Metal Samples MS2600E Operator's Manual

High resolution er 4-20ma transmitter

Advertisement

Quick Links

MS2600E
High Resolution ER 4-20mA Transmitter
Operator's Manual
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Metal Samples Company
A Division of Alabama Specialty Products, Inc.
152 Metal Samples Rd., Munford, AL 36268
Phone: (256) 358-4202 Fax: (256) 358-4515
E-mail: msc@alspi.com Internet: www.metalsamples.com

Advertisement

Table of Contents
loading
Need help?

Need help?

Do you have a question about the MS2600E and is the answer not in the manual?

Questions and answers

Summary of Contents for Metal Samples MS2600E

  • Page 1                           Metal Samples Company A Division of Alabama Specialty Products, Inc. 152 Metal Samples Rd., Munford, AL 36268 Phone: (256) 358-4202 Fax: (256) 358-4515 E-mail: msc@alspi.com Internet: www.metalsamples.com...
  • Page 3: Table Of Contents

    Table of Contents       I. Introduction ..............................  1  A.  General Description  ........................  1  B.  Principles of Operation ......................  1  C.  Technical Specifications  ......................  3    II. Installation and Operation  ........................  4  A.  Receiving the MS2600E Transmitter ..................  4  B.  Installation ..........................  4  1.   Physical Mounting and Probe Connection  ..............  4  a. Direct‐Probe Mounting  .................. 4  b. Remote Mounting  .................... 5  2.   Current Loop Connection  .....................  5  a. Making Connections  ..................  5  b. Grounding ......................  6  c. Wiring for a Safe Area Installation ..............  7  d. Wiring for a Hazardous Area Installation ............ 7  3. Setup and Operation  ....................... 9  a.   Probe Selection Switches ................  9 ...
  • Page 5: Introduction

    I. Introduction    A. General Description    The MS2600E is a high‐resolution meter designed to transmit corrosion (metal loss) data from an  Electrical Resistance (ER) probe to a plant control system or other recording device.  The MS2600E  utilizes traditional 4‐20mA current loop communication and is loop‐powered, so it requires only a two‐ wire interface.  This results in a simple and low‐cost installation.  The use of the 4‐20mA protocol also  allows the MS2600E to be placed great distances from the control system or recorder while  maintaining good noise rejection.  Practical current loop distances can be many thousands of feet (see  pages 6 and 7 for exact specifications.)  The MS2600E is compatible with all types of Metal Samples ER probes, as well as any standard ER  probe from other manufacturers.  Unlike competitors’ products, the MS2600E Transmitter does not  require factory modification to accommodate different probe types.  The probe type can be easily  changed at any time using the on‐board probe selection switches (see page 9.)  The MS2600E is available as direct‐mount (standard) or remote‐mount.  In the direct‐mount version  the MS2600E is mounted directly to the ER probe.  This option offers the simplest installation and  minimizes noise problems.  The remote‐mount option allows the MS2600E to be mounted  independently from (but in close proximity to) the ER probe.  It is then connected to the probe via a  short probe cable.  (See page 5 for mounting diagrams and specifications.)  B.  Principles of Operation    The MS2600E operates on the Electrical Resistance (ER) technique and is used in conjunction with an  ER probe.  The ER probe utilizes a resistive sensing element manufactured from the material of  interest (or a close approximation) which is exposed to a corroding environment.  This is called the  Exposed or Corroding Element.  The resistance of the Exposed Element is directly related to its  thickness, so as the element corrodes the resulting loss of metal causes a proportional increase in the  element’s resistance.  The probe also contains an internal Reference Element which is used to  compensate for the influences of temperature on the Exposed Element.  The MS2600E is designed to work with any standard ER probe, but it is recommended that Cylindrical  and Large Flush type probes be used to ensure optimum performance.  Their physical design places  the Reference Element in closer proximity to the Exposed Element compared to other probe types,  providing more effective temperature compensation and thus reducing the effects of thermal noise.  Because they are designed to corrode, ER probes are sacrificial in nature.  Each ER probe will have a  finite life that is based on the element thickness.  ER probes are available in a number of geometries  and thicknesses designed to suit a wide variety of applications. Table 1 lists the common ER element  options available from Metal Samples and the effective life of each.      1 ...
  • Page 6   Table 1. Standard ER Probe Elements  The MS2600E measures an ER probe utilizing a high‐resolution, 16‐bit measurement.  This allows the  MS2600E to detect much smaller amounts of metal loss, thus responding faster to corrosion events  and  upsets  (compared  to  traditional  ER  meters.)    At  16‐bit  resolution  the  MS2600E  can  measure  metal loss amounts as small as 0.0015% of the probe life.    Metal  loss  readings  taken  by  the  MS2600E  are  converted  to  a  linearized  4‐20mA  current  loop  output.    The  4‐20mA  signal  can  be  fed  into  a  plant  control  system  or  other  devices  and  scaled ...
  • Page 7: Technical Specifications

