INHALTSVERZEICHNIS Betriebsanleitung Brückenverstärker Instruction Manual Bridge Amplifier 1 Funktionsbeschreibung.................................................................................................................4 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Sicherheits- und Betriebshinweise...............................................................................................4 Bestimmungsgemässer Gebrauch ...................................................................................................4 Inbetriebnahme.................................................................................................................................4 Sicherheitshinweise..........................................................................................................................4 Transport und Lagerung ...................................................................................................................4 Organisatorische Massnahmen........................................................................................................4 3 Montage...........................................................................................................................................5 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 Funktion ..........................................................................................................................................5 Übersicht der Bedienungselemente .................................................................................................5 Blockschaltbild..................................................................................................................................5 Elektrische Anschlüsse.....................................................................................................................6 Brückenanschluss ............................................................................................................................6 DIP – Schalter ..................................................................................................................................7 Modus - Funktion..............................................................................................................................8 RESET - Funktion.............................................................................................................................9 PEAK – Funktion (Spitzenwertfunktion) .........................................................................................10 Schwellwerte mit Schaltausgang.................................................................................................... 11 Fehlerfallerkennung........................................................................................................................13 Aufstartprozedur .............................................................................................................................13 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Technische Daten .........................................................................................................................14 Elektrische Daten ...........................................................................................................................14 Mechanische Daten........................................................................................................................14 Umgebungsbedingungen ...............................................................................................................15 Abmessungen.................................................................................................................................15 Typenschlüssel ...............................................................................................................................15 6 Service...........................................................................................................................................16 DABx MP4M-FC-xxxx Baumer Electric AG P.O. Box Hummelstrasse 17 CH-8501 Frauenfeld http://www.baumer.com DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut Irrtum sowie Änderungen in Technik und Design vorbehalten. This Manual is subjected to change without notice. 