Bedienungsanleitung

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Windrichtungsgeber - compact
- TMR, Ausgang: analog -
© 2003 FuehlerSysteme eNET International GmbH | Röthensteig 22 | D-90408 Nürnberg | www.fuehlersysteme.de
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Inhaltsverzeichnis
1 Geräteausführung ........................................................................................................................ 3 2 Anwendung .................................................................................................................................. 4 3 Aufbau und Arbeitsweise ............................................................................................................. 4 4 Empfehlung Standortwahl / Standardaufstellung ......................................................................... 4 5 Installation .................................................................................................................................... 5 5.1 Mechanische Montage .......................................................................................................... 5 5.2 Elektrische Montage .............................................................................................................. 5 6 Steckermontage ........................................................................................................................... 6 7 Wartung ....................................................................................................................................... 6 8 Anschluss-Schaltbild .................................................................................................................... 7 9 Technische Daten ........................................................................................................................ 8 10 Maßbilder .................................................................................................................................. 9
Contents
1 Models available ........................................................................................................................ 11 2 Application ................................................................................................................................. 12 3 Construction and Mode of Operation ......................................................................................... 12 4 Recommendation Side Selection / Standard Installation ........................................................... 12 5 Installation .................................................................................................................................. 13 5.1 Mechanical Mounting .......................................................................................................... 13 5.2 Electrical Mounting .............................................................................................................. 13 6 Plug Mounting ............................................................................................................................ 14 7 Maintenance .............................................................................................................................. 14 8 Connecting Diagram .................................................................................................................. 15 9 Technical Data ........................................................................................................................... 16 10 Dimensional Drawing .............................................................................................................. 17 © 2003 FuehlerSysteme eNET International GmbH | Röthensteig 22 | D-90408 Nürnberg | www.fuehlersysteme.de
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1 Geräteausführung
Elektrischer Heizung
Ausgang
BetriebsSpannung
Anschlussart
20 W
15...30 V DC
oder 24 V AC
12 m Kabel LiYCY 6 x 0,25 mm²
4-20 mA
20 W
15...30 V DC
oder 24 V AC
12 m Kabel LiYCY 6 x 0,25 mm²
0...360°
0-10 V
20 W
15...30 V DC
oder 24 V AC
12 m Kabel LiYCY 6 x 0,25 mm²
WRG2/O-30
0…360°
0-2 V
20 W
8...30 V DC
oder 24 V AC
12 m Kabel LiYCY 6 x 0,25 mm²
WRG2/O-20
0…360°
0-5 V
20 W
8...30 V DC
oder 24 V AC
12 m Kabel LiYCY 6 x 0,25 mm
Bestell - Nr.
Messbereich
WRG2/O-40
0...360°
0-20 mA
WRG2/O-50
0…360°
WRG2/O-10
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2 Anwendung
Der Windrichtungsgeber dient zur Erfassung der horizontalen Windrichtung. Der Messwert wird als
elektrisches analoges Signal ausgegeben. Die bereitgestellte Messgröße ist ideal auf die Einspeisung in Anzeigegeräte, Registriergeräte, Datalogger sowie Prozessleitsysteme abgestimmt.
Für den Winterbetrieb sind die Geräte mit einer elektronisch geregelten Heizung ausgestattet, um
die Leichtgängigkeit der Kugellager zu gewährleisten und eine Eisbildung am Spalt der äußeren
Rotationsteile zu verhindern. Die elektrische Versorgung der Windgeberheizung erfolgt z.B. mit
unserem Netzgerät.
3 Aufbau und Arbeitsweise
Die äußeren Teile des Gerätes sind aus korrosionsbeständigen Werkstoffen ( Aluminium,
Edelstahl, Kunststoff ) gefertigt. Die Aluminiumteile sind zusätzlich mit einer Eloxalschicht
geschützt. Labyrinthdichtungen schützen die empfindlichen Teile im Inneren des Gerätes vor
Feuchtigkeit.
Die Windrichtung wird mit einer trägheitsarmen Windfahne erfasst. Die Achse der Windfahne ist
kugelgelagert und trägt am inneren Ende einen diametral magnetisierten Magneten. Die
Winkelstellung der Achse wird über die Lage des Magnetfeldes von einem TMR-Sensor (Tunnel
Magneto Resistance) berührungslos abgetastet. Dieser liefert als Signal zwei Cosinus und Sinus
abhängige Spannungen.
