Praktischer Leitfaden zur Inbetriebnahme und Parametrierung des Leitfähigkeitssenders CLM223

Der CLM223 ist ein panelmontierter Leitfähigkeitssender aus der Endress+Hauser Liquisys M Serie, der typischerweise mit leitfähigen oder induktiven Sensoren der CLS-Serie kombiniert wird. Viele Außendiensttechniker sind anfangs von dieser „kleinen blauen Kiste mit Bildschirm“ und ihrer verschachtelten Menüstruktur (Setup 1 / Setup 2 / Output) verwirrt. Dieser Artikel beschreibt den Inbetriebnahmevorgang in einer logischen Reihenfolge – von Verdrahtungsprüfungen und Menüzugang bis hin zu Leitfähigkeitsparametern, Temperaturkompensation, Stromausgangskonfiguration und abschließender Kalibrierung/Inbetriebnahme –, um Ihnen zu helfen, ihn beim ersten Versuch reibungslos in Betrieb zu nehmen.

Wesentliche Voraussetzungen vor der Inbetriebnahme: Halten Sie das Werkskalibrierzertifikat des Sensors (das die Zellkonstante auflistet) und einen kleinen Schlitzschraubendreher bereit. Bevor Sie Parameter ändern, notieren Sie die vorhandenen Einstellungen. Obwohl die Option „S9 = Facty“ im Servicemenü eine Werkswiederherstellung ermöglicht, falls etwas schiefgeht, werden dabei alle Ihre benutzerdefinierten Konfigurationen gelöscht.

I. Verdrahtungsprüfung (Die physische Grundlage der Inbetriebnahme)

Das Anschlussleistenlayout für den CLM223 ist im offiziellen Handbuch klar definiert. Stellen Sie sicher, dass Sie die Anschlüsse vor der Inbetriebnahme anhand des Diagramms überprüfen:

• Stromversorgung: Schließen Sie 220 V AC an L1/N an; schließen Sie 24 V DC an die Klemmen +/- an.
• Leitfähige Sensoren: Schließen Sie die drei Temperaturdrähte (grün/weiß/gelb) an die Klemmen 11/12/13 an; schließen Sie den Hauptmesssignalsdraht an Klemme 83 und den Hilfsdraht an Klemme 84 an.
• Induktive Sensoren: Schließen Sie den rot-blauen Draht an 83, rot-rot an 16, weiß-blau an 84 und weiß-rot an 15 an.
• Schirmung: Der äußere Schirm des Kabels des leitfähigen Sensors muss an die PE-Klemme angeschlossen werden (dies ist entscheidend für die Messstabilität; eine fehlende Erdung des Schirms kann zu Messdrift führen).
• Stromausgang: Schließen Sie den ersten Kanal (Leitfähigkeit) an 31/32 an; schließen Sie den zweiten Kanal (Temperatur, optional) an 33/34 an. Der Stromausgang ist aktiv.
• NC-Klemmen: Unbenutzt lassen.

Das Gerät ist ein Gerät der Klasse II und benötigt im Allgemeinen keine Schutzerdung; der Kabelabschirm des leitfähigen Sensors muss jedoch an die PE-Klemme angeschlossen werden, um Messstörungen zu vermeiden.

II. Aufrufen des Setup-Menüs

Die Bedieneinheit des CLM223 verfügt nur über drei Tasten: E (ENTER/Bestätigen), + (Plus/Scrollen nach unten) und - (Minus/Scrollen nach oben). Drücken Sie + und - gleichzeitig, um das aktuelle Menü zu verlassen.

• Drücken Sie die E-Taste im Messbildschirm.
• Geben Sie das Passwort „22“ ein und drücken Sie E zur Bestätigung (dieses Passwort ist sowohl für CAL/Kalibrierung als auch für Parameteränderungen erforderlich).
• Verwenden Sie die Tasten + / -, um zur Funktionsgruppe SETUP 1 zu navigieren, und drücken Sie dann E, um in den Bearbeitungsmodus zu gelangen.