1/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 2/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 1 Functional description.................................................................................................................17 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Safety and operating notes .........................................................................................................17 Use as specified .............................................................................................................................17 Putting into operation .....................................................................................................................17 Safety notes....................................................................................................................................17 Transport and storage ....................................................................................................................17 Organisational actions ....................................................................................................................17 3 Mounting .......................................................................................................................................18 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 Function ........................................................................................................................................18 Overview of the operating controls.................................................................................................18 Block diagram.................................................................................................................................18 Electrical connections.....................................................................................................................19 Bridge connections .........................................................................................................................19 DIP Switches ..................................................................................................................................20 Mode function .................................................................................................................................20 RESET Function.............................................................................................................................21 PEAK Function ...............................................................................................................................22 Limit switches with switching output...............................................................................................23 Error case identification..................................................................................................................25 Start procedure ...............................................................................................................................25 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Technical data ...............................................................................................................................26 Electrical data .................................................................................................................................26 Mechanical data .............................................................................................................................26 Environmental conditions ...............................................................................................................27 Dimensions.....................................................................................................................................27 Product Key ....................................................................................................................................27 6 Service...........................................................................................................................................28 1 Funktionsbeschreibung Der DABx MP4M ist ein universeller Verstärker für DMS – Sensoren. Seine Vorteile sind: • Analoges Ausgangssignal • Analoger Ausgang für PEAK-Wert • Tarierungsfunktion (RESET) • Frei wählbare DMS-Brücken Konfiguration (2x¼ Brücken, Halbbrücke, Vollbrücke) • LCD–Anzeige mit Hintergrundbeleuchtung • Schaltausgang im Fehlerfall • Einstellbare Grenzwerte mit Schaltausgängen • Montage auf DIN–Schiene 2 Sicherheits- und Betriebshinweise 2.1 Bestimmungsgemässer Gebrauch • 2.2 Inbetriebnahme • • • 2.3 Der Brückenverstärker darf ausschliesslich in den für ihn spezifizierten Leistungen betrieben werden. Einbau und Montage des Brückenverstärkers darf ausschliesslich durch eine Elektrofachkraft erfolgen. Verdrahtungsarbeiten am Stecker oder im Schaltschrank dürfen nur in spannungsfreiem Zustand durchgeführt werden. Betriebsanleitung des Maschinenherstellers beachten. Sicherheitshinweise • • • • Vor Inbetriebnahme der Anlage alle elektrischen Verbindungen überprüfen. Wenn die Montage, das elektrische Anschliessen oder sonstige Arbeiten am Brückenverstärker nicht fachgerecht ausgeführt werden, kann es zu Fehlfunktionen oder Ausfall des Brückenverstärkers kommen. Eine Gefährdung von Personen, eine Beschädigung der Anlage und Betriebseinrichtungen durch den Ausfall oder eine Fehlfunktion des Brückenverstärkers muss durch geeignete Sicherheitsmassnahmen ausgeschlossen werden. Der Brückenverstärker darf nicht ausserhalb der Grenzwerte betrieben werden, welche in den Technischen Daten (siehe Kapitel 5 Technische Daten) angegeben sind. Bei Nichtbeachtung der Sicherheitshinweise kann es zu Fehlfunktionen, Sach- und Personenschäden kommen! 