitant" la conduite sur le lieu de montage du MFC) k

Vs

ρ

N

Coefficient de débit du MFC avec organe de réglage complètement ouvert en [m³/h]

Densité du fluide en [kg/m 3 ] dans le conditions normalisées

(1013 mbar, 273 K)

T

1

Température du gaz en K p

1

, p

2

Pression absolue en [bar], avant et après le MFC

∆p = p

1

- p

2

Q max

Q nenn

Débit maximum à travers la vanne en [l

N

/min]

Débit nominal du MFC en [l

N

/min], dont la régulation est assurée avec une valeur de consigne de 100 %

(

∆p)

0

(

∆p)

V0

Perte de charge de l'installation complète

Part de la perte de charge dévolue au MFC avec vanne complètement ouverte.

MFC/MFM - 111

REMARQUE

L’installation ne doit pas être dimensionnée trop chichement sur la base du coefficient de débit (k

Va

), pour que la majeure partie de la perte de charge disponible ne soit pas déjà absorbée au débit nominal désiré, et que la dimension nominale de la vanne du MFC ne doive pas être choisie plus grande (kvs >> kva) en raison de la faible perte de charge restante. Dans ce cas, l’autorité de la vanne deviendrait trop faible, et seule une partie de la plage de travail de la vanne serait utilisée. Ceci pourrait dégrader la résolution et la qualité de la régulation. En cas de dimensionnement trop „chiche“ de l’installation, ce n’est pas l’augmentation du diamètre nominal de la vanne MFC qui sera efficace, mais plutôt l’augmentation de la pression primaire ou de la valeur de k

Va

, par exemple en adoptant un diamètre de tuyauterie accru, ce qui permettra de maintenir l’autorité de vanne dans une gamme admissible.

Si l’appareil est exploité à l’intérieur de la gamme de pression spécifiée, la vanne proportionnelle pourra assurer, en plus de la fonction de régulation, une fonction de fermeture hermétique.

112 - MFC/MFM

CARACTERISTIQUES TECHNIQES

Facteurs liés à l'environnement

• Fluctuations de température selon EN 60068-2-14, Nb et EN 60068-2-33

• Chaleur humide selon EN 60068-2-38, Z/AD

• Chocs selon EN 60068-2-27

• Oscillations selon EN 60068-2-6

• Degrée de protection IP selon EN 60529

• Chute libre selon EN 60068-2-32

• Essai de chute UPS selon DIN ISO 2248 et DIN ISO 2206

Compatibilité électromagnétique (EMV)

Tous les appareils sont conformes CE pour un usage industriel, et ont par conséquent passé les contrôles CEM y relatifs conformément à

EN 50081-2:03/94 „Norme fondamentale Emissions parasites;

section 2: Usage industriel"

EN 50082-2:02/96 „Norme fondamentale Immunité aux parasites;

section 2: Usage industriel“.

Interfaces de communication

RS232: connexion directe au PC par adaptateur RS232, communication avec un logiciel spécial (MassFlowCommunicator – voir annexe C).

Pour les types 8711 / 8701 / 8713 / 8703 et 8710 / 8700, un pilote d'interface externe est nécessaire (ce pilote est intégré dans l'adaptateur pour ce type - cf. annexe A).

RS485: connexion via un adaptateur RS485 (sauf types 8713 / 8703)

BUS: Connexion Profibus DP ou DeviceNet (uniquement appareils à bus)

Matériaux des joints

FKM (autres matériaux sur demande)

La compatibilité des matériaux de joints avec les fluides de service courants est indiquée dans les tableaux de résistance Bürkert.

ATTENTION!

Les données de ce tableau n’ont qu’un caractère informatif et ne remplacent pas des essais spécifiques dans les conditions réelles de service. En particulier, aucune garantie ne peut en

être dérivée en ce qui concerne la compatibilité aux fluides.

MFC/MFM - 113

Type 8626 / 8006 MASS FLOW INLINE

Valeur de pleine échelle (Q nenn

)

Fluides de service

Pression max. de service

Fluide d'étalonnage

Température du fluide

Température ambiante

Précision de mesure (après mise à température de 15 min.)

Linéarité

Reproductibilité

Rapport d'echelle

Temps de réglage (T

95%

)

Tension de service

Section de branchement

Puissance absorbée

Isolation galvanique

Spécification de valeur de consigne

(sélectionnable)

Résolution

Impédance d'entrée

(entrée tension)


(entrée courant)

3 entrées binaires

Signal de sortie (sélectionnable)

25 ... 1500 L

< 300 Ohm

N

/min (fluide de référence N

2

) gaz neutres, non conaminés, autres sur demande

10 bar, selon le diamètre nominal de la vanne

Gaz de service ou air

-10 à + 70 °C

-10 à + 45 °C

± 1,5 % p. m. ± 0,3 % p. e.

± 0,25 % p. e.

± 0,1 % p.e.

1 : 50

< 500 ms

24 V DC ± 10 %; ondulation résiduelle < 5 % min. 0,5 mm² (0,75 mm² avec vanne type 2836)

20 W - max. 50 W (type 8626, selon vanne)

22,5 W - max. 52,5 W (type 8626 bus selon vanne)

10 W (type 8006)

12,5 W (type 8006 bus)

Oui

0 - 10 V

0 - 5 V

0 - 20 mA

4 - 20 mA

2,5 mV resp. 5 µA

> 20 kOhm

Actif sur bas, relier à DGND pour activation

0 - 10 V

0 - 5 V

0 - 20 mA

4 - 20 mA

10 mV resp. 20 µA

10 mA

Résolution

Courant max.

(sortie tension)

charge max.

(sortie courant)

2 sorties relais

Branchements

600 Ohm

Indice de protection

Matériau du boîtier

Matériau du couvercle

Position de montage inverseur libre de potentiel 60 V, 1 A, 60 VA

Prise à 8 pôles

Prise à 15 pôles SUB-HD

Prise à 9 pôles SUB-D (seul. exécution à bus)

IP 65 (avec les connecteurs prescrits)

Aluminium (éloxé) ou acier inoxydable 1.4305

Aluminium coulé sous pression, peint horizontale ou verticale

114 - MFC/MFM

Type 8710 / 8700 MASS FLOW

Valeur de pleine échelle (Q nom

) 0,005 ... 1,0 l

N


2

) gaz neutres, non contaminés;

Fluides de service autres sur demande


(Pression d'alimentation / d'entrée)





Précision de mesure (après mise à température de 30 min.) gaz de service ou air

-10 à +70 °C

-10 à +50 °C

± 1,5 % v. M. ± 0,3 % v. E.

Linéarité

Reproductibilité

Rapport d'echelle

± 0,25 % v. E.

± 0,1 % v. E.