Ein Mikro-Controller berechnet daraus die Windrichtung und den linearen Zusammenhang
zwischen dem Winkel und der analogen Ausgangsgröße.
4 Empfehlung Standortwahl / Standardaufstellung
Um bei der Bestimmung des Bodenwindes vergleichbare Werte zu erhalten, sollte in 10 Meter
Höhe über ebenem, hindernisfreiem Gelände gemessen werden. Hindernisfreies Gelände heißt,
die Entfernung zwischen Windmesser und Hindernis sollte mindestens das Zehnfache der Höhe
des Hindernisses betragen ( s. VDI 3786). Kann dieser Vorschrift nicht entsprochen werden, sollte
der Windmesser in einer solchen Höhe aufgestellt werden, in welcher die Messwerte durch die
örtlichen Hindernisse möglichst unbeeinflusst bleiben (ca. 6-10 m über dem Störungsniveau). Auf
Flachdächern sollte der Windmesser in der Dachmitte statt am Dachrand aufgestellt werden, damit
etwaige Vorzugsrichtungen vermieden werden.
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5 Installation
Achtung:
Lagerung, Montage und Betrieb unter Witterungsbedingungen
ist nur in senkrechter Position zulässig, andernfalls kann
Wasser in das Gerät eindringen.
Hinweis:
Bei Verwendung von Befestigungsadaptern (Winkel, Traverse, Auslegern etc.) ist
eine mögliche Beeinflussung durch Turbulenzen zu beachten.
5.1 Mechanische Montage
Die Montage kann z.B. auf einem zentralen Mastrohr mit einem Aufnahmegewinde PG 21 oder auf
Auslegern o.ä. mit einer Bohrung von  29 mm. Das Anschlusskabel oder die Steckverbindung
wird dabei durch die Bohrung geführt und der Windrichtungsgeber nach der Nordausrichtung mit
der Sechskantmutter (SW 36) fixiert.
Nordausrichtung
Die Gehäusemarkierungen (Nordmarkierung) am Schaft und an der Schutzkappe werden
deckungsgleich übereinander gedreht. Anschließend wird ein markanter Punkt der Landschaft
( Baum, Gebäude o.ä.) in Nordrichtung mit Hilfe eines Kompasses ermittelt. Über Windfahne und
Gegengewicht des Windrichtungsgeber wird dieser Punkt angepeilt. Bei Übereinstimmung ist der
Windrichtungsgeber zu verschrauben (die Nordmarkierung muss zum geographischen Norden
zeigen).
5.2 Elektrische Montage
Der elektrische Anschluss ist gemäß Anschlussschaltbild durchzuführen.
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6 Steckermontage
Gilt nur für Geräte mit Anschlussart „Stecker“.
Kupplungsdose, Typ: Binder, Serie 423, EMV mit Kabelklemme
Kabelkonfektioniung: ohne Schirmanschluss
Kabel-Zugentlastung
1. Teile nach obiger Darstellung auf Kabel auffädeln
2. Kabelmantel 20 mm abisolieren
Kabelmantel
Kabelklemme
3. Freiliegenden Schirm 20 mm kürzen
4. Kabellitzen 5mm abisolieren
5. Kabellitzen an Buchseneinsatz anlöten
6. Kabelklemme positionieren
7. Kabelklemme anschrauben
8. Übrige Teile gemäß oberer Darstellung montieren
9. Kabel- Zugentlastung mit Schraubenschlüssel (SW16 und
17) fest anziehen.
Kabellitzen
Abbildung 1: Steckermontage
7 Wartung
Bei sachgemäßer Montage arbeitet das Gerät wartungsfrei. Starke Umweltverschmutzung können
beim Windrichtungsgeber zum Verstopfen des Schlitzes zwischen den rotierenden und
feststehenden Teilen führen. Dieser Schlitz muss stets sauber gehalten werden.