2.4 Transport und Lagerung • • 2.5 Organisatorische Massnahmen • • DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 3/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland Transport und Lagerung nur in Originalverpackung Brückenverstärker nicht fallen lassen oder grösseren Erschütterungen aussetzen Stellen Sie sicher, dass das Personal die Betriebsanleitung und hier besonders das Kapitel „Sicherheits- und Betriebshinweise“ gelesen und verstanden hat. Ergänzend zur Betriebsanleitung allgemeingültige gesetzliche und sonstige verbindliche Regelungen zur Unfallverhütung und zum Umweltschutz beachten und sicherstellen. DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 4/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 4.3 Elektrische Anschlüsse 3 Montage PIN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 Funktion 4.1 Übersicht der Bedienungselemente Externer DIP-Schalter Anschlussklemmen Sensorseite Interner DIP-Schalter Signale +E +E + E’ n.c. n.c. +S -S n.c. - E’ - E’ -E -E Schirm Beschreibung + Brückenspannung + Brückenspannung Brücke Ergänzungswiderstand + Signaleingang - Signaleingang Brücke Ergänzungswiderstand Brücke Ergänzungswiderstand - Brückenspannung - Brückenspannung PIN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Signale + Vs Vout / Iout GND Vout2 / Iout2 GND Schalter S1 Schalter S2 Reset GND Comm_Logic Mode_0 Mode_1 Error Beschreibung + Betriebsspannung Ausgangssignal - Betriebsspannung Analoger Ausgang (PEAK) Signalbezug Schaltausgang 1 Schaltausgang 2 Tarieren Ausgangssignal Signalbezug Logikbezug Modus 0 Modus 1 Error Schaltausgang Drehknopf 4.4 Brückenanschluss 2 x ¼ Brücke LCD – Anzeige Anschlussklemmen Steuerungsseite Seitenwand links 4.2 Steuerungsseitig Sensorseitig Der Brückenverstärker kann auf einfache Weise auf die DIN-Schiene aufgeschnappt werden. Anschluss der Stecker siehe Kapitel 4.3 Elektrische Anschlüsse. Hinweise: Aus EMV-Gründen empfehlen wir, das Kabel des Sensors über den mitgelieferten Klemmbügel zu erden. Der Erdungsanschluss auf der Steuerungsseite sollte ebenfalls an Erde angeschlossen werden. Sensorseite E+ 1 E+ 2 Geräteseite Halbbrücke GeräteSensorseite E+ 1 seite E+ 2 E+ 1,2 +5V E+’ 3 LCD 3,5,9 GND 12bit A S+ 6 S- 7 D uP E-’ 9 DAC 12bit 2 Vout/Iout (Signal) DAC 12bit 4 Vout 2/Iout 2 (Peak) Geräteseite E+ 1 S- 7 S- 7 S- 7 S+ 6 E-' 9 E- 11 E- 12 E- 12 Betriebsspannungsbereich: 15 - 33 VDC Reset-Funktion: siehe Kapitel 4.7 13 Error +5V S+ 6 E- 11 E- 12 +Vs E-’ 10 E- 11,12 S+ 6 E-' 10 1 +Vs Sensorseite E+' 3 E+' 3 Blockschaltbild Vollbrücke 7 Switch 2 D-Pot 6 Switch 1 Shield 13 3 8 Reset 11 Mode_0 Error LED LED1 LED2 red/green green green 12 Mode_1 10 Com_Logic Shield Shield DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 5/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 6/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 4.5 4.5.1 DIP – Schalter 4.6 Modus - Funktion Beispiel für positive Signaländerung ( Zug ) Modus-Beschaltung Externe DIP - Schalter Geräteseite Diese Schalter können während des Betriebes verändert werden. Switch 1 2 3 4 Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt LCD Anzeige Ausgangssignal ON PEAK Ausgangssignal OFF Schwellwerte* * Werkseinstellung 4.5.2 Interne DIP - Schalter Modusselektierung Die Modusselektierung muss vor dem Anschliessen der Versorgung erfolgen (siehe Beispiel). Um Zugang zum internen DIP - Schalter zu haben, muss vorgängig die obere Seitenwand entfernt werden. Achtung: Das Gerät darf nur in spannungsfreiem Zustand geöffnet werden. 1 2 Mode_0 Mode_1 Comm_Logic Mode_0 Mode_1 Bemerkung X L Positive Signaländerung ( Zug ) X H Negative Signaländerung ( Druck ) Beispiel: Wird das System (Maschinenholme oder -wellen) auf Zug belastet, muss der Mode 1 auf ‚L’ (low) gesetzt werden. Das Eingangs- und das Ausgangssignal am Verstärker sind mit dieser Einstellung positiv. Messwerte DABI: 4 bis 20mA Messwerte DABU: 0 bis 10V Der Peak-Wert der Zugbelastung wird ausgegeben. Gehen Sie dabei folgendermassen vor: 1. Entfernen Sie die drei im Bild gekennzeichneten Schrauben. 2. Entfernen Sie die obere Seitenwand durch leichtes abkippen und anheben. Switch +Vs GND Bemerkung: Als Schaltelemente dienen Optokoppler, diese sind galvanisch getrennt und kurzschlussfest. Sie dürfen aber nicht jenseits ausserhalb der Spezifikation betrieben werden (s. Kapitel 5.1 Elektrische Daten). 