1 : 50


95%

)

Tension de service


Puissance absorbée


Spécification de valeur de consigne (sélectionnable)

Résolution


(entrée tension)


(entrée courant)

< 3 s

24 V DC ± 10 %; ondulation résiduelle < 5 % min. 0,25 mm² (de préférence 0,5 mm²) max. 6,5 W (en fonction de la vanne) / max. 9 W (sur es exécutions avec bus) non

0 ... 10 V, 0 ... 5 V

0 ... 20 mA ou 4 ... 20 mA

2,5 mV resp. 5 µA

> 20 kOhm

< 300 Ohm

2 entrées binaires

Signal de sortie

(sélectionnable)

Résolution actif sur bas, relier à DGND pour activation

0 ... 10 V, 0 ... 5 V

0 ... 20 mA ou 4 ... 20 mA

Courant max.

(sortie tension)

10 mV resp. 20 µA

10 mA

Charge max. (sortie courant) 600 Ohm

1 sorties relais inverseur libre de potentiel 25 V, 1 A, 25 VA

Branchements Connecteur 15 pôles SUB D

Connecteur M12, 5 pôles (uniquement avec

DeviceNet)

Douile M12, 5 pôles, codage B (uniquement avec Profibus DP)




Position de montage

IP 50

Aluminium ou Acier inoxydable

PBT horizontale ou verticale

MFC/MFM - 115

Type 8711 / 8701 MASS FLOW CMOSens

®


)

Fluides de service

0,02 ... 50 L

N


2

) gaz neutres, non contaminés, autres sur demande

10 bar, selon le diamètre nominal de la vanne Pression de service max

(pression d'entrée, amont,)




Précision de mesure (après mise à température de 1 min.)

Linéarité

Reproductibilité

Rapport d'échelle


-10 ... + 70 °C

-10 ... + 50 °C

± 0,8 % p.m. ± 0,3 % p.e.


95%

)

Tension de service


Puissance absorbée


Spécification de valeur de consigne

(sélectionnable)

Résolution


(entrée tension)


(entrée courant)

2 entrées binaires

Signal de sortie

(sélectionnable)

Résolution

Courant max.

(sortie tension)

charge max. (sortie courant)

1 sorties relais

Branchements

± 0,1 % p.e.

± 0,1 % p.e.

1 : 50; plage de mesure plus importante sur demande

< 300 ms

24 V DC ± 10 %; ondulation résiduelle < 5 % min. 0,25 mm² (0,5 mm² préférable) max. 13 W (en fonction de la vanne)

Non

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA ou 4 ... 20 mA

2,5 mV resp. 5 µA

> 20 kOhm

< 300 Ohm low-actives, connecter à GND pour l'activation

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA ou 4 ... 20 mA

10 mV resp. 20 µA

10 mA

600 Ohm inverseur libre de potentiel 25 V, 1 A, 25 VA


Connecteur M12, 5 pôles (uniquement avec

DeviceNet)

Connecteur M12, 5 pôles, codage B (uniquement avec Porifbus DP)

IP 50 Indice de protection

Matériau boîtier couvercle

Position de montage aluminium ou acier inoxydable

Acier chromé ou PBT horizontale ou verticale

116 - MFC/MFM


®

Valeur de pleine échelle (Q

Fluides de service nenn

)





Précision de mesure (après mise

à température de 1 min.)

Linéarité

Reproductibilité

Rapport d'échelle

0,02 ... 50 L

N


2




-10 ... + 70 °C

-10 ... + 50 °C

± 0,8 % p.m. ± 0,3 % p.e.


95%

)

Tension de service


Puissance absorbée


Spécification de valeur de consigne (sélectionnable)

Résolution


(entrée tension)


(entrée courant)

3 entrées binaires

Signal di sortie

(sélectionnable)

± 0,1 % p.e.

± 0,1 % p.e.


< 300 ms

24 V DC ± 10 %; ondulation résiduelle < 5 % min. 0,25 mm² (0,5 mm² préférable) max. 6,5 W (Type 8712) max. 9 W (Type 8712 bus)

2,5 W (Type 8702)

5 W (Type 8702 bus)

Oui

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA

2,5 mV resp. 5 µA

> 20 kOhm

< 300 Ohm

Actif sur bas, relier à GND pour activation

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA

10 mV resp. 20 µA

10 mA

Résolution

Courant max.

(sortie tension)

charge max. (sortie courant)

2 sorties relais

Branchements


Matériqu du boîtier / couvercle

Position de montage

600 Ohm inverseur libre de potentiel 60 V, 1 A, 60 VA

Prise à 8 pôles




Acier inoxydable 1.4305 /PBT horizontale ou verticale

MFC/MFM - 117


®


)

Fluides de service





Précision de mesure

(après 1 min d'échauffement)

Linéarité

Reproductibilité

Rapport d'échelle

Temps de réglage(T

95%

)

Tension de service


Puissance absorbée


Spécification des valeur de consigne

1 entrée binaire

Signal de sortie

1 sorties relais

Branchements


Matériau boîtier couvercle

Position de montage

0,02 ... 50 L

N


2



Gaz de servie ou air

-10 ... + 70 °C

-10 ... + 50 °C

± 0,8 % de la valeur moyenne ± 0,3 % de la valeur finale

± 0,1 % p.e.

± 0,1 % p.e.


< 300 ms

24 V DC ± 10 %; ondulation résiduelle < 5 % min. 0,25 mm² (mieux 0,5 mm²) max. 6,5 W

Oui communication numérique via RS 485 low-active, connecter à GND pour l'activation communication numérique via RS 485 inverseur libre de potentiel 25 V, 1 A, 25 VA

Prise à 9 pôles SUB-D)

IP 50 aluminium ou acier inoxydable1.4305

Acier chromé horizontale ou verticale

118 - MFC/MFM

Type 8716 / 8706 MASS FLOW INLINE

Valeur pleine échelle (Q nenn

)

Fluides de service





Précision de mesure (après mise

à température de15 min.)

Linéarité

Reproductibilité

Rapport d`´echelle


95%

)

Tension de service


Puissance absorbée


Specification de valeur de consigne (sélectionnable)

8716: 25 ... 500 L

N


2

8706: 25 ... 1500 L

N

)


2




-10 ... + 70 °C

-10 ... + 45 °C

± 1,5 % p.m. ou ± 0,3 % p.e.

± 0,25 % p.e.

± 0,1 % p.e.

1 : 50

< 500 ms

24 V DC ± 10 %; ondulation résiduelle < 5 % min. 0,5 mm²

20 W - max. 30 W (type 8716, selon vanne)

22,5 W - max. 32,5 W (type 8716 bus, selon vanne)

10 W (type 8706)

12,5 W (type 8706 bus)

Oui

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA

2,5 mV resp. 5 µA

> 20 kOhm

Résolution


(entrée tension)


(entrée courant)

3 entrées binaires

Signal de sortie (sélectionnable)

< 300 Ohm

Actif sur bas, relier à GND pour activation

0 ... 10 V

0 ... 5 V

0 ... 20 mA

4 ... 20 mA

10 mV resp. 20 µA

10 mA

Résolution

Courant max.