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8 Anschluss-Schaltbild
Getrennte Spannungsversorgung
N
S
Gemeinsame Spannungsversorgung
Heizung
Heating
PG / Kabel / Cable
3 4
PG / Kabel / Cable
5 6
Schirm
Shield
1 2
3 4
5 6
Erde / Earth
~ ~
+ -
Vers. / Power
8 / 15 ...30 V DC
oder / or 24V AC
Ader FarbKennzeichnung
CPU
CPU
1 2
N
S
Heizung
Heating
+ -
Ausgang
Output
Analog
~ ~
+ -
Versorgung / Power
Heizung / Heating
24 V AC / DC
Schirm
Shield
1 weiß
2 braun
3 grün
4 gelb
5 grau
6 rosa
Erde / Earth
~ ~
+ -
Vers. / Power
24 V AC / DC
+ -
Ausgang
Output
Analog
Abbildung 2: Anschlussschaltbild für Ausführung mit Kabel
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9 Technische Daten
Eigenschaft
Beschreibung / Wert
Messbereich
0…360°
Auflösung
ca. 0,4°
Genauigkeit
 2°
Messprinzip
Magnetisch
Elektrischer Ausgang
0/4-20 mA, 0-2/5/10 V
Betriebsspannung (Vcc)
8 / 15...30 V DC
Stromverbrauch
<10mA + Iout
Betriebsspannung Heizung
24 V DC/AC, max. 20 W
Umgebungstemperatur
- 40°C...+70 °C
Überlebensgeschwindigkeit
maximal 80 m/s, 30 Minuten
Anschlussart
12 m Kabel LiYCY 6 x 0,25 mm²
Abmessungen
siehe Maßbild
Montage
z.B. auf Mastrohr mit Aufnahmegewinde PG 21
oder Bohrung  29 mm
Schutzart
IP 55, in Gebrauchslage
Gewicht
ohne Kabel ca. 0,3 kg
mit Kabel ca. 0,3 kg + 0,075 kg / m Kabel
EMV
EN 61000-6-2 ( Störfestigkeit )
EN 61000-6-3 ( Störaussendung )
Material
Gehäuse Aluminium (AlMgSi1), eloxiert
Windfahne Kunststoff mit Kohlefaser (PC-GF10)
Fuß Kunststoff (POM H2320)
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Gegengewicht
166
Windfahne
120
10 Maßbilder
220
Nord markierung
Ø50
165
PG 21
SW 36
PG 9
Abbildung 3: Maßbild für Ausführung mit Kabel
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Instruction for Use
Wind Direction Transmitter - compact
- TMR, analogue output -
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1 Models available
Order-No.
Meas. range
Electrical
Output
Heating
Operating
voltage
Connection
WRG2/O-40
0...360°
0...20 mA
20 W
15...30 V DC
or 24 V AC
12 m cable LiYCY 6 x 0,25 mm²
WRG2/O-50
0…360°
4...20 mA
20 W
15...30 V DC
or 24 V AC
12 m cable LiYCY 6 x 0,25 mm²
WRG2/O-10
0...360°
0...10 V
20 W
15...30 V DC
or 24 V AC
12 m cable LiYCY 6 x 0,25 mm²
WRG2/O-30
0…360°
0…2 V
20 W
8...30 V DC
or 24 V AC
12 m cable LiYCY 6 x 0,25 mm²
WRG2/O-20
0…360°
0…5 V
20 W
8...30 V DC
or 24 V AC
12 m cable LiYCY 6 x 0,25 mm²
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2 Application
The wind direction transmitter is designed for the acquisition of the horizontal wind direction. The
measuring values are output as electrical analogue signals. The measuring data available are
ideally adapted to the supply in display instruments, recording instruments, datalogger, as well as
process control systems. For winter operation the instruments are equipped with an electronically
regulated heating in order to guarantee a smooth running of the ball bearings, and to avoid iceformation at the slot of the outer rotation parts. The electrical supply of wind transmitter heating is
carried out, for ex., by our power supply unit.
3 Construction and Mode of Operation
The outer parts of the instrument are made of corrosion-resistant material ( aluminum, stainless
steel, plastic ). The aluminum parts are additionally protected by means of an anodic coat.
Labyrinth sealing protects sensitive parts inside the instrument against humidity.
The wind direction is detected by a low-inertia wind vane. The axis of the wind vane is running in
ball bearings and carries a diametrically magnetized magnet at the inner end. The angle position of
the axis is scanned contact-free by a magnetic angle sensor (TMR-Sensor = Tunnel Magneto
Resistance) which gives two sinus- and cosines-dependent voltages as output signals.
From this, a micro-controller calculates the wind direction, and the linear relationship between the
angle and the analogue output.
4 Recommendation Side Selection / Standard Installation
In general wind measurement instruments should be able to detect the wind conditions of a large
area. In order to obtain comparable values when determining the surface wind, measurements
should be taken at a height of 10 meters over an even unobstructed area. An unobstructed area
means that the distance between the wind transmitter and an obstacle should be at least 10 times
the height of the obstacle ( s. VDI 3786 ). If it is not possible to fulfil this condition, then the wind
transmitter should be set up a height where local obstacles do not influence the measured values to
any significant extent (approx. 6-10 m above the obstacle).