    C.  Technical Specifications  Model MS2600E ‐ High Resolution ER 4‐20mA Transmitter  Physical Data  Instrument  W eight:  3.70 lb. (1.68 Kg)  6.0”H  Total Weight w/ Accessories:  5.76 lb. (2.61 Kg)  (15.25cm)  4.0” Dia  Instrument  D imensions:  6.0"H x 4.0"Dia  (10.16cm)  (15.25cm H x 10.16cm Dia)  32° to 158°F (0° to 70°C)  Operating  T emperature: -40° to 176°F (‐40° to 80°C)  Storage  T emperature: Figure 1. MS2600E Dimensions  Enclosure Material:  316 Stainless Steel  Mounting  S pecifications:  Direct probe mount (standard)  May be pole mounted using optional hardware  (Up to a 2.5” (6.35cm) Dia. pole)  Performance Data  Measurement  T ype:  ER measurement using any standard ER probe type ...
  • Page 8: Installation And Operation

    II. Installation and Operation    A.  Receiving the MS2600E Transmitter    Check the MS2600E Transmitter for any shipping damage when it is first received. When the MS2600E  is unpacked, verify that the following items are included:     MS2600E Transmitter   Current Loop Wiring Harness   Meter Prover   User’s Manual   Probe Cable (optional, for remote‐mount only)   Mounting Hardware (optional, for remote‐mount only)    In the event of shipping damage, quantity shortage, or missing items, it is recommended that the  event is documented immediately and that digital photographs are taken.  Any shortages or missing  items should be reported to Metal Samples immediately.  In the event of shipping damage, a claim  should be opened with the responsible carrier.  B. Installation    Using this product in any way other than that specified within this manual may impair the  CAUTION:   intrinsic safety protection.      Installation of the MS2600E Transmitter involves the following steps:    1. Physical Mounting  2. Electrical Connection  3. Setup and Programming   ...
  • Page 9: Remote Mounting

    To mount the MS2600E:    1. Align the keyways of the transmitter and probe connectors.  2. Insert the transmitter connector plug fully into the probe connector receptacle.  3. Secure the transmitter to the top of the probe by tightening the coupling nut.  NOTE: Hand‐tight is sufficient.  Do not over‐tighten the coupling nut.  NOTE:  Never force the connectors to mate.  If there is resistance, stop and check for bent pins on  the probe and for foreign material in the female sockets of the transmitter connector.  Gently  straighten any bent pins and clear any foreign material that may be found.    Align Key  Insert  Connector Tighten  Coupling Nut  1      Figure 2.  MS2600E Direct Mount Installation  b. Remote Mounting  When it is not practical to direct‐probe mount the MS2600E, the unit can be remote mounted instead.   In this case the instrument is mounted to a separate mounting pole using the optional Remote  Mounting Hardware Kit.  The MS2600E is then connected to the ER probe via the optional probe  extension cable.  When possible, the MS2600E should be mounted within 10’ (3m) of the probe to  keep the probe cabling short and minimize signal degradation.    2. Current Loop Connection    a. Making Connections  The MS2600E current loop connection is made via the external 6‐pin circular connector as shown  below.  This hermetically sealed connector prevents moisture ingress, and eliminates the need for  internal wiring by an operator which reduces the risk of damage to the circuit.    5   ...
  • Page 10: Grounding