(sortie tension)

charge max.

(sortie courant)

2 sorties relais

Branchements

600 Ohm




Position de montage inverseur libre de potentiel 60 V, 1 A, 60 VA

Prise à 8 pôles




Aluminium (éloxé) ou acier inoxydable 1.4305

PBT horizontale ou verticale

MFC/MFM - 119

MONTAGE, INSTALLATION ET MISE EN SERVICE

Dessins cotés

Figure: Type 8626/8006 MASS FLOW INLINE

87

2 x M 4 - 6 deep

Bus version

12

107

12

Bus version

16,5

Bus version

Figure: Type 8710 / 8700 MASS FLOW CAPILLARY / Type 8711/8701 MASS FLOW CMOSens ®

120 - MFC/MFM

Figure: Typ 8711 / 8701 MASS FLOW CMOSens

®

(avec couvercle de tôle d'acier)

M4 - 6 deep

M4 - 6 deep

150 ca. 3.5

12

Figure: Type 8711 avec vanne externe

170

12 ca. 24

37

MFC/MFM - 121

Figure: Type 8712/8702 MASS FLOW CMOSens

®

Figure: Typ 8713 / 8703 MASS FLOW CMOSens ®

122 - MFC/MFM

Figure: Type 8716/8706 MASS FLOW INLINE (avec corps de capteur standard)

MFC/MFM - 123

Recommandations générales pour l'installation et la mise en

sericve

Avant l'installation, observer les points suivants:

Prévoir en amont des filtres appropriés afin de garantir la propreté du fluide de service.

Observer la position de montage (voir les données d'étalonnage).

Prévoir une unité d'alimentation d'une puissance suffisante.

Observer l'ondulation résiduelle de la tension de service.

Avant le montage du MFC, éliminer toute impureté des tuyaux.

Lors de la mise en service d'un MFC/MFM, procéder dans l'ordre suivant:

1. Installation mécanique et fluidique

2. Installation électrique

3. Application du fluide de service

4. Exploitation normale

REMARQUE

La précision spécifiée ne peut être obtenue, après la mise sous tension, qu'une fois que le processus d'égalisation thermique est achevé et que l'appareil a atteint sa température de service

(cette durée est tributaire du type de l'appareil (voir les

Caractéristiques Techniques).

124 - MFC/MFM

Exploitation avec robinet d'arrêt supplémentaie

La vanne proportionnelle intégrée dans le MFC assure la fonction de fermeture hermétique, de sorte qu’aucun robinet d’arrêt supplémentaire n’est requis dans le circuit du fluide. Si cependant pour des raisons de sécurité on désire placer un robinet en amont ou en aval du MFC, la séquence de commande devrait être la suivante:

Démarrage

1. Application de la pression

2. Ouverture du robinet d'arrêt

3. Fixation de la valeur de consigne du MFC (mode de régulation normal)

Arrêt

1. Fixation de la valeur de consigne du MFC à 0 %

2. Fermeture du robinet d'arrêt lorsque la variable instantanée atteint 0 %

Tout ordre différent pourrait entraîner, lors de l’ouverture suivante du robinet d’arrêt, même avec une valeur de consigne nulle, une courte impulsion de flux, et une nette suroscillation lors de la première fixation de consigne.

Installation mécanique et fluidique

Sélectionner les raccordements fluidiques disponibles en fonction du débit maximum. Aucune section d’entrée n’est nécessaire. Au besoin, nous sommes en mesure de livrer des dimensions spéciales, qui devront alors être prises en compte lors de la conception du circuit en ce qui concerne le débit et la perte de charge.

Raccords fluidiques

Les appareils peuvent également être livrés, demande, avec des raccords fluidiques montés. Sélectionnez les raccords fluidiques correspondants dans le tableau de l’annexe B.

Raccords sur MFC/MFM

Filetages standard Filetages spéciaux

Type G 1/4" G 3/8" G 1/2" G 3/4" NPT 1/4 NPT 3/8 NPT1/2 NPT3/4

Brides

8626

8006

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

8716

8706

8713

8703

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

8712

8702

8711

8701

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

8710

8700

X

X

X

X

X

X

X

X

MFC/MFM - 125

Montage de raccords à bague de serrage

ATTENTION!

En cas de faible débit et de pression élevée, accorder son attention à l’étanchéité du circuit afin d’éviter les erreurs de dosage ou de fuites de gaz.

Pour assurer une bonne étanchéité du système, procéder au montage comme suit:

Monter les raccords de tuyauterie sans tension (le cas échéant, utiliser des compensateurs).

Utiliser des tubes de diamètre assorti et à surface lisse.

Scier les tubes droits et les ébavurer.

Monter dans l’ordre l’écrou-raccord, la bague d’assise (si prévue) et la bague de serrage sur le tube.

Introduire le tube jusqu’au fond dans le raccord.

Serrer l’écrou-raccord à la force des doigts.

Avec une clé, retenir le côté vissé (de manière à ne pas exercer de contrainte sur le boîtier de l’appareil) et serrer de 1 1/4 tour.

Raccordements électriques

ATTENTION!

Afin d’assurer la compatibilité électromagnétique (CEM), relier le boîtier à la borne de terre fonctionnelle (FE) au moyen d’un câble aussi court que possible (de section aussi grande que possible).

Les lignes GND ou de masse de tous les signaux du MFC/

MFM doivent dans tous les cas être reliées individuellement au

MFC. (Si tous les signaux GND étaient réunis sur le MFC et qu’une seule ligne est menée jusqu’à l’armoire de commande, il pourrait en résulter des décalages de signaux ou des parasites (impulsions, oscillations, etc.) sur les signaux analogiques.

Les MFC/MFM sont alimentés en tension continue de 24 V. Choisir une section de raccordement en fonction de la vanne utilisée et aussi grande que possible (voir

Caractéristiques techniques). Des câbles de raccordement appropriés sont décrits à l’annexe A.

ATTENTION!

Le connecteur rond 8 pôles (types 8626 / 8006 / 8712 / 8702 /

8716 / 8706) doit être serré à la main.

Raccorder la terre fonctionnelle (FE) à une vis identifiée, par ex. à l'aide d'une cosse.

