LDS6激光氨逃逸说明书.docx

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LDS6激光氨逃逸说明书

操作说明2004-10发布

在没有得到权威结构书面允许的情况下,对本手册或其中内容进行翻印、传载或者使用是不允许的,违者将会受到惩罚。

由专利或者注册一个设计所赋有的所有权利都将得到保留。

技术数据可以更正,并不会另行通知。

ULTRAMAT,OXYMAT,CALOMAT,SIPAN是西门子已注册的商标。

其它所有产品或者系统的名称是它们各自所有者的（注册商标,必须要根据相关规定来对待它们。

根据德国对在测量技术中所出现单位的法规,以英寸为单位的数据只适应于出口设备。

西门子AG

自动化与驱动集团过程分析仪器部

D-76181Karlsruhe©西门子AG2004

如有更改,如不事先通知。

西门子Aktiengesellschaft订货号:

A5E00295894

印于德国

AG1004De0,0590PU

用户需知（5

1.1客户需知（6

1.2信息概述（6

1.3使用本手册的注释（7

1.4危险信息（7

1.5认可使用（8

1.6合格人员（8

1.7授权信息（9

1.8供货和运输（9

1.9标准和规定（9

安装指南（10

2.1安全信息（11

2.2安装要求（13

2.2.1一般信息（15

2.3电气连接（18

2.3.1电源连接（18

2.3.2复合电缆的连接（18

2.3.3信号电缆的连接（18

2.3.4LDS6的针脚分配（20

2.4传感器CD6（20

2.4.1概述（21

2.4.2特定法兰的安装（22

2.4.3安装和校准CD6（23

2.4.4安装机械部分（24

2.5尺寸图（25

操作（44

3.1概述（45

3.2输入次序（45

3.3输入功能的总结（50

3.3.1分析仪状态（51

3.3.2标定（52

3.3.3量程......................................................................（59

3.3.4参数.........................................................................（61