3 4 RESET ON Reset aktiv* Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt OFF Reset inaktiv Nicht belegt Nicht belegt Nicht belegt * Werkseinstellung Wird das System mit der Mode 1 Einstellung ‚L’ auf Druck belastet, ist das Eingangs- und Ausgangssignal am Verstärker negativ. Messwerte DABI: 4 bis ca. 0,2mA, wird das System weiter belastet, leuchtet die ‚Error’ LED auf Messwerte DABU: 0 bis -10V Wegen dem negativen Signalverlauf kann der Peak-Wert nicht ausgegeben werden. Wird das System auf Druck belastet, muss der Mode 1 auf ‚H’ (high) gesetzt werden. Das Eingangsund das Ausgangssignal am Verstärker sind mit dieser Einstellung positiv. Messwerte DABI: 4 bis 20mA Messwerte DABU: 0 bis 10V Der Peak-Wert der Druckbelastung wird ausgegeben. Wird das System mit der Mode 1 Einstellung ‚H’ auf Zug belastet, ist das Eingangs- und Ausgangssignal am Verstärker negativ. Messwerte DABI: 4 bis ca. 0,2mA, wird das System weiter belastet, leuchtet die ‚Error’ LED auf Messwerte DABU: 0 bis -10V Wegen dem negativen Signalverlauf kann der Peak-Wert nicht ausgegeben werden. DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 7/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 8/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 4.7 4.8 RESET - Funktion Die RESET - Funktion dient dazu, das Ausgangssignal auf Null zu setzen. Bei diversen Dehnungssensoren werden Nullpunktverschiebungen durch das Aufschrauben, das Rutschen oder durch den Temperaturkoeffizienten verursacht. Die PEAK - Funktion liefert für die Dauer eines Messzyklus den Maximalwert des Ausgangssignals. Sie wird mit der RESET Funktion zurückgesetzt. (Beispiel für High Aktiv) RESET - Beschaltung (Beispiel für High Aktiv) PEAK – Funktion (Spitzenwertfunktion) 1 Reset 0 Geräteseite +Vs t +10V PIN 1 GND PIN 9 PIN 8 Reset PIN 11 Mode_0 PIN 12 Mode_1 t Peak out -10V Signal out PIN 10 Comm_Logic 4.8.1 VOUT RESET - Zeiten Diese Grafik zeigt wie die RESET - Funktion sich auf das Ausgangssignal auswirkt: Spitzenwertdarstellung auf dem LCD Um den PEAK - Wert auf dem Display anzuzeigen, muss der Schalter 1 vom externen DIP - Schalter auf ON stehen. Spannungsausgang • t1 (> 1ms) = Reset Pulsbreite So lange muss der Puls mindestens anliegen. t U SIG PEAK Reset • t2 (< 5ms) = Reset Haltezeit Nach dieser Zeit folgt das Ausgangssignal wieder dem Sensorsignal. M easure Deaktivierte RESET - Funktion Wurde die RESET - Funktion mit dem internen DIP - Schalter (siehe Kapitel 4.5 DIP - Schalter) deaktiviert, kann die RESET - Funktion auf die nachfolgende Art trotzdem erfolgen: t1 t2 Interner DIP - Schalter (Reset deaktiviert) 1. Power up 2. Tarierung über den RESET - Eingang 3. Auf dem LCD erscheint die folgende Meldung Aktueller Messwert 6.05V 8.04V SIG PEAK Maximaler Messwert t 0. Stromausgang Aktueller Messwert 6.05mA 8.04mA Maximaler Messwert Reset ? Press Button Diese Meldung erlischt nach 6 Sekunden, falls die Schaltfunktion des Drehknopfs nicht betätigt wurde. Ansonsten erscheint die folgende Meldung für 3 Sekunden: Reset sucessfully DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 9/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 10/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 4.9 4.9.3 Schwellwerte mit Schaltausgang Zwei unabhängig voneinander arbeitende Schwellwerte können auf diesem Gerät eingestellt werden. Die Aktivierung der Schalter ’switch 1’ und ’switch 2’ bzw. der LED 1 und 2 erfolgt, wenn der Messwert grösser als die gesetzte Schwelle ist. Funktionsbeispiel und Beschaltung der Schwellwert-Schaltausgänge Beschaltung Funktionsbeispiel Signal +Vs Schwellwert 1 4.9.1 IL < 50mA Schwellwertdarstellung in % des Ausganges Spannungsausgang Stromausgang Aktueller Messwert 6 Switch1 7 Switch2 Aktueller Messwert Schwellwert 2 SIG 30.4% 6.05V 50.4% Schwellwert1 Schwellwert2 SIG 6.05mA 30.4% 50.4% Schaltausgang 1 3, 5, 9 GND High Schwellwert1 Beispiel: Schwellwert 1 (30.4 %) = 3,04 V Schwellwert 2 (50.4 %) = 5,04 V Schwellwert2 Beispiel: Schwellwert 1 (30.4%) = 8.864 mA Schwellwert 2 (50.4%) = 12.064 mA [4 mA + (16 mA x 50.4 x 0,01) = 12.064 mA] 4.9.2 Low Schaltausgang 2 High Ablauf für Schwellwertspeicherung Schwellwert 1 blinkt auf dem Display 0.1. Externer DIP-Switch muss auf OFF * stehenDrehknopf kurz drücken * 1. Drehknopf kurz drücken 2. Verändern des Schwellwertes 1 Schwellwert 1 blinkt auf dem Display Drehen des Drehknopfs 3a. Drehknopf kurz drücken Schwellwert 2 blinkt auf dem Display 3b. Drehknopf mehr als 3 Sekunden drücken auf der unteren Anzeige erscheint „SAVE“ während 2 Sekunden 4. Low Verändern des Schwellwertes 2 Drehen des Drehknopfs 5a. Drehknopf kurz drücken Schwellwerte werden nicht gespeichert 5b. Drehknopf mehr als 3 Sekunden drücken auf der unteren Anzeige erscheint „SAVE“ während 2 Sekunden Wird während 10 Sekunden keine Aktion (Drehknopf drücken oder drehen) durchgeführt, so verlässt das Programm automatisch den Einstellmodus und kehrt in den aktiven Modus zurück. Die geänderten Schwellwerte werden wieder auf die ursprünglichen Werte zurückgesetzt. DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 11/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 12/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 4.10 Fehlerfallerkennung • • • • • Unterbrochene Verbindung zwischen Sensor und Verstärker. Messwert ausserhalb des messbaren Bereichs. Verstärkerinterne Fehlfunktion. Verstärker nicht an der Betriebsspannung angeschlossen. Brücke Ergänzungswiderstand nicht vorhanden. 