126 - MFC/MFM

Affectation des broches pour les types 8626 / 8006

Prise SUB-D 9 pôle (exécution bus seulement)

1

2


Blindage (FE) terre fonctionnelle

N. C. (non connecté)

CAN_L ligne de données

GND

3

RxD/TxD-P ligne B

4

RTS signal de commande pour répétiteur

5

6

GND potentiel de transmission des données

VDD

Tension d'alimentation + (P5V)

N. C.

N. C.

N. C.

7

8

9

N. C.

RxD/TxD-N ligne A

N. C.

CAN_H ligne de données

N. C.

N. C.

Prise 8 pôle (ronde)

1

Alimentation 24 V +

2

Relais 1 contact central

3


4

Relais 1 - contact de repos

5

Relais 1 - contact de travail

6

24 V GND alimentation

7


8


5

6

3

4

1

2

Prise SUB-HD 15 pôles

Pilotage analogique

Entrée valeur de consigne +

Entrée valeur de consigne GND

Sortie valeur mesurée +

Exécution à bus

N. C.

N. C.

N. C.

Entrée binaire 2

Sortie 12 V (utilisation interne seulement)

7

RS232 TxD (raccordement direct au PC)

Entrée binaire 1

8

9

10

11

DGND (pour entrée binaire) utilisation interne seulement (ne pas connecter!)



12

Entrée binaire 3

13

GND sortie valeur mesurée N. C.

14

15

RS232 RxD (raccordement direct au PC)

DGND (pour interface RS232)

REMARQUE

Si l’on doit remplacer un appareil du type 8626/8006 d’avant 2003 par un modèle plus récent (à partir de 2003), ceci peut être fait à l’aide d’un adaptateur (voir l’annexe A) sans nécessiter de câblage supplémentaire.

MFC/MFM - 127


9

10

11

12

13

14

15

4

5

6

7

8

1

2

3

Prise SUB-D 15 pôles

1

Relais - contact de repos

2

3

4

5

Relais - contact de travail

Relais - contact central

GND pour alimentation 24 V et entrées binaires

Alimentation 24 V +


6

7

8

9

10

11

12

13

14

15



Sortie valeur mesurée GND


DGND (pour RS 232)

Entrée binaire 1

Entrée binaire 2

RS 232 RxD (sans pilote)

RS 232 TxD (sans pilote)

4

5

3

3

5

Uniquement en exécution avec bus de champ

1

2

Broche

3

4

1

2

5

Douille M12 Profibus DP, codage B


Affectation

VDD

R x D / T x D - N (ligne A)

DGND

R x D / T x D - P (ligne B)

Écran

4

2

1

Connecteur M12 - DeviceNet

4

5

2

3

Broche

1

Affectation

Blindage

VDD

DGND

CAN_H

CAN_L

128 - MFC/MFM

9

10

11

12

13

14

15


4

5

6

7

8

1

2

3


1

Relais - contact de repos

2

3

Relais - contact de travail

Relais - contact central

6

7

8

9

4

5

GND pour alimentation 24 V et entrées binaires

Alimentation 24 V +




Sortie valeur mesurée GND


10

11

12

13

14

15

DGND (pour RS 232)

Entrée binaire 1

Entrée binaire 2

RS 232 RxD (sans pilote)

RS 232 TxD (sans pilote)

3

5

4

5

3

Uniquement en exécution avec bus de camp

1

2

Douille M12 Profibus DP, codage B


4

5

2

3

Broche

1

Affectation

VDD

R x D / T x D - N (ligne A)

DGND

R x D / T x D - P (ligne B)

Écran

4

2

1

Connecteur M12 - DeviceNet

Broche

3

4

1

2

5

Affectation

Blindage

VDD

DGND

CAN_H

CAN_L

MFC/MFM - 129




1

2


N. C. (not connecté)


GND

3

RxD/TxD-P ligne B

4


5

6


VDD


N. C.

N. C.

N. C.

7

8

N. C.

RxD/TxD-N ligne A

9

N. C.


N. C.

N. C.


1

Alimentation 24 V +

2


3


4


5


6


7


8


3

4

1

2





N. C.

Entrée valeur de consigne GND N. C.

Sortie valeur mesurée + N. C.

5

Entrée binaire 2


6

7


Entrée binaire 1

DGND (pour entrée binaire)

8

9

10

11

12

utilisation interne seulement (ne pas connecter!)



Entrée binaire 3

13


14

15



130 - MFC/MFM


7

8

5

6

9


1

2

Entrée binaire (rapportée à GND broche 2)

GND

3

4

Alimentation + 24 V DC

Relais - contact C

Relais - contact NC

TX+ (RS 485-Y)*

TX+ (RS 485-Z)*

RX+ (RS 485-B)*

RX+ (RS 485-A)*

* Pour un fonctionnement en semi-duplex, connecter la broche 6 à la broche 9 et la broche 7 à la broche 8

MFC/MFM - 131

Brochage des connecteurs type 8716 / 8706



1

2


N. C. (non connecté)


GND

3

RxD/TxD-P ligne B

4


5

6


VDD


N. C.

N. C.

N. C.

7

8

N. C.

RxD/TxD-N ligne A

9

N. C.


N. C.

N. C.


1

Alimentation 24 V +

2


3


4


5


6


7


8


3

4

1

2





N. C.

Entrée valeur de consigne GND N. C.

Sortie valeur mesurée + N. C.

5

Entrée binaire 2


6

7


Entrée binaire 1

DGND (pour entrée binaire)

8

9

10

11

12

utilisation interne seulement (ne pas connecter!)



Entrée binaire 3

13


14

15



132 - MFC/MFM

Entrées / sorties

Aperçu des types

Type

8006

8626

8006 bus

8626 bus

8700

8710

8700 bus

8710 bus

8701

8711

8701 bus

8711 bus

8702

8712

8702 bus

8712 bus

8703

8713

8706

8716

8706 bus

8716 bus

X

-

-

-

-

-

-

-

X

X

-

-

-

-

-

X

-

-

-

-

X

-

Entrée consigne

Sortie variable instantanée

X

X

-

X

-

-

-

-

-

-

X

X

X

-

-

X

-

X

X

-

-

X

Branchement bus

-

X

X

X

X

X

X

-

-

-

X

X

-

X

-

-

X

X

-

-

-

X

LED Entrées binaires

4

4

4

3

3

4

4

4

4

3

3

3

3

3

4

3

3

4

3

4

4

4

3

3

3

1

1

3

3

3

3

2

2

2

2

2

3

2

2

3

2

3

3

3

Sortie à relais

2

2

2

1

1

2

2

2

2

1

1

1

1

1

2

1

1

2

1

2

2

2

REMARQUE

Le logiciel PC „MassFlowCommunicator“ peut être obtenu en option. Celui-ci permet de commuter le signal normalisé pour l’entrée de la valeur de consigne ou la sortie de la variable instantanée entre 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0 - 20 mA et 4 - 20 mA (voir l’annexe C).