    Current Loop Connector      Figure 3.  MS2600E Current Loop Connector  To facilitate wiring, a thirty‐three foot (10 meter) Current Loop Wiring Harness is provided.  This wiring  harness connects directly to the 6‐pin connector, and extends to a nearby junction box (not included)  to make the necessary wiring connections to the current loop wiring from the control (DCS/SCADA)  system. The wiring harness can be cut to length if required.    MS2600E Wiring Harness Junction Box  (Not Included)      Figure 4.  MS2600E Wiring Harness  NOTE: Do not connect cable shielding to the Transmitter. The shield must remain floating at the  Transmitter.    The maximum permissible length of the current loop wiring between the MS2600E Transmitter and  the control system is determined by the control system supply voltage, the electrical resistance of the  current loop cable and the load of the control system input.  If the Transmitter is to be installed in a  safe area, refer to section c. Wiring for a Safe Area Installation for details.  If the Transmitter is to be  installed in a hazardous area, refer to section d. Wiring for a Hazardous Area Installation.    b. Grounding    The MS2600E enclosure is grounded internally through the wiring harness, but an additional, external  grounding terminal is provided as well.  The enclosure should be grounded properly using the external  grounding terminal to ensure safe operation.  6   ...
  • Page 11: Wiring For A Safe Area Installation

    Where:  D = Max. cable length in feet.  = Power supply voltage.  S  R = Cable resistance in ohms per 1000 feet.    Example:  VS = 24 Volts  R = 16.1 (22 AWG cable)  21,739   4 ∗ 10 16.1   d.  Wiring for a Hazardous Area Installation      This section provides general guidelines for hazardous area wiring.  However, regardless of  CAUTION:   anything stated here, the MS2600E must be installed in full compliance with the control drawing  located on page 18 and all of the local area requirements.        When used in Hazardous areas, equipment must be supplied with a pre‐approved power  CAUTION:   supply unit or approved equipment via a certified intrinsically safe barrier or a galvanically isolated  barrier) with the following maximum input parameters.      Ui = 28 V, Ii = 93 mA and Pi = 0.65 W      Whenever an electrically driven sensor or measuring device is used in a potentially explosive  environment the measuring system must be installed in such a way that electrical energy is either  effectively isolated from the explosive environment (via explosive‐proof containers, cable conduits,  etc.) or the amount of electrical energy produced in the hazardous area must be limited to an  intrinsically safe level. ...
  • Page 12   Caution: When a safety barrier is used with the MS2600E system, the current loop cable must be  connected to the barrier’s hazardous area terminals. All other connections must be made to the  barrier’s safe area terminals.    The type of repeater safety barrier employed in the MS2600E system depends on the specific  classification of the hazardous environment in question. Metal Samples will provide, upon request,  assistance and technical advice in the selection of a repeater safety barrier or its equivalent.    For most installations, Metal Samples recommends the intrinsically safe MTL 5441 Repeater Power  Supply.    The maximum length of the current loop cable that connects the MS2600E Transmitter to the  repeater safety barrier is as follows:    Example:    17.5 Volts  22 AWG Cable = 5,434 feet maximum  16 AWG Cable = 21,788 feet maximum        For hazardous area installations, the maximum inductance and capacitance of the loop  CAUTION:   wiring between the safety barrier and the transmitter cannot exceed the entity parameters of the  selected barrier.            8   ...
  • Page 13: Setup And Operation