5 Technische Daten Fehlerdarstellung 5.1 1. Das Error – LED wechselt von ’grün’ auf ’rot’ 2. Der Schaltausgang ’Error’ wird aktiviert (geht auf ’Low’ ) 3. Darstellung auf dem LCD SIG PEAK OFVL 8.04V SIG PEAK UFVL 8.04V Error -Fall Power up Funktion Error-Schaltausgang Ist der Messwert wieder innerhalb des messbaren Bereiches, so wird das LED Eingangssignal wieder grün, der Schaltausgang wird deaktiviert und das LCD zeigt wieder den Obere Limite aktuellen Wert an. Achtung Der Error-Schaltausgang ist per Default auf ’High’ gesetzt. Im Fehlerfall schaltet der Schaltausgang auf ’Low’! Bemerkung Untere Limite Sollte der Verstärker im Error Zustand bleiben, muss man folgendermassen Error-Schaltausgang vorgehen. 1. Überprüfen ob der Sensor ordnungsgemäss funktioniert. 2. Überprüfen ob der Sensor korrekt High angeschlossen ist. 3. RESET vornehmen. Falls der Verstärker danach im Error Zustand bleibt, kontaktieren Sie bitte die nächste Low Service-Stelle. DABU DABI Betriebsspannungsbereich Stromaufnahme 15 – 33 VDC < 120 mA ohne Brückenspeisung 15 – 33 VDC < 120 mA ohne Brückenspeisung Reset- und Modus – Eingang (galvanisch getrennt) 5 – 33 VDC <1 VDC 5 – 33 VDC <1 VDC Aufwärmzeit Min. 10 min Min. 10 min Brückenspeisung Messbrücke Widerstand 5.1V ± 2%, < 15 mA ≥350Ω 5.1V ± 2%, < 15 mA ≥350Ω Brücken Ergänzungswiderstände Signaleingangsbereiche 350 Ohm gem. Typenschlüssel 350 Ohm gem. Typenschlüssel Abtastrate < 1 ms < 1 ms Kennlinienabweichung +/- 10 VDC Lastwiderstand > 10 kOhm < ± 0.08 % FSR ( < ± 16mV ) 4…20 mA Bürde < 500 Ohm < ± 0.15 % FSR ( < ± 24 µA ) Auflösung Vout / Iout ( 12bit ) Auflösung Vout2 / Iout2 ( 12bit ) < 0.035 % FSR ( 7 mV ) < 0.035 % FSR ( 7 mV ) < 0.07 % FSR ( 11 µA ) < 0.07 % FSR ( 11 µA ) Nullpunkt Reset aktiv Tarierbereich (Reset) < ± 10 mV ± 6 mV / V < ± 10 µA ± 6 mV / V Reset-Puls Reset-Haltezeit > 1 ms > 5 ms nach Reset-Puls > 1 ms > 5 ms nach Reset-Puls Reset Operate Sprung < ± 10 mV < ± 15 µA Allgemein Aktiv Inaktiv Aktiv Inaktiv Analogausgang Ausgangssignal Resetierung Display 4.11 Aufstartprozedur 13/28 Display Aktualisierung 2 / sek. 2 / sek. Auflösung 10 mV 10 µA Software Softwareversion siehe Aufstartprozedur 4.11 Schaltausgang Nach dem Aufstarten erscheint auf der Anzeige für je 0,5 Sekunden: 1. Alle Segmente 2. ‚Baumer’ 3. Alle Segmente 4. ‚DABx’ 5. Alle Segmente 6. ‚Programm Version’ DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut Elektrische Daten Eingangssignal Error -Fall Die Fehlerfallerkennung ermöglicht eine Überwachung der Funktionalität des Verstärkers und des angeschlossenen Sensors. Folgende Fehler werden erkannt: Schalthysterese Schwellwert Belastbarkeit Schaltausgang 5.2 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland < 0.25 % FSR ( 50 mV ) Max. 50 mA < 0.5 % FSR ( 80 µA ) Max. 50 mA Mechanische Daten 2 Anschluss Steuerung und Sensor 13-Pol Federklemmen – 0,5 … 1,5 mm ( 20AWG bis 16 AWG ) Anschluss Schirm 2-Pol Schraubklemme Gehäuse Aluminium / Kunststoff DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 14/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 5.3 5.4 Umgebungsbedingungen 6 Service Betriebstemperaturbereich 0…+65°C Lagertemperaturbereich -20…+80°C Schutzart IP 40 Unsere Verkaufs- und Beratungsteams stehen Ihnen gerne zur Verfügung. Baumer Electric AG P.O. Box Hummelstrasse 17 CH-8501 Frauenfeld Tel. +41 (0)52 728 11 22 Fax +41 (0)52 728 13 95 [email protected] www.baumer.com Abmessungen error Baumer sensopress Tragschiene TS35 (DINEN60715 TH35) switch 1 45.5 75.5 switch 2 BridgeAmplifier DABU MP4 31 58 72.5 78 5.5 Typenschlüssel DABU MP4M-FC-1.00 Produktbezeichnung DAB = Brückenverstärker Ausgangssignal I = 4...20 mA U = +/- 10 V Bauform MP4 = 1-Kanal, Alu- / Kunststoffgehäuse für DIN-Schienen-Montage, mit Display Messart M = Multifunktional für statische und zyklische Anwendungen Anschluss DMS-Brücke FC = Frei konfigurierbar, 350 Ω Empfindlichkeit 0.50 = 0.50 mV/V bei nominellem Ausgangssignal 1.00 = 1.00 mV/V bei nominellem Ausgangssignal 1.25 = 1.25 mV/V bei nominellem Ausgangssignal 2.00 = 2.00 mV/V bei nominellem Ausgangssignal u.s.w. DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 15/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 16/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 1 Functional description 3 Mounting The bridge amplifier can be fitted on the DIN-rail very easily. Plugs connection see chapter 4.3, ‘Electrical connections’. The DABU MP4M is a bridge