Entrée de la valeur de consigne

L’entrée de la valeur de consigne sert à fixer la consigne via un signal normalisé pour le MFC.

Sortie de la variable instantanée

La sortie de la variable instantanée délivre la valeur du débit actuel sous forme de signal normalisé.

MFC/MFM - 133

Branchement de bus

Les types 8626, 8006, 8716, 8706, 8712, 8702, 8711, 8701, 8710 et 8700 sont disponibles en version bus. Les valeurs de consigne et mesurées sont reçues ou transmises en retour sous forme numérique via le bus. Il est possible de choisir entre une connexion PROFIBUS-DP ou DeviceNet (voir également Complément à la notice de l’utilisateur des appareils à bus de terrain ou communication série RS

232 / RS 485).

Diodes luminescentes pour l'affichage des modes opérationnels

(dispositions de base)

LED POWER

(verte) clignote Fonction Autotune active

LED COMMUNICATION

(jaune)

allumée L'appareil communique via le bus ou

RS232.

LED LIMIT (y)

allumée L'appareil se trouve sous tension de service.

allumée Sur MFC: indique que la variable réglante de la vanne a atteint une valeur proche de 100 %. En pratique, cela signifie principalement que la pression du régulateur ne suffit pas pour réaliser le débit exigé.

Sur MFM: indique que la variable instantanée a pratiquement atteint le débit maximum.

(bleu)

clignote L'appareil se trouve dans un mode différent de la régulation ou Autotune.

LED ERROR allumée Erreur non critique, par exemple opération

Autotune pas terminée avec succès ou LED défectueuse.

(rouge)

clignote Erreur critique, par ex. rupture du capteur ou défaut interne d'alimentation.

Entrées binaires (configuration par défaut)

Pour déclencher l'évènement désiré, l'entrée binaire doit être reliée à DGND durant au minimum 0,5 s.

Fonctions

Entrée binaire 1

Entrée binaire 2

Entrée binaire 3 fonction Autotune (non prévue sur MFM) non affectée

(pas disponible sur les types 8713 / 8703)

(en cas de deuxième étalonnage au gaz commutation gaz 1 – gaz 2) non affectée

(pas disponible sur les types 8710 / 8700 / 8711 / 8701 /

8713 / 8703)

134 - MFC/MFM

Sorties binaires (configuration par défaut)

Les entrées binaires sont réalisées sous forme de sortie à relais (contacts inverseurs hors potentiel).

Fonctions

Relais 1**

Relais 2*

LIMIT (y)

ERROR (en cas d'erreur critique, par ex. rupture de capteur ou défaut interne d'alimentation)

* (pas disponible sur les types 8710 / 8700 / 8711 / 8701 / 8713 / 8703)

** (sous forme de contact de repos sur les types 8713 / 8703)

REMARQUE

Les fonctions des voyants POWER et ERROR ne peuvent pas

être modifiées.

Les fonctions des entrées et sorties des signaux normalisés décrites ici et des entrées et sorties binaires sont des réglages par défaut.

Affectation des entrées et sorties, spécifique à l’application

Les MFC offrent en outre à l’utilisateur la possibilité d’affecter d’autres fonctions aux entrées et sorties binaires. Les appareils peuvent être ainsi adaptés à des conditions particulières d’installation ou à des exigences spécifiques de l’application.

Les fonctions peuvent être réglées avec le logiciel de communication

(MassFlowCommunicator – voir annexe C). Le réglage des fonctions est expliqué en détail dans la fonction d’aide du MassFlowCommunicator, au point de menu

„Assignment of In- and Outputs“ ( affectation des entrées et sorties).

Diodes électroluminescentes dans l’appareil

Les diodes électroluminescentes intégrées dans l’appareil signalent les états de fonctions affectées précédemment, p. ex.

- Signalisation de l’étalonnage au gaz utilisé dans le fonctionnement actuel

- Signalisation des entrées binaires actives

- Ouverture ou fermeture complète de la vanne

- Ajustement de la valeur de sécurité

- Le profil de la valeur de consigne de l’appareil est ajusté

- Mode pilotage actif / inactif

- Communication actif / inactif

- Origine de la valeur de consigne – bus / communication série

- Etats divers du bus de terrain ou de la communication serie

(Voir la fonction d’aide du MassFlowCommunicator - Assignment of In- and Outputs)

MFC/MFM - 135

Sorties binaires

Les sorties binaires du MFC peuvent être utilisées pour transmettre certains états spécifiquement définis à un dispositif de commande de niveau supérieur où ils seront traités.

Les sorties binaires donnent en outre des informations sur l’état de l’appareil et peuvent

être utilisées pour le diagnostic et l’élimination de dysfonctionnements.

- Etat de l’appareil mode Auto Tune actif

étalonnage au gaz actif entrées binaires actives le profil de valeur de consigne de l’appareil est en cours d'ajustement mode commande actif la valeur de sécurité est en cours d'ajustement la vanne est en cours d'ouverture totale la vanne est en cours de fermeture totale

état du module de bus ou de la communication par bus

- Commutateur de valeur limite

Les sorties binaires sont activées en cas de dépassement ou de sousdépassement de la valeur limite réglable (telles que valeur limite du totalisateur, valeur limite de la valeur de consigne etc.).

- Défauts / dysfonctionnements

Des défauts détectés, par exemple sur le capteur, dans la consommation de courant interne ou dans la tension d’alimentation peuvent être signalés.


Entrées binaires

Des fonctions prédéfinies peuvent être affectées à des entrées binaires ; elles sont exécutées par l’activation externe de l’entrée binaire correspondante.

- activation du mode Auto Tune

- commutation sur un autre étalonnage au gaz

- valeur de sécurité active / inactive – ajustement de la valeur de sécurité en fonction

de l’entrée binaire

- exécution du profil de valeur de consigne

- passage en mode de commande

- remise à zéro du totalisateur

- fermer complètement la vanne / ouvrir complètement la vanne


136 - MFC/MFM

Etats de fonctionnement du MFC

Mode de régulation standard

Il s’agit du mode normal d’exploitation, que le MFC adopte immédiatement après la mise sous tension et une courte phase d’initialisation. Dans la zone des LED, seule la LED Power verte est allumée.

Le débit est réglé sur la valeur de consigne spécifiée avec une dynamique élevée.

Les perturbations, suite par exemple à des fluctuations de pression, sont corrigées rapidement par une adaptation de l’ouverture de la vanne de régulation.

Dans ce mode, la valeur de consigne est fixée, selon la variante d’appareil, via l’entrée analogique (entrée de signal normalisée) ou via le bus de terrain.

Les paramètres de régulation sont définis de manière à compenser aussi rapidement que possible les modifications de valeur de consigne ou les perturbations, sans produire de suroscillations notables.