3.3.5配置（67

报警（37

4.1报警响应（38

4.2维护请求报警（40

4.3故障报警（42

4.4传输报警（42

4.5极限报警（42

4.6功能控制报警（56

维护和维修（28

5.1中心单元（29

5.1.1清洗说明（30

5.2连接导管传感器（31

5.2.1清洗楔窗口..............（31

5.2.2校准传感器（65

5.3标定检查（65

5.4重新配置温度补偿（65

5.4.1手动温度值改为外部温度信号（65

5.4.2外部温度信号改为手动温度值（65

5.5重新配置压力补偿（65

5.5.1手动压力值改为外部压力信号（65

5.5.2外部压力信号改为手动压力值（65

5.6重新配置光程长度（65

技术描述（28

6.1介绍（29

6.2总介（30

6.2.1中心单元（31

6.2.2复合电缆..................................................（31

6.2.3传感器CD6（65

6.2.4Ex传感器CD3002Ex（65

6.2.5光学表面的防护（65

6.3测量原理（65

6.4操作模式（65

6.4.1单路光谱（65

6.4.2第二个谐波（56

6.5量程（65

6.6技术规格（65

备件列表（28

7.1备件（29

7.1.1订购说明（30

7.1.2备件列表（31

7.2返修..............（31

7.2.1备件和返修的地址（65

7.2.2返修表（65

用户需知1

1.1客户需知

在您开始使用西门子LDS6以及它的连接导管传感器CD6

之前请阅读这本手册。

本手册包含有重要的信息和数据,

它们的规定将会确保分析仪功能的正确发挥,同时也可节

省您的维修费用。

当您使用该分析仪时,这些信息将会给

您重大的帮助并会引导可信赖结果的形成。

1.2信息概述

本手册所描述的产品是在一个极好和测试过的并被认为是

安全的状态下出厂的。

为了保持这种状态并获得对本分析

仪正确和安全的操作,则该分析仪就只能以制造商所描述

的方式使用。

另外,本分析仪正确和安全的操作是由它合

适的运输、存储和安装方式以及谨慎的操作和维护所共同

决定的。

当对LDS6进行认可操作时,就需要本手册所包含的信

息。

这本手册是为技术上合格的人员所准备的,他们受过

专业性的培训或者在仪器和控制领域,也可以称为自动化

技术领域拥有相应的知识。

了解本手册中所出现的安全信息与警告信息以及它们技术

上的正确实现是获得所描述分析仪的无危险安装和调试的

先决条件,同时也是在分析仪运行和维修过程中保证安全

的先决条件。

只有一个拥有所需专业知识的合格人才才可

以正确地理解本手册中出现的安全信息和警告,并可把这

些信息应用于特定的情形中。

这本手册包含在分析仪的供货中,尽管由于售后服务方面

的原因,分开定购也是可能的。

一些很显然的事实,这本

手册不可能涵盖所述分析仪的所有型号的所有可能细节,

同时在分析仪的安装、操作和维护过程中或者是系统使用

时,也不可能描述出所有的可能情况。

如果您需要其它的

的信息,或者是遇到一些在本手册没有给出足够深度解释

的特殊问题时,您可以通过联系本地的西门子办事处或代

理商来获得帮助。

注

如果您想使用分析仪来进行新的研究和开发应用,我们建

议您把您的应用和我们专家部门讨论一下。

1.3使用本手册的注释

这本手册介绍了分析仪的应用与您该如何启动、操作和维

修该分析仪。

特别重要的是警告文本和信息文本。

这些内容是和其它内

容相分开的,它们通过恰当的图标特别地标识出来并在旁

边提供了一些有价值的提示,这些提示是关于如何避免对

分析仪进行不正确操作的。

1.4危险信息

在本手册中,你可以找到关于安全和警告的所有需要信

息,它们被用来避免对使用者和/或维护人员的生命或者健

康造成危险以及避免财产遭受损失。

这些信息旁会使用图

标以特别地标识出来,并附有说明性文本。

这本手册中所

使用的术语和分析仪上的信息具有以下含义:

警告

意味着如果没有遵守相应的安全防范措施,那么将会发生工作人员的死亡,严重受伤和/或者是财产的巨大损失。

小心

意味着如果没有遵守相应的安全防范措施,那么将会出现工作人员受到轻微伤害的危险或者财产受到轻微的损失。

注

注是操作分析仪时的重要信息,或者是手册中需要被特别注意的部分。

在这本手册中,认可使用的含义就是该分析仪只能用在目

录和技术描述中（可见本手册第3章所描述的应用范围

内,并只能和西门子推荐或认可的设备和部件连接使用。

本手册中所述的分析仪是在考虑适当的安全标准情况下而

设计、制造、测试和备文档的。

因此,如果遵守产品配

置、装配、认可使用和维护方面的操作指南和安全信息,

那么通常情况下,就不会出现财产损失和人员健康伤害方

面的危险。

这台分析仪是这样设计的,例如确保在主电路

和二级电路之间有安全隔离。

连接的低电压也必须要使用

安全隔离的方法来产生。

警告

在拆除机架或防护装置或在打开系统机柜后,可以接触到

这些部件（系统中的某些可能带有危险电压的组件。

因

此,只有合适的合格人才才可以操作本分析仪。

这些人必

须对本手册中所叙述的所有危险来源和维护方法了如指

掌。

1.6合格人员

在对分析仪（系统进行错误的操作或没有遵守手册中或

分析仪上（系统机柜上所阐述的警告信息后,可能就会

导致工作人员受到严重的伤害和（或者是大范围的财产

损失。

因此,只有合适的合格人员才可以操作本分析仪

（系统。

理解本手册中所出现的安全信息或者仪器自身所注明的安

全信息的合格人员是这样一类人,他们:

•要么是像配置工程师那样熟悉自动化技术的安全概念

•或者是在使用自动化技术设备方面接受过作为操作员

的培训并完全掌握本手册中关于操作方面的内容

•

或是在诸如自动化技术设备或在根据已制定的安全措

施下认证为励磁线圈电路、接地电路和特征电路与分

析仪（系统方面接受过作为试运转人员和（或者

维护人员的适当培训。

我们希望你特别要注意这样一个事实:

只有在销售合同中

才会对该分析仪的设计进行完整的描述。

这个分析仪的文

本内容并不是之前存在或者已经存在的某个协议、承诺或

者法定条例中的一部分,请不要更改这些文本内容。

西门

子方面的所有承诺都包含在各自的销售合同中,这个合同

也包含了全部的和单独的可授权条件。

合同中的授权条件

不会因为这本说明手册的内容而扩展或减少。

1.8供货和运输

运输各部分的范围是根据运输所附带的海运文件中所列的

有效合同而定的。

当打开包装箱时,请遵守包装材料上的相应规定。

核查运

输的设备应该是完整和无损坏的。

特别提醒的是请比较标

签上的订货号（如果标签上注明与订购数据。

如果可能请保留封装材料,这样当您需要返修设备时,就

可以再次使用它。

1.9标准和规定

这台分析仪的规格和生产应尽可能多地使用欧洲协调标

准。

如果没有使用欧洲协调标准,那么就使用联邦德国共

和国（也可见57页的“技术描述”的标准和规定。

当该分析仪在它应用范围之外使用时,分析仪所在国的相

关标准和规定就一定要被遵守。

安装指南2

2.1安全信息

电气安全

警告你必需要遵守所给的信息和警告!

气体分析仪LDS6内部的特定部件带有危险电压,所以在

分析仪开启之前,外壳必须要被关好和接地。

如果不遵守

这些规定,就可能会导致工作人员的死亡、受伤和（或者财产的损失。

连接导管传感器

CD6符合现行EU规定（LVD规定

73/23/EEC和EMC规定

89/366/EEC中的所有规定以及美国和加拿大相关规定中

的所有规定（UL-和CSA规定。

该仪器需要被使用在一个工业环境中。

激光安全

LDS6使用的所有激光都是等级1的。

发射出来的激光在很

多情况下是不可见的（接近红外光并且强度足够低,所

以没有保护的眼睛不会受到它的伤害。

然而,如果您使用

聚光光学仪器（例如双目显微镜来直接看激光束,那么

您的眼睛就可能会受到伤害。

根据SSIFS1980:

2第5章要

求,LDS6在合适的位置贴有警告标签。

加热安全

有些接近传感器的金属部件和管道装置具有很高的温度,

这是由流路或者空气的高温吹扫所引起的。

这些组件被隔

离,或者是安装有保护性金属薄板。

压力安全

在某些应用中,过程可能会过压。

通常情况下,在测量足

够时不会这样。

然而,出于安全方面的考虑,传感器会在

6000hPa处被测试。

在操作情况下,不应该超过这个压力

值。

防爆-ExII1GDT135°CEExiaIICT4

LDS6包含一个中心单元和传感器,它们使用光纤来进行

互连,LDS6本质上具有很好的防爆性能。

只有一个限制

要求,电子器件的低能量部分应该位于测量位置。

中心单

元和传感器之间的距离可以为几百米。

LDS6系统也可以

是一个Ex型,所以它可以用在使用了爆炸性气体的危险区

域中。

ATEX证书是一个系统证书,只有LDS6根据证书

中所给的说明来安装,该证书对它才是有效的。

认可

Ex认可的理念是:

中心单元不可以由一个标准单元改变得

到并且在危险区域中使用一种特殊的Ex传感器对（CD

3002Ex。

除此之外,在进入到危险区域中之前,添加一

个防爆安全栅。

认证的一个必备条件是:

分析仪根据西门

子激光分析仪图来安装,ADM30403050。

防护如下:

连接导管传感器-{Ex}II1GDT135°EExiaIICT4。

中心（安全栅单元-{Ex}II（1GDT135°[EExia]IIC

T4。

•设备组:

组II–表面。

•设备类别:

类别1GD-Zone0。

在气体和灰尘中,易

燃材料可以连续地、经常地或者长时间地出现。

•防护类型:

EExia。

危险区域中所使用的设备是本质安

全的。

•防护组:

IIC。

这对应一种包含有乙炔和氢气的气体

组。

•温度等级:

T4。

设备的最大表面温度是135°C,并且

气体或者汽化的点火温度在135°C和200°C之间。

•传感器机架的保护等级是IP65,并且环境温度必须要

在-30°C和+60°C之间。

责任性

在仪器调试之后,仪器所有者就应承担所有责任了。

2.2安装要求

2.2.1一般信息

安装情况

LDS6的中心单元应该被放置在一个没有灰尘和尽可能没

有振动的地方。

中心单元和测量点（例如:

传感器之间

的距离不要超过1000m。

在操作过程中,允许的环境空气温度在5°C-45°C之间,最

大相对湿度是85%,在中心单元附近没有凝液。

同时也要

确保中心单元没有直接暴露在太阳光下。

如果不能满足上

述条件,LDS6就必须要被安装在一个带有受控环境的小

屋中。

注

当将仪器从室外移到室内时,凝液是一个常见的问题,推荐在开始使用仪器之前,应该让它花费两个小时来适应室内气候。

中心单元的后面必须要是可接触到的。

在LDS6后面必须要有10cm的自由空间来容纳信号电缆和复合电缆。

为了满足空气对流和冷却的安全要求,LDS6上面和下面必须要分别留有5cm3

和cm的自由空间。

准备

在将传感器安装在测量点之前,必须要将法兰焊接到测量位置中。

法兰必须要是DN65/PN6或者ANSI4”/150lbf,并且内部最大直径和最小直径分别为70mm和55mm。

法兰必须要伸出墙壁150mm并且进入火炉中或者通风孔中的深度要为0-30mm。

法兰管道永远都不可以长于吹扫管道（具有360mm的标准长度。

不管何种原因,如果需要使用更长的法兰管道,那么同时也就必须要使用特殊的吹扫管道（更长。

法兰在安装传感器之前应该被校准。

（如要获得关于这个过程的更详细说明,请见48页上的“校准传感器”。

传感器

如果没有连到吹扫空气或者流路,请不要安装传感器（见60页上的“保护光学表面”。

使用一些校准工具来安装和校准两个传感器单元、发射器和接收器（推荐使用所提供的校准工具。

为了可让维修容易进行,请确保在传感器周围具有足够的空间。

复合电缆

复合电缆必须要被安装,以让它们可以避免诸如尖边缘或者移动部件之类的机械磨损。

始终都要保持保护性管道和内部保护性盖覆盖住单模光纤（E2000连接器,这样可让单模光纤没有灰尘。

电缆的操作温度为-40-+80°C,安装温度为-20-+80°C。

电缆的弯曲半径永远都不可以小于100mm。

注

在整个安装过程中,保持光纤终端受到保护性管道保护;

请注意:

只有授权的工作人员才可以移动这些设备。

根据实际应用情况,LDS6一共可以使用三种类型的电

缆:

•用于所有类型系统（除了氧气的复合电缆,它们被

安装在LDS6和发射器传感器之间。

•只用于氧气系统的复合电缆,它们也被安装在LDS6

和发射器传感器之间。

•同样用于所有系统的回路电缆,它们被安装在发射器

传感器和接收器传感器之间。

2.3电气连接

警告

各个国家-特定的电源系统安装标准中所规定的额定电压

低于1000V,这必须要被遵守。

如果不遵守这些规定,就

可能会导致工作人员的死亡、受伤和（或财产的损失。

2.3.1电源连接

概述

•检查当地的主电压是否与分析仪标签上所规定的电压

一致。

•电缆必须要根据IEC60227或者IEC60245来测试,并

且必须要适合使用在70°C温度下。

•电源电缆必须要和复合电缆分开来传输。

可拆卸导线

•分析仪使用一个电源插头来供电,它只能由合格的工

作人员来连接到电源上（见第3页上的“合格人

员”。

导线的横截面积至少为1mm2。

相位导线必须

要连接到对应的位置上（L。

•允许只有可拆卸电源导线通过一个可接受的第三方实

验室来测试,该实验室是中心单元将要被使用所在处

能接受的。

这个导线必须要适应于额定的电流并在长

度上有所限制。

这个灵活的导线也必须要适合使用在

70°C的环境温度下,并且不允许安装在室内装置上。

•由于电源入口只适合于70°C的环境温度,所以在最大

额定操作条件下,电源导线必须要使用合适的方法来和温度高于70°C的表面隔离开。

•不允许在电源导线内安装一个开关。

室内装置

•一个电路-断路器应该是室内装置的一部分,它必须要

被提供在分析仪的附近（见负载容量的铭牌。

它也必须要被标记以和仪器相关联。

2.3.2复合电缆的连接

复合电缆在中心单元的后面进行连接,在这里还连接有中心单元的两个光纤电缆和一个电源线,如第9页图“LDS6电缆连接”中所示。

警告保持光纤终端受到保护性管道的保护,直到进行连接时为止。

只有授权的工作人员才可以移走保护性管道并继续进行连接操作。

1.复合电缆固定器。

2.E2000单模光纤连接器,角度磨光。

3.SMA多模光纤连接器。

4.电源连接24V/60mA。

5.信号输出连接（见13页上的“I/O连接器的针脚分

配”。

6.网络连接,以太网TBase-10（RJ-45。

2.3.3信号电缆的连接

小心

信号电压必须要和极低电压电气（SELV隔

离。

人体能够承受的最大电压是33Veff或者46,7V峰或者

70V直流电。

如果有几个SELV电压可用,那么这些电压

的和可能高于人体能够接受的范围。

警告

信号电缆必须只能连接到已经确定和它们电源安全断开的

仪器上。

如果信号（例如模拟量输出4...20mA要被传输到

Zone1的某个潜在爆炸环境中,那么它们一定要是本质安

全的。

将分析仪进行附加的式样翻新以带有能量限制模块

是需要的。

在分析仪的机架上,必需可以清楚地看到这些模块的Ex

标志。

•架装式分析仪中的信号电缆被连接到分析仪后面的

DSUB插头上。

•RC元件必须要按照11页上的图“火花抑制”所示那

样连接以作为一个抑制在继电器连接处（例如:

极限

继电器产生火花的方法。

注意:

RC元件会因某感应

组件而导致响应滞后（例如:

电磁阀。

因此RC元件

应该根据以下的经验公式来定大小:

R[Ω]≈0.2xR

L[Ω]C[µF]≈I

L

[A]

此外,确保你只使用了一个非极化的电容器C。

注

当使用直流电时,可能用一个火花抑制二极管来取代RC元件。

•

必须要将继电器输出、二进制输入、模拟量输入和输

出的电缆屏蔽。

它们必须要根据13页上的图“I/O连接器的针脚分配”来和相对应的梯形D-SUB插头连接。

导线的横截面面积应该≥0.5mm2。

推荐使用JE-LiYCY...BD型电缆。

根据负载的大小来决定模拟量输出的电缆长度。

图2.2火花抑制上图显示了在一个继电器触点处抑制火花的实例（架装式

分析仪。

因为DSUB连接器与板和连接器上的块只适合于可拆卸电压（信号,并且电压位于这个电源之外,所以当使用一个过电流保护设备时,电压必须要是SLEV并且必须要根据EN61010-1（表格13或者表格14来限制。