amplifier for strain gage bridges containing following features: • • • • • • • Analog output signal Analog output for PEAK-value Tare function (Reset) Free configurable strain gage bridges (2 x ¼ bridge, half bridge, full bridge) LCD Display with background light Adjustable limits with switching outputs For DIN rail mounting Notes: For EMC reasons, we recommend to earth the sensor cable via the delivered clamping bow. The earth connection on control side has to be connected on earth as well. 4 Function 4.1 Overview of the operating controls 2 Safety and operating notes 2.1 • 2.2 The bridge amplifier must be operated exclusively at the specified purposes. Putting into operation • • • 2.3 External DIP-Switch Use as specified Internal DIP-Switch The bridge amplifier must be mounted only by a qualified electrician. Wiring on the plug or in the control cabinet must be carried out only in the off-power state. Follow the machine manufacturer’s instructions. Safety notes • • • • Rotary button LCD–Display Before the system is put into operation, check all electrical connections. If the mounting, electrical connection or other work on the bridge amplifier is not carried out correctly, wrong functioning or failure of the charge amplifier may result. Danger to personnel and damage to the system and operating equipment because of failure or wrong functioning of the bridge amplifier must be excluded by suitable safety actions. The bridge amplifier must not be operated outside the limits which are given in the Technical Data (see Section 5 Technical Data). Connection clip Control side Left side 4.2 Failure to observe the safety notes can result in wrong functioning and material and personal damage! Connecting clip Sensor side Block diagram E+ 1,2 +5V E+’ 3 2.4 Transport and storage • • 2.5 • A S- 7 D uP E-’ 9 Organisational actions • 3,5,9 GND 12bit S+ 6 Transport and storage only in original packing Do not let the bridge amplifier fall or allow it to be shaken vigorously 1 +Vs LCD Ensure that the personnel have read and understood the operating instructions, particularly the section “Safety and operating notes”. In addition to the operating instructions, generally applicable legal and other binding regulations for accident prevention and environmental protection must be reliably observed. DAC 12bit 2 Vout/Iout (Signal) DAC 12bit 4 Vout 2/Iout 2 (Peak) +Vs E-’ 10 E- 11,12 13 Error +5V 7 Switch 2 D-Pot 6 Switch 1 Shield 13 3 8 Reset 11 Mode_0 Error LED LED1 LED2 red/green green green 12 Mode_1 10 Com_Logic Shield Shield DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 17/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 18/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 4.3 Electrical connections 4.5 Control side Sensor side PIN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4.4 Signals +E +E + E’ n.c. n.c. +S -S n.c. - E’ - E’ -E -E Shield PIN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Description + Bridge excitation + Bridge excitation Bridge to completion resistor + Input signal - Output signal Bridge to completion resistor Bridge to completion resistor - Bridge excitation - Bridge excitation DIP Switches 4.5.1 Signals + Vs Vout / Iout GND Vout2 / Iout2 GND Switch S1 Switch S2 Reset GND Comm_Logic Mode_0 Mode_1 Error Description + Power supply Output signal - Power supply Analog output (PEAK) Signal reference Switching output 1 Switching output 2 Taring output signal Signal reference Logic reference Mode 0 Mode 1 Error switching output LCD-Display Switch • 4.5.2 Sensor side E+ 1 E+ 2 Device side Half bridge Device Sensor side E+ 1 side E+ 2 E+ 1 S+ 6 S- 7 S- 7 E-' 9 E-' 10 E- 11 E- 12 E- 11 E- 12 4 Not occupied Not occupied Not occupied Not occupied Not occupied Not occupied Internal DIP switches RESET S- 7 S+ 6 3 Device side E+' 3 E+' 3 2 Proceed as follows: 1. Remove the three marked screws (picture right hand side). 2. Remove the upper side wall by easy tipping and lifting. Full bridge Sensor side 1 Output signal ON PEAK Output signal OFF Limit switch* Factory setting To have access to the internal DIP switch, the upper side wall has to be removed before. Note: Open device only in supply-free condition. Bridge connections 2 x ¼ Bridge External DIP switches These switches can be changed in the running mode. S+ 6 • E- 12 4.6 Switch 1 2 3 4 ON Reset active* Not occupied Not occupied Not occupied OFF Reset inactive Not occupied Not occupied Not occupied Factory setting Mode function Device side Comment Galvanically separated and short-circuit resistant opto couplers serve as switch elements. They must not be operated outside the specification (see chapter 5.1, Electrical data) Voltage supply range: 15 – 33 VDC Reset-Function: please see chapter 4.7 Mode selection: The mode selection has to be made before the supply connecting. (please see example) DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut Example for positive signal change ( Tension ) Mode control 19/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut +Vs GND Reset Mode_0 Mode_1 Comm_Logic Mode_0 Mode_1 Remark X L Positive signal change ( Tension ) X H Negative signal change ( Compression ) 20/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland Example: If a tensile load is stressed on tie bars or axles ‘Mode 1’ must be switch to ‘L’ (low). With this setting the input and the output signal of the amplifier are positive. Measured values DABI: 4 to 20mA Measured values DABU: 0 to 10V The Peak value of the tensile load will be displayed. If the system with Mode 1 setting ‘L’ is stressed with a pressure load the input and output signal of the amplifier are negative. Measured values DABI: 4 to approximately 0,2mA, if the system will be stressed furthermore the ‘Error’ LED will light. Measured values DABU: 0 to -10V Because of the negative signal the Peak value can not be displayed. If a pressure load is stressed on tie bars or axles ‘Mode 1’ has to be switch to ‘H’ (high). With this setting the input and the output signal of the amplifier are positive. Measured values DABI: 4 to 20mA Measured values DABU: 0 to 10V The Peak value of the pressure load will be displayed. If the system with Mode 1 setting ‘H’ is stressed with a tension load the input and output of the amplifier are negative. Measured values DABI: 4 to approximately 0,2mA, if the system will be stressed furthermore the ‘Error’ LED will light. Measured values DABU: 0 to -10V Because of the negative signal the Peak value can not be displayed. 4.7 1. Internal DIP switch (Reset deactivated) Deactivated RESET function If the RESET-function with the internal DIPswitch (see chapter 4.5, DIP switch) is deactivated, the RESET function can occur anyhow as follows: 2. Power up 3. Tarring over the RESET input 4. On LCD the following message is indicated Reset ? Press Button If the rotary button of the knob is not applied for 6 seconds this message will disappear. Otherwise the message below appears for 3 seconds: Reset sucessfully 4.8 PEAK Function For the duration of one measurement cycle, the peak function supplies the maximum value of the output signal. It will be reset automatically by using the Reset function RESET Function The RESET function serves setting the output signal to zero. Zero shifting is caused by mounting, slipping or temperature coefficient of some strain sensors. Device side 0 t +10V Example for active high RESET Function (Example for active high) 1 Reset +Vs PIN 1 GND Peak out PIN 9 -10V PIN 8 Reset PIN 11 Mode_0 PIN 12 Mode_1 PIN 10 4.8.1 t 21/28 SIG PEAK 6.05V 8.04V t 1 t2 Actual measuring value SIG PEAK Max. measuring value Reset M easure Current output Actual measuring value U • t2 (< 5ms) = Reset settle time After this time the output signal follows the sensor signal again. DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut Voltage output VOUT • t1 (> 1ms) = Reset pulse width During that time the pulse has to be hold. Signal out Peak value representation on LCD To display the peak value on the display, the switch 1 of the external DIP switch has to be set to ON. Comm_Logic RESET Times This diagram shows the effects from the RESET function to the output signal: t 6.05mA 8.04mA Max. measuring value t Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 22/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 4.9 4.9.3 Limit switches with switching output Two independent working limit switches can be adjusted on this device. 4.9.1 Example of function and wiring of switching output Wiring Example of function Limit switches representation in % of output Signal +Vs Voltage output Current output actual measuring value SIG 30.4% 6.05V 50.4% Limit switch 1 Limit switch 2 actual measuring value SIG 6.05mA 30.4% 50.4% Limit switch 1 6 Switch1 7 Switch2 Limit 2 Limit switch 1 Limit switch 2 Example: Limit switch 1 (30.4%) = 8.864 mA Limit switch 2 (50.4%) = 12.064 mA Example: Limit switch 1 (30.4 %) = 3,04 V Limit switch 2 (50.4 %) = 5,04 V IL < 50mA Limit 1 3, 5, 9 GND High [4 mA + (16 mA x 50.4 x 0,01) = 12.064 mA] Low 4.9.2 Procedure of limit switch storage Limit switch 2 Limit switch 1 flashes on the display 0.1. External DIP switch has to stay on * OFFPress rotary button briefly 1. Press rotary button briefly 2. Change limit switch 1 * Limit switch 1 flashes on the display Turn rotary button 3a. Press rotary button briefly Limit switch 2 flashes on the display 3b. Press rotary button more than 3 seconds “SAVE” is indicated on the lower display during 2 seconds 4. High Change limit switch 2 Low Turn rotary button 5a. Press rotary button briefly Limit switches are not stored 5b. Press rotary button more than 3 seconds “SAVE” is indicated on the lower display during 2 seconds If there is no action during 10 seconds (turn or