The wind transmitter should be set up in the centre of flat roofs and not on the roof side in order to
avoid bias in the direction (privileged directions).
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5 Installation
Attention:
Storing, mounting and operation under weather conditions is
permissible only in vertical position, as otherwise water can get
into the instrument.
Remark:
When using fastening adapters (angle, traverses, hangers etc.) please take a
possible effect by turbulences into consideration.
5.1 Mechanical Mounting
The mounting of the transmitter could be done for example at a traverse with a boring of PG 21 or
on hangers with a boring of 29 mm . The connection cable or connecting plug is passed through
the boring, and the wind direction transmitter is fixed with hexagonal nut (SW36) after the north
alignment.
North Alignment
Rotate the case markings (north marking) on the shaft and on the protective cap until they are
aligned. Then select an obvious point in a northerly direction in the surroundings ( a tree, a building
etc.) with the aid of a compass. Take a bearing on this point over the wind vane and the counter
weight of the wind direction transmitter, and when these coincide screw the wind transmitter into
place. (the north marking must indicate to the geographic north).
5.2 Electrical Mounting
For electrical connection please refer to the connecting diagram.
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6 Plug Mounting
Applies only to instruments with connection „plug“.
Coupling socket, Typ:Binder, Serial 423, EMC with cable clamp
Cable connection: without cable shield
Cable- pull- relief
1. Stringing parts on cable acc. to plan given above.
Cable sheath
2. Stripping cable sheath 20 mm
Cable clamp
3. Cutting uncovered shield 20 mm
4. Stripping wire 5mm.
5. Soldering wire to the insert
6. Positioning shield in cable clamp.
7. Screwing-on cable clamp.
8. Assembling remaining parts acc. to upper plan.
9. Tightening pull-relief of cable by screw-wrench (SW16 und 17).
Wire
Figure 4: Plug Mounting
7 Maintenance
After proper mounting the instrument works maintenance free.
Heavy pollution can clog up the slit between the rotating and the stationary parts of the wind
transmitter. This slit must be kept clean.
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8 Connecting Diagram
Separate voltage supply
N
S
Shared voltage supply
CPU
Heizung
Heating
3 4
PG / Kabel / Cable
5 6
Schirm
Shield
1 2
3 4
5 6
Erde / Earth
~ ~
+ -
Vers. / Power
8 / 15 ...30 V DC
oder / or 24V AC
Cable colour
coding
CPU
PG / Kabel / Cable
1 2
N
S
Heizung
Heating
+ -
Ausgang
Output
Analog
~ ~
+ -
Versorgung / Power
Heizung / Heating
24 V AC / DC
Schirm
Shield
1 white
2 brown
3 green
4 yellow
5 grey
6 pink
Erde / Earth
~ ~
+ -
Vers. / Power
24 V AC / DC
+ -
Ausgang
Output
Analog
Figure 5: Connecting diagram for models with cable
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9 Technical Data
Characteristic
Description / Value
Measuring range
0…360°
Resolution
ca. 0.4°
Accuracy
 2°
Measuring principle
magnetic
Electrical output
See chapter 1
0 ... 20 mA; 4 ... 20mA @ 400, UB > 12V
0 ... 2V; 0 ... 5V @ ≤ 2000
0 ... 10V
@ ≤ 2000, UB > 12V
Operating voltage (Vcc)
8 / 15 ... 30 V DC
Current consumption
<10mA + Iout
Operating voltage heating
24 V DC/AC, max. 20 W
Ambient temperature
-40°C...+70°C
Survival speed
Max. 80 m/s, 30 minutes
Connection
12 m cable LiYCY 6 x 0,25 mm²
Dimensions
See dimensional drawing
Mounting
For ex. onto mast tube receptacle thread PG 21
or boring  29 mm
Protection
IP55, in position of application
Weight
ca. 0,3 kg + 0,075 kg / m cable
EMC
EN 61000-6-2 ( immunity)
EN 61000-6-3 ( interfering transmission )
Material
Housing Aluminium (AlMgSi1)
Vane Synthetic with carbon-fibre (PC-GF10)
Bottom Synthetic (POM H2320)
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Counter weight
166
Wind vane
120
10 Dimensional Drawing
220
North marking
Ø50
165
PG 21
SW 36
PG 9
Figure 6: Dimensional drawing with cable
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