REMARQUE

Lorsque le signal pilote de la vanne de régulation s’approche de la limite de 100%, la LED Limit (y) s’allume. La cause provient généralement d’une pression différentielle insuffisante à travers le

MFC, suite par exemple à une pression d’alimentation trop faible, ou du colmatage du filtre. Il peut en résulter que la valeur de consigne ne puisse pas être atteinte, ou qu’il subsiste un écart de régulation positif (w-x). Afin de permettre une réaction externe, une sortie à relais est commutée.

Routine Autotune

La condition à assurer pour une adaptation automatique du régulateur à l’installation est le respect de rapports de pression normaux.

Déclencher la routine Autotune en activant l’entrée binaire 1.

La routine Autotune se déroule automatiquement. Durant son exécution, la LED verte POWER clignote.

ATTENTION!

Durant l'exécution de la routine Autotune, observer les points suivants:

Différentes fluctuations de pression se produisent.

L'alimentation électrique du MFC ne doit pas être coupée.

La pression d'alimentation doit être maintenue constante.

Durant l’exécution de la routine Autotune, le MFC n’assure pas de régulation. La vanne de régulation est pilotée en fonction du schéma interne, ce qui entraîne des fluctuations de débit. Durant ce processus, plusieurs paramètres de régulation sont adaptés aux conditions régnant dans l’installation. Lorsque la routine Autotune est terminée, ces paramètres sont ensuite enregistrés dans la mémoire non volatile de l’appareil.

Après l’exécution de la routine Autotune, le MFC retourne dans son mode opérationnel initial.

MFC/MFM - 137

REMARQUE

Durant le contrôle final en usine, chaque MFC a subi la routine

Autotune avec la pression de service spécifiée dans le rapport d’étalonnage. Pour assurer une régulation sûre de l’installation, il n’est pas impérativement nécessaire de répéter cette fonction après la mise en service. Nous recommandons néanmoins de l’exécuter lorsque la pression de service diverge de plusieurs bars par rapport à la pression d’étalonnage, ou lorsque la caractéristique de la vanne proportionnelle est fortement influencée suite à une faible autorité de la vanne (voir Vanne proportionnelle). La routine Autotune devrait également être exécutée après une modification notable du rapport de pression.

Fonction de sécurité

Selon la configuration de l’appareil, cette fonction peut être activée et désactivée via une entrée binaire ou le bus de terrain.

Dans ce mode, l’appareil se comporte généralement comme dans le mode de régulation normal. Toutefois, une valeur de consigne extérieure est ignorée et une valeur de sécurité définie dans l'appareil (par défaut: 0 %; peut être modifiée à l'aide du logiciel PC MassFlowCommunicator) est utilisée comme valeur de consigne.

Profil de consigne


Dans ce mode, l’appareil se comporte comme dans le mode de régulation normal.

Toutefois, une valeur de consigne extérieure est alors ignorée, tandis qu’une succession prédéfinie de jusqu’à 30 valeurs de débit est adoptée comme valeur de consigne (configurable avec le logiciel MassFlowCommunicator).

Après le cycle de consignes, l’appareil retrouve le mode opérationnel précédent.

Mode de commande


Dans ce mode de fonctionnement, la valeur de consigne est utilisée comme valeur de réglage pour le facteur d’utilisation de la vanne, p. ex. : valeur de consigne = 10 % facteur d’utilisation de la vanne = 10 %.

138 - MFC/MFM

Modes opérationnels MFC

Mode opérationnel

Mode de régulation normal

· Routine Autotune

· Fonction de sécurité

· Profil de consigne

· Mode de commande

Mode de commande

· Routine Autotune


· Profil de consigne

Profil de consigne · Routine Autotune


· Réinitialisation de

l'appareil

Routine Autotune · Fonction de sécurité

· Réinitialisation de

l'appareil

Fonction de sécurité

peut être suspendu ou arrêté par

-

Représentation sur affichage

(LED) par défaut

-

Obtention du mode via entrée binaire (si configuré)

-

LED LIMIT (y) clignotante

LED LIMIT (y) clignotante

LED POWER clignotante

LED LIMIT (y) clignotante tant qu'il est actif

Déclenchement sur entrée binaire active

≥ 0,5 s

(lorsque la LED est allumée fixement, la réinitialisation a toujours lieu)

Déclenchement sur entrée binaire active

≥ 0,5 s

(lorsque la LED est allumée fixement, la réinitialisation a toujours lieu) tant qu'il est actif

MFC/MFM - 139

ENTRETIEN

Exploités conformément aux présentes instructions de service, les MFC et MFM se passent en principe de tout entretien, rendant superflus les réétalonnages de routine.

Sur les types 8626 / 8006 / 8710 / 8700 / 8711 / 8701 / 8712 / 8702 / 8713 / 8703 /

8716 / 8706, si de grandes quantités de particules ont été introduites après une longue utilisation avec un fluide pollué, la grille en fil d’acier inoxydable peut être nettoyée ou remplacée. Elle est accessible après avoir retiré la plaque située côté arrivée du gaz (voir annexe B).

Lorsque le capteur est encrassé par le gaz de service, l’appareil peut produire des écarts de débit accrus après une longue période d’exploitation. Un nettoyage et un réétalonnage en usine se révèlent alors nécessaires.

ATTENTION!

L’ouverture de l’appareil est prohibée! L’intérieur de l’appareil contient d’autres éléments de conditionnement de l’écoulement. Une intervention à l’intérieur, par exemple pour nettoyage, n’est pas admissible, car la modification du signal du capteur rendrait nécessaire un réétalonnage en usine!

140 - MFC/MFM

DEPANNAGE / LOCALISATION DES DEFAUTS

Problème

La LED "POWER" ne s'allume pas

La LED "POWER" clignote

La LED "POWER" s'éteint périodiquement

Pertes excessives du câble de branchement.

- Augmenter la section du câble

- Réduire la longueur du câble.

La LED "LIMIT (y)" s'allume

(seulement avec configuration par défaut)

MFC: La variable réglante de la vanne atteint presque 100

% - la valeur de consigne ne peut pas être atteinte.

- Augmenter la pression

d'alimentation.

- Contrôler et si nécessaire

rédurie la résistance des

lignes.

- Contrôler la configuration de

l'installation (voir chapitre

Vanne proportionnelle)

MFM: La variable instantanée est proche du débit nominal

La LED "LIMIT (y)" clignote

(seulement avec

configuration par

défaut)

Autre mode opérationnel que la régulation normale, ou

Autotune.

Voir le chapitre Modes

opérationnels

La LED "ERROR" s'allume

La LED "ERROR" clignote

Pas de débit

Cause probable Correction

Pas d'alimentation électrique Contrôler le branchement

électrique.

Autotune en cours Voir le chapitre Modes

opérationnels.