    3. Setup and Operation    a. Probe Selection Switches    Housed within the MS2600E enclosure are probe selection switches which allow the instrument to be  set for any standard ER probe type.  They also allow the instrument to be placed into several test  modes which output fixed values, allowing verification of the current loop connection and DCS  program.      Probe Selection Switch  Probe Cable Connector (See detail below)  4‐20mA Current  Loop Connector    Figure 5.  Connector and Switch Details  Switch Switch Switch Switch   Setting Wire Loop Off (↓) On (↑) On (↑) Off (↓) Operating Tube Loop/Flush On (↑) Off (↓) On (↑) Off (↓)
  • Page 14: Testing The Current Loop

      1) 4mA Output – Forces a constant 4mA output on the current loop.  2) 20mA Output – Forces a constant 20mA output on the current loop.  3) 4‐20mA Sweep – Causes the output to continually cycle from 4mA up to 20mA.    These test modes can be useful when troubleshooting problems with the current loop wiring and  DCS/SCADA system.    iii. Testing the MS2600E with the Meter Prover    A Meter Prover is provided to allow routine checks of the MS2600E.  The Meter Prover simulates a  Wire Loop type probe at a fixed value.  To test the MS2600E with the Meter Prover:    1) Disconnect power.  2) Disconnect the MS2600E from the probe (or if the MS2600E is remote‐mounted, disconnect  the probe extension cable from the probe.)  3) Connect the Meter Prover to the MS2600E probe connector stem (or to the probe extension  cable if the MS2600E is remote‐mounted.)  4) Loosen the MS2600E Enclosure Lock Screw.  5) Unthread and remove the MS2600E cover.  6) Change the Probe Selection Switches to the Wire Loop position (see page 9.)  7) Reconnect power and allow the instrument to measure for several minutes to stabilize.  8) After several minutes observe the transmitter output.  The output should closely match the  value printed on the Meter Prover label.    If the transmitter output matches the Meter Prover value, you may return the Probe Selection  Switches to their previous setting and reconnect the MS2600E to the probe.  If the transmitter output  shows a significant difference compared to the Meter Prover value, further troubleshooting may be  required.  Refer to page 14 for troubleshooting or contact the factory for further assistance. ...
  • Page 15: Interpreting Data

      i. Metal Loss  The MS2600E measures the Metal Loss of an ER probe and converts that value to a linearized 4‐20mA  current loop output.  The 4‐20mA output is directly proportional to the cumulative Metal Loss of the  ER probe at any given time.  The overall span of the 4‐20mA output is proportional to the life of the  probe in use, so for DCS/SCADA programming the 4‐20mA signal can be scaled as follows:    4mA = 0 mils (0% Metal Loss)  20mA = Probe Life in mils (100% Metal Loss)    The Probe Life can be found in Table 1 and is also listed on the Metal Samples probe tag (as the  “Multiplier”.)        Figure 6.  Metal Samples Probe Tag  Figure 7 illustrates the relationship between Loop Current and Metal Loss.  In this example a probe  with a 10‐mil life is assumed.  However, the X axis could be changed to represent any Probe Life.  Figure 7. Output Relationship  As seen here, the transmitter output begins at 4mA for a new probe (zero Metal Loss) and increases as  the probe element corrodes, eventually reaching a maximum of 20mA when the probe sensing  element has been completely consumed by corrosion (in this case, 10 mils of Metal Loss.)  At this time  the probe has reached its end‐of‐life and must be replaced.    ii. Calculating Corrosion Rate      As explained previously, ER probes and instruments report Metal Loss.  However, the value that is of  11   ...
  • Page 16 ultimate interest is Corrosion Rate.  The Corrosion Rate is essentially Metal Loss over time, so the  Corrosion Rate can be calculated using the following formula:  ∆Loop Current mA Corrosion Rate mpy Probe Life mils ∆Time days   where:     Loop Current(mA) is the difference between two readings     Time(days) is the time difference between those two readings    It is a common practice to program this formula into the control (DCS/SCADA) system and have it  calculate Corrosion Rate on a continual basis from the Metal Loss data.  The challenge in doing this is  selecting an appropriate time interval.  Using an interval that is too short may give erratic results,  while selecting an interval that is too long may give results that are insensitive to system upsets.  The  ideal time period depends on many factors, and will vary from system to system.  It may take some  trial and error to settle on the best time period for your installation.    In some cases it may be necessary to review the raw Metal Loss data and manually apply the  Corrosion Rate formula to periods of interest.  For example, look at the graph below and see how  much the calculated Corrosion Rate can vary depending on the time period used.    Figure 8. Corrosion Rates calculated from Metal Loss data  While each of the results is valid for the selected time period, the one of most interest is the value of  11.81 mpy which represents some type of system upset.  When the Corrosion Rate is calculated  automatically on a pre‐selected time period, there is no guarantee that the selected time period will  always coincide with system upsets such as this. That is why manual review and interpretation of  Metal Loss data is also helpful. 12   ...
  • Page 17: Commissioning