•模拟量输入的参考接地电势是机壳电势。

•模拟量输出是浮空的,也相互参考。

•电缆的接口（RS485必须要被屏蔽并连接到机架电

势处。

电缆必须要和D-SUB插头大面积接触式连接。

导

线的横截面面积应该≥0.5mm2。

接口电缆不可以长于

500m。

•对于带有两个并接分析部件的双通道分析仪,各个通

道的信号电缆是相互独立的。

两个通道之间只有电压

插头才是相同的。

2.3.4LDS6的针脚分配

信号连接通过为每个通道使用两个DSUB连接器来完成-

一个是15针脚,另外一个是25针脚。

图2.3I/O连接器的针脚分配

2.4传感器CD6

2.4.1概述

连接导管传感器,CD6被设计用于原位测量。

它包括一个

发射器和一个接收器,它们创建了一个单光程测量情形。

光束直径被扩展到25mm以提高传感器在高含尘量（>1

g/m3应用中的性能。

发射器包括一个透镜和一个用于光纤的连接,该光纤位于

透镜的聚焦面中。

接收器包括一个透镜、一个带有前置放

大器的检测器、光学返回信号的驱动电子器件和一个24V

直流电到±15V直流电的直流电/直流电-转换器。

激光从发射器的光纤中传输到发射器透镜中,并通过测量

体积。

接收器中的透镜将入射的激光聚焦在检测器上,并

在这里转换成一个电信号。

这个电信号被放大后转换成一

个光信号,然后返回到LDS6的中心单元中。

2.4.2特殊法兰的安装

为了替LDS6安装传感器,一共有三个标准的法兰可用:

1.DN65/PN6:

传感器的安装需要一个DIN-法兰（西

门子激光分析仪部不负责送货,尺寸为

DN65/PN6。

2.ANSI4”/150lbf:

传感器的安装需要一个ANSI法兰

（西门子激光分析仪部不负责送货,尺寸为ANSI

4”/150lbf。

3.发动机楔:

传感器的安装需要一个经过特殊设计的

法兰和一个特殊的发动机楔（两个法兰西门子激光

分析仪部都负责送货。

2.4.3安装和校准CD6

CD6的安装非常简单并且可以由客户自己来完成。

机械部分的装置

如上节所述,CD6的发射器和接收器需要一个过程法兰。

在调试LDS6之前,发射器和接收器需要在现场被焊接和

校准。

另外,根据应用的要求,以下各项中的一个或者两

个可能会被需要:

•提供带有2000-8000hPa压力调节的仪表空气。

•200°C-4000hPa流路。

•功率为370W的1相电气发动机。

仪表空气是保持楔窗口清洁最常用的方法,并且应该使用

6mm（外直径半-刚性管道来连接它。

图2.4传感器CD6

图2.5传感器CD6-分解图

1.校准螺丝。

2.吹扫管道。

3.吹扫法兰。

4.楔管道。

5.锁定环（2pc。

6.透镜管道。

7.传感器机架。

8.带有拟合的针形阀。

9.输入发射器的电缆有两个（用于复合电缆和回路电

缆,输入接收器的电缆有一个（用于回路电

缆。

10.接地安装。

注

过程法兰相互之间必须要被并行安装,参考两个法兰（发

射器和接收器的中心轴,最大的故障角度为±2度。

传感

器法兰以这样一种方式放置:

弹簧负载螺栓位于法兰的较

低部分,这也很重要-见15页上的“传感器CD6”。

在安装CD6时,光纤终端和光电检测器需要被校准到传感

器对的光轴处。

注意:

每个传感器都具有一个它自己的光

轴,并且传感器关于这个光轴对称。

通常情况下,过程法

兰安装时会具有一个角度误差。

然而,CD6使用一个球形

接口来安装一个法兰