La tension d'alimentation est coupée périodiquement l'appareil exécute une réinitialisation.

Adoptez une unité d'alimentation d'une puissance suffisante.

Apparition d'un défaut moins grave:

- Dernier Autotune

achevé sans succés.

- Détection d'un défaut sur

une DEL.

L'ondulation résiduelle de la tension d'alimentation est trop élevée.

Erreur critique, par ex.

défaillance du capteur ou défaut interne de l'alimentation

- Reprendre l'autotune ou

annuler l'erreur par une

réinitialisation.

- En cas de défaut de la LED

ou de la sortie binaire, une

exploitation réduite peut être

poursuivie.

Sélectionner une source de tension appropriée (pas de tension continue technique).

Renvoyer l'appareil au fabricant pour révision

Valeur de consigne inférieure Augmenter la valeur de au déclenchement de point zéro.

consigne à > 2 % de Q nenn

.

Autre mode opérationnel Vérifier le mode opérationnel.

La suite du tableau voir une page suivante

MFC/MFM - 141

Problème

Fluctuation de la variable instantanée

Cause probable

Pas de connexion à la terre

(FE) satisfaisante

Correction

Connecter la borne FE à un point de terre (liaison courte, section min. 2,5 mm²).

Brancher un manodétendeur approprié en amont.

Le régulateur doit conitnuellement corriger une pression d'alimentation instable.

L'ondulation résiduelle de la tension d'alimentation est trop

élevée.

Le régulateur tend à osciller La pression de service est largement supérieure à celle avec laquelle le dernier

Autotune a été exécuté.

Les paramètres de régulation ne correspondent pas au comportement du système réglé.

Valeur de consigne w = 0, mais débit présent après quelques secondes

Valeur de consigne w = 0, vanne fermée, aucun débit mais sortie de variable instantanée représentant un faible débit.

Forte suroscillation du régulateur en cas de saut de consigne à partir de 0 %.

Lors de la commande d'une flamme, celle-ci s'éteint après un saut de consigne.

Sélectionner une source de tension appropriée.

Exécuter un Autotune pour adapter le régulateur aux conditions de service actuelles.

Adapter la dynamique de régulation à l'aide du logiciel

PC MassFlowCommunicator.

Un autre fluide que celui utilisé pour l'étalonnage est adopté.

Renvoyer l'appareil auf fabricant pour un réétalonnage avec le gaz de service.

Sélectionner une source de tension appropritée.

L'ondulation résiduelle de la tension d'alimentation est trop

élevée.

Pression de service supérieure à la pression d'étanchéité de la vanne proportionnelle.

Réduire la pression de service.

Pression de service sensiblement plus élevée que la pression d'étalonnage,

(

→ Convexion propre accrue, seulement sur 8716 et 8626)

(

Position de montage erronées

→ Convexion propre accrue, seulement sur 8716 et 8626)

Monter le MFC à la position spécifiée pour l'étalonnage ou exécuter un Autotune pour adapter le régulateur aux conditions de service actuelles.

Utilisation d'un autre fluide que celui spécifié pour l'étalonnage.

Renvoyer l'appareil au fabricant pour un réétalonnage avec le gaz de service.

Lors du montage d'un robinet d'arrêt supplé-mentaire, la séquence de commande n'est pas ob-servée.

Une concentration trop forte du fluide soutire l'oxygène nécessaire à la flamme.

Exécuter un Autotune pour adapter le régulateur aux conditions de service actuelles.

Voir le chapitre Exploi-tation

avec robinet d'arrêt supplementaire.

Activer la fonction de rampe

à l'aide du logiciel PC


142 - MFC/MFM

ANNEXE A: ACCESSOIRES (ELECTRIQUES)

Types Article

Fiche ronde 8 pôle (connexion soudée)

8626 / 8006

8712 / 8702

8716 / 8706

Fiche ronde 8 pôle avec 5 m de câble, confectionné d'un côté

Fiche ronde 8 pôle avec 10 m de câble, confectionné d'un côté

Fiche SUB-HD 15 pôle avec 5 m de câble, confectionné d'un côté

Fiche SUB-HD 15 pôle avec 10 m de câble; confectionné d'un côté

Adaptateur RS232 pour raccordement d'un PC avec un câble rallonge (n° de commande 917039)

Adaptateur de raccordement (DB9/m-DB15HD/m) pour remplacement d'un appareil type 8626/8006 (avant année

2003) par un type plus récent (dès année 2003)

→ pas de protection IP 65

Prise SUB-D 15 pôle, connexion soudée

Couvercle SUB-D pour prise SUB-D 15 pôle avec verrouillage à vis

8710 / 8700

8711 / 8701

Prise SUB-D 15 pôle avec 5 m de câble, confectionné d'un côté

Prise SUB-D 15 pôle avec 10 m de câble, confectionné d'un côté

Adaptateur RS232 pour raccordement d'un PC avec un câble rallonge (n° de commande 917039)

Câble rallonge 2 m pour fiche/prise RS232 9 pôle tous les types

Logiciel de communication (MassFlowCommunicator)

8713 / 8703

Adaptateur RS232 pour le raccordement d'un PC à associer avec un câble prolongateur

Connecteur SUB-D, 9 pôles (connecteur à souder)

N° de commande

918299

787733

787734

787735

787736

654757

787923

918274

918408

787737

787738

654748

917039 infos sous www.buerkert.com

667 530

917 623

MFC/MFM - 143

ANNEXE B: ACCESSOIRES (FLUIDIQUES)

En principe, nous ne livrons de raccords à visser qu'avec des filetages en pouces; en conséquence, nous utilisations des brides avec filetages de vis en pouces.

Du côté tube, vous pouvez commander aussi bien des dimesions métriques qu'anglaises. Sur demande, nous sommes en mesure de livrer des exécutions en laiton.

G 1/2"

G 3/4"

G 1/4"

G 1/4"

G 3/8"

G 3/8"

G 1/2"

G 1/2"

G 3/4"

Filetage de vis selon

DIN ISO 228/1

G 1/4"

G 1/4"

G 3/8"

G 3/8"

G 1/2"

Ø tube

6 mm

8 mm

8 mm

10 mm

10 mm

12 mm

12 mm

1/4"

3/8"

3/8"

1/2"

1/2"

3/4"

3/4"

Brides sur demande

Matière

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

VA

N° de commande

901538

901540

901542

901544

901546

901548

901549

901551

901553

901555

901556

901557

901558

901559

N° commande bague d'étanchéité

901575

901575

901576

901576

901577

901577

901578

901579

901579

901580

901580

901581

901581

901582

ATTENTION!

Une bague d'étanchéité doit être commandée avec chaque raccord.

Vous trouverez d'autres accessoires pour le raccordement fluidique des MFC/

MFM sous le type 1013 du catalogue d'accessoires Bürkert.