      Once the MS2600E has been installed, tested, and properly configured for the probe in use, it can then be  closed and put into service.  First, perform one last visual inspection to ensure that all electrical  connections are secure, and that the enclosure o‐ring is in place and is in good condition.  Then thread the  enclosure lid onto the base fully.  Once the lid has been threaded into place, tighten the Lock Screw to  prevent unauthorized tampering.        Figure 9.  Enclosure Lock Screw    The Lock Screw on the instrument base must be tightened securely to prevent unauthorized  CAUTION:   personnel from opening the MS2600E, and ensure that the intrinsic safety is not violated.  Only qualified  personnel should be allowed to install, operate, and maintenance the MS2600E.      C.  Maintenance  Once installed, the MS2600E requires little maintenance.  However, it is important to verify the following items  periodically to ensure continued safe operation.      Before performing any tests or maintenance on the MS2600E, ensure that all hazardous area  CAUTION:   requirements are met.      Inspection Item  Frequency  Inspect the enclosure o‐ring for any signs of damage.  Replace as necessary.  Annually  Inspect the probe connector o‐ring for any signs of damage.  Replace as necessary.  Annually  Inspect the external electrical connections for signs of corrosion, mechanical damage, or  Annually  foreign matter that could cause damage or cause an electrical short.  Clean as necessary.  Ensure that the locking screw is in place and is secure  Annually  The MS2600E enclosure is made of corrosion‐resistant 316 stainless steel.  However, it ...
  • Page 18: Troubleshooting

    Measure continuity to each of the other pins.  There should be continuity (low  resistance) to each pin.  NOTE:  Continuity on each pin does not ensure that the probe is good.  However, if you  find an open circuit on any pins then it is almost certain that the probe is bad and should  be replaced.  2. Ensure that the Probe Selection Switches are set correctly for the probe being used.  Confirm the  probe type, and refer to Table 2 on page 9 to verify the appropriate switch settings.  3. Perform a visual inspection of the circuit boards to look for any signs of mechanical or electrical  damage.  4. Ensure that all electrical cables and wiring are in good condition.  5. Ensure that all electrical contacts are secure and free of corrosion.  6. Ensure that there is adequate supply voltage at the 4‐20mA Current Loop Connector.  7. Verify that the supply voltage polarity is correct.  8. If there is insufficient supply voltage on the 4‐20mA Current Loop Connector, check the safety  barrier (if applicable) for a blown fuse or any other failure.  9. Test the MS2600E using the supplied Meter Prover (see page 10.)  10. Test the MS2600E with a local multi‐meter or loop calibrator.    These basic checks should indicate the source of any problem (probe, power supply, wiring, etc…)  If it is  determined that the MS2600E is malfunctioning, or if you need further assistance in troubleshooting,  contact Metal Samples Technical Support.      If the MS2600E shows any signs of damage remove it from service immediately and consult the  CAUTION:   factory.         ...
  • Page 19: Service And Warranty Information