press rotary button) the program will determine automatically the adjusting mode and return to the active mode. The changed limit switches will be put back to the original values. DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 23/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 24/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 4.10 Error case identification 5 Technical data If the measuring value is out of the measuring range, it is indicated as described: The error case identification allows the control of the internal function of the amplifier and the function of the sensor. Following Failure can be detected: • • • 3. Representation on the LCD Interrupted connection between sensor and amplifier Measuring value out of measurable range Internal functional error of amplifier No supply voltage on the amplifier Bridge to completion resistor not existing SIG PEAK SIG PEAK OFVL 8.04V UFVL 8.04V Input signal If the measuring value is in the measurable range again, the LED lights green, the switching output is deactivated and the LCD shows the correct value. Note The error output switch is default set on ‘High’. In error case the switch switches to ‘Low’! lower range limit Electrical data DABU DABI General Voltage supply range Supply current 15 – 33 VDC < 120mA without bridge excitation 15 – 33 VDC < 120mA without bridge excitation Reset- and mode – Input (galvanic disconnected) 5 – 33 VDC <1 VDC 5 – 33 VDC <1 VDC Warm-up time min. 10 min min. 10 min Bridge excitation 5.1V ± 2%, < 15 mA 5.1V ± 2%, < 15 mA S/G bridge resistance Bridge completion resistors ≥350Ω 350 Ohm ≥350Ω 350 Ohm Signal input range Sample rate According part number key < 1 ms According part number key < 1 ms Output signal +/- 10 VDC Load resistance > 10kOhm 4...20mA apparent ohmic resistance <500Ohm Characteristic curve deviation Resolution Vout / Iout ( 12bit ) < ± 0.08 % FSR ( < ± 16mV ) < 0.035 % FSR ( 7 mV ) < ± 0.15 % FSR ( < ± 24 µA ) < 0.07 % FSR ( 11 µA ) Resolution Vout2 / Iout2 ( 12bit ) < 0.035 % FSR ( 7 mV ) < 0.07 % FSR ( 11 µA ) Zero point reset activ < ± 10 mV < ± 10 µA Tare range (reset) Reset-pulse ± 6 mV / V > 1 ms ± 6 mV / V > 1 ms Reset- settle time Reset / operate offset > 5 ms after reset-pulse < ± 10 mV > 5 ms after reset-pulse < ± 15 µA active inactive active inactive Input signal Reset Error switching output Comment Should the amplifier remain in error status, follow following procedure: Check if the sensor is fully functional Check if the sensor is connected correctly Tare the amplifier by activating the Reset function. 5.1 Analog output Upper range limit High Software Power up Low Error case • 2. The switching output ‘Error’ has been activated (indicates ‘Low’) Error case • 1. The Error-LED changes from ’green’ to ‘red’ If the amplifier still remains in error status , please get in contact with our representative in your area. Software version see chapter 4.11 Display Display updates 2 per second 2 per second Resolution 10 mV 10 µA switching hysteresis threshold < 0.25 % FSR ( 50 mV ) < 0.5 % FSR ( 80 µA ) Max. load limit switches 50 mA 50 mA Switching output 4.11 Start procedure After starting the following indications appear: 1. All segments 2. ‘Baumer’ 3. All segments 4. ‘DABx’ 5. All segments 6. ‘Program Version’ DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 25/28 5.2 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland Mechanical data 2 Control and sensor connection 13 pin spring block- 0,5 ... 1,5 mm ( 20AWG to 16 AWG ) Shield connection 2 pin terminal block Enclosure Aluminium / Plastic DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 26/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland 5.3 5.4 6 Service Environmental conditions Our sales and consulting teams are at your disposal. Operating temperature range 0. ..+65°C Storage temperature -20...+80°C Protection class IP 40 Baumer Electric AG P.O. Box Hummelstrasse 17 CH-8501 Frauenfeld Tel. +41 (0)52 728 11 22 Fax +41 (0)52 728 13 95 [email protected] www.baumer.com Dimensions Baumer sensopress Tragschiene TS35 (DINEN60715 TH35) switch 1 error 45.5 75.5 switch 2 BridgeAmplifier DABU MP4 31 58 72.5 78 5.5 Product Key DABU MP4M-FC-1.00 Product Description DAB = Bridge amplifier Output Signal I = 4...20 mA U = +/- 10 V Series MP4 = 1-Channel, Aluminum / plastic enclosure for DIN rail, with integrated Display Measuring method M = Multifunctional, for static and dynamic applications Strain Gage Bridge FC = Free configurable, 350 Ω Sensitivity 0.50 = 0.50 mV/V at nominal output signal 1.00 = 1.00 mV/V at nominal output signal 1.25 = 1.25 mV/V at nominal output signal 2.00 = 2.00 mV/V at nominal output signal etc. DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 27/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland DABx_MP4M_BA_V2_3m.doc 19.12.07/rut 28/28 Baumer Electric AG Frauenfeld, Switzerland