Pièces de rechange

Désignation N° de commande

Grille en acier inoxydable* pour 8626 / 8606 / 8716 / 8706 (boîtier standard) 646808

651694 Grille en acier inoxydable* pour 8626 / 8006 / 8716 / 8700

(boîtier pour gros débits)

Grille en acier inoxydable* pour 8710 / 8700 8711 / 8701 / 8712 / 8702 /

8713 / 8703

Grille en acier inoxydable** pour 8710 / 8700 8711 / 8712 / 8713

654733

667520

* Mailles: 250 µm, ** Mailles: 20 µm

144 - MFC/MFM

ANNEXE C: MassFlowCommunicator (LOGICIEL PC)

Le programme PC MassFlowCommunicator est conçu pour la communication avec des appareils de la famille MassFlowCommunicator de la société Bürkert.

Il sert à la configuration et au paramétrage. Une fonction de diagnostic est en outre disponible.

Diagnostic Data

Cette fonction indique par exemple la valeurs de la tension ou de la température internes à l’appareil.

Device Settings

Permet l'affichage ou la configuration de l'état actuel de l'appareil.

Monitoring

Aperçu de tous les appareils raccordés (les valeurs de consigne peuvent être

également prédéfinies ici via le PC raccordé).

Datalogger

Il enregistre les process sur de longues périodes (jours/semaines).

Dynamic Reading

Enregistre en temps réel les paramètres valeur de consigne (w), valeur mesurée (x) et grandeur de réglage (y

2

) et les représente graphiquement.

Les données enregistrées donnent des informations sur le système et ses composants. Ces enregistrements permettent d’analyser des anomalies dues au système. L’enregistrement des paramètres peut alors être mémorisé sous forme de fichier Windows et envoyé par e-mail au technicien de service aprèsvente de Bürkert.

Le MassFlowCommunicator permet la réalisation de mise à jour flash dans le

MassFlowController / MassFlowMeter.

REMARQUE

Le programme fonctionne sous le système d’exploitation

Windows (à partir de Windows 98) et nécessite une interface série (RS 232 ou RS 485) pour la communication avec les contrôleurs de débit massique ou les débitmètres massiques.

ATTENTION!

Les types 8710 / 8700 / 8711 / 8701 nécessitent un adaptateur à pilote d’interface. Le pilote d’interface est intégré dans l’interface RS 485sur les types 8713 / 8703, la communication via RS 485 nécessite un adaptateur à pilote d’interface (voir les accessoires en annexe A).

Un adaptateur est également disponible pour faciliter l’adaptation des types 8626 / 8006, 8712 / 8702 et 8716 /

8706 (voir les accessoires en annexe A).

MFC/MFM - 145

Vous trouverez une description détaillée et un mode opératoire précis pour l’utilisation du logiciel du MassFlowCommunicator dans la documentation du logiciel contenue dans la fonction d’aide du programme.

Téléchargement du logiciel sous :: www.buerkert.com

REMARQUE

La version la plus récente du MassFlowCommunicator est toujours disponible par la fonction de téléchargement.

Documentation

L'ensemble de la documentation est disponible à des fins de téléchargement sur

Internet à l'adresse suivante www. buerkert.com, ainsi que sur le CD contenant les consignes d'utilisation.

146 - MFC/MFM

Contact addresses / Kontaktadressen

Germany / Deutschland / Allemange

Bürkert Fluid Control System

Sales Centre


D-74653 Ingelfingen

Tel. + 49 (0) 7940 - 10 91 111

Fax + 49 (0) 7940 - 10 91 448


International

Contact addresses can be found on the internet at:

Die Kontaktadressen finden Sie im Internet unter:

Les adresses se trouvent sur internet sous : www.burkert.com Bürkert Company Locations

The smart choice of Fluid Control Systems www.buerkert.com

Burkert 8703 Operating Instructions Manual

Assistant Bot

Operating Instructions

Bedienungsanleitung

Instructions de Service

Types 8626 / 8710 / 8711 / 8712 / 8713 / 8716

Mass Flow Controller (MFC)

Types 8006 / 8700 / 8701 / 8702 / 8703 / 8706

Mass Flow Meter (MFM)

MassFlowController (MFC)

Types 8626 / 8710 / 8711 / 8712 / 8713 / 8716

MassFlowMeter (MFM)

Types 8006 / 8700 / 8701 / 8702 / 8703 / 8706

GENERAL NOTES

Symbols

Use according to the instruction

Safety notes

Protection from damage by electrostatic charging

Scope of delivery

Warranty conditions

SYSTEM DESCRIPTION

Type systematics

General function

Sensors

Thermal measurement principle

Inline sensor (Types 8626 / 8006 / 8716 / 8706)

Bypass sensor in conventional technology "capillary"

(Types 8710 / 8700)

Bypass sensor in CMOSens

technology

(Types 8713 / 8703 / 8712 / 8702 / 8711 / 8701)

Control electronics

Proportional valve

TECHNICAL DATA

Type 8626 / 8006 MASS FLOW INLINE

Type 8710 / 8700 MASS FLOW CMOSens

Type 8711 / 8701 MASS FLOW CMOSens

Type 8712 / 8702 MASS FLOW CMOSens

Type 8713 / 8703 MASS FLOW CMOSens

Type 8716 / 8706 MASS FLOW INLINE

ASSEMBLY, INSTALLATION AND COMMISSIONING

Dimensional drawings

General notes on installation and operation

Operation with additional isolation valve

Mechanical and fluidic installation

Fluidic connections

Assembly of clamping ring screw joints

Electrical connections

Connection configuration Type 8626 / 8006

Connection configuration Type 8710 / 8700

Connection configuration Type 8711 / 8701

Connection configuration Type 8712 / 8702

Connection configuration Type 8713 / 8703

Connection configuration Type 8716 / 8706

Inputs / outputs

Setpoint input

Process value output

Bus connection

LEDs to indicate the operating mode (deault configuration)

Binary inputs (default configuration)

Binary outputs (default configuration)

Applicationspecific settings of binary inputs and outputs

Operating modes of the MFC

Standard control operation

Autotune routine

Safety function

Setpoint profile

Control operation

Operating modes of the MFC

MAINTENANCE

MALFUNCTION / TROUBLESHOOTING

APPENDIX A: ACCESSORIES (ELECTRICAL)

APPENDIX B: ACCESSORIES (FLUIDIC)

APPENDIX C: MassFlowCommunicator (PC SOFTWARE)

MassFlowController (MFC)

Typen 8626 / 8710 / 8711 / 8712 / 8713 / 8716

MassFlowMeter (MFM)

Typen 8006 / 8700 / 8701 / 8702 / 8703 / 8706

ALLGEMEINE HINWEISE

Darstellungsmittel