    III. Service and Warranty Information    A.  Warranty    Metal Samples warrants that any part of the MS2600E and accessories which proves to be defective in  material or workmanship within one year of the date of original shipment to Purchaser will be repaired or  replaced, at Metal Samples option, free of charge. This warranty does not cover (1) probe assemblies, (2)  items expendable in nature, or (3) items subject to damage from normal wear, misuse or abuse, or failure  to follow use and care instructions.    All damaged items are to be shipped at Purchaser’s expense to and from Metal Samples which shall have  the right to final determination as to the existence and cause of a defect.    The foregoing shall constitute the sole and exclusive remedy of any purchaser of Metal Samples products  for breach of warranty and IS EXCLUSIVE AND IN LIEU OF ALL OTHER WARRANTIES, EXPRESSED, IMPLIED  OR STATUTORY, INCLUDING THE IMPLIED WARRANTIES OR MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT  SHALL METAL SAMPLES BE LIABLE FOR SPECIAL OR CONSEQUENTIAL DAMAGES, OR FOR ANY DELAY IN  THE PERFORMANCE OF THIS WARRANTY DUE TO CAUSES BEYOND ITS CONTROL.    The technical information and suggestions contained herein are believed to be reliable, but they are not to  be construed as warranties since conditions of use are beyond our control.    B.  Obtaining Service and Returning the Instrument for Repair      If you experience problems with your instrument please contact the factory at 256‐358‐4202 and ask for  customer support for instrumentation.  Our customer support department will assist you in  troubleshooting your instrument.    Most issues can be resolved over the phone, but in some cases it may be necessary to return your  instrument for further evaluation and repair.  In this case, please obtain a Return Materials Authorization  (RMA) number from the sales person or support technician.  This RMA number will ensure that your  instrument is routed to the correct department when it is received at the factory.    After receipt of an RMA number you may pack your instrument for return.  Be sure to pack your  instrument in a sturdy box and to pad it sufficiently to avoid damage during transit.  Also be sure to  complete the “Instrument Repair Form” on the next page and include a copy with your repair.  This will  ensure that the repair department has sufficient information regarding the problems you are experiencing  with your instrument, as well as the billing, contact, and return shipping details for the repair.   ...
  • Page 20: Instrument Repair Form

    C. Instrument Repair Form    This form may be photocopied for use when returning an instrument to Metal Samples for repair.  Please fill in all known information and enclose a copy of the completed form with the instrument.    General Information      Model    Serial Number  Number      RMA    Date of Number  Purchase*  *If known.    Contact Information for Repair      Contact    Name  Company      Phone    E‐mail Number  Address    Return Shipping Information      Recipient ...
  • Page 21: Appendix A: Drawings

    Appendix A: Drawings    A. Wiring Diagrams  Control Drawing (Hazardous Area Wiring Diagram)  Safe Area Wiring Diagram       ...
  • Page 22 HAZARDOUS AREA SAFE AREA NOTE: INSTALLATION OF MS2600E 2-WIRE ER TRANSMITTER MS2600E HIGH RESOLUTION ER 4-20mA TRANSMITTER IN GROUP IIC HAZARDOUS LOCATIONS. A - (+) B - (-) CERTIFIED SAFETY BARRIER (EEx ia) IIC Probe Cable Assembly 28VDC, 93mA, 300 W £...
  • Page 23 MS2600E HIGH RESOLUTION ER 4-20mA TRANSMITTER A - (+) B - (-) 10-28Vdc Probe Cable Assembly POWER SUPPLY UNIT (DC) ER Probe (Simple Device) NOTE: PRE-APPROVED POWER SUPPLY UNIT OR APPROVED EQUIPMENT WITH THE FOLLOWING MAXIMUM INPUT PARAMETERS SHOULD BE USED;...
  • Page 24: Appendix B: Revision History

    Appendix B: Revision History  Revision  Date  Changes  A  6/29/2014  Initial Release  7/25/2014  Added ‘X’ to certificate numbers on page 3. Added ‘X’ restrictions on  B  page 3.  Added ‘CAUTION’ note on page 4.  C  5/5/2015  Changed Current Loop Wiring Harness length from 3’ to 33’ on page  3 and 6.                                                     ...

Table of Contents