III. Setup 1: Konfiguration der Leitfähigkeitsmessung

Dies ist die Kernparametertruppe; sie bestimmt „was gemessen wird“ und „wie es angezeigt wird“.

Wichtige Betriebspunkte:

• A5 Elektrodenkonstante: Muss exakt mit dem Kalibrierzertifikat des Sensors übereinstimmen; dies ist grundlegend für die Messgenauigkeit.
• A6 Kabelwiderstandskompensation: Gilt nur für leitfähige Sensoren; ignorieren Sie diese Einstellung für induktive Sensoren.
• A1 Betriebsmodus: Das Umschalten dieses Modus setzt automatisch alle Benutzerparameter zurück – wählen Sie daher den Modus zuerst aus, bevor Sie andere Parameter konfigurieren.

IV. Setup 2: Einstellungen zur Temperaturkompensation (Wichtig)

Drücken Sie die - -Taste, um zu SETUP 2 zu navigieren, drücken Sie E zur Eingabe, wählen Sie B1 Pt100 und drücken Sie E zur Bestätigung; dies aktiviert die automatische Temperaturkompensation.

B2 Auswahlmethode der Kompensation:

• lin (lineare Kompensation): Geeignet für die überwiegende Mehrheit von Standard-Wasserlösungen; wendet eine lineare Korrektur basierend auf einem Prozentsatz (α) pro Kelvin an.
• NaCl: Nichtlineare Kurvenkompensation für Natriumchloridlösungen; entspricht den IEC 60746 Standards; wird für Salzwassersysteme verwendet (der α-Wert in B3 wird in diesem Modus ignoriert).
• Pure: Kompensation für Reinstwasser (neutrale Verunreinigung).
• PureH: Kompensation für Reinstwasser (saure Verunreinigung, z. B. Kationenaustauscher-Ausgang); auch geeignet für Ammoniaksysteme.
• Tab: Tabellenbasierte Kompensation (unterstützt von der Plus-Version; ermöglicht die Eingabe von α-T-Wert-Paaren).
• none: Keine Kompensation.

Schlüsselkonzept: Der α-Wert in B3 (Standard 2,10 %/K) und die Referenztemperatur in B7 (Standard 25 °C) sind unterschiedliche Konzepte. α repräsentiert die „prozentuale Änderung der Leitfähigkeit pro 1 °C Anstieg“, während die Referenztemperatur die „Basistemperatur ist, auf die die Kompensation angewendet wird“. Das Ändern von B7 beeinflusst α nicht und umgekehrt. Temperatur-Sensor-Kalibrierverfahren:

Wenn die in B5 angezeigte Echtzeit-Temperatur von der Anzeige eines unabhängigen Feldthermometers abweicht, geben Sie den tatsächlichen Messwert des externen Thermometers in B5 ein und drücken Sie E; das Gerät berechnet automatisch den Offset und speichert ihn in B6. Dieser Schritt ist entscheidend für die Langzeitgenauigkeit.

V. Ausgang: Konfiguration des Stromausgangs

Nach der Konfiguration der Temperaturkompensation drücken Sie die - -Taste, um zur Funktion OUTPUT zu gelangen:

• 01 Sel.Out: Wählt den Ausgangskanal – Out1 (Leitfähigkeit) / Out2 (Temperatur, optional)
• 03 Sel.Type: Wählt die Ausgangskennlinie; normalerweise „lin“ (linear) wählen
• 0311 Sel.Range: Wählt den Strombereich; normalerweise 4–20 mA wählen
• 0312 0/4 mA: Stellt den Messwert ein, der der unteren Stromgrenze entspricht (z. B. 0 µS/cm)
• 0313 20 mA: Stellt den Messwert ein, der der oberen Stromgrenze entspricht (z. B. 2000 µS/cm oder der Obergrenze des Prozessbereichs)

Nach der Konfiguration eines Kanals, wenn das Gerät einen Dual-Channel-Ausgang unterstützt, wechseln Sie von OUT1 zu OUT2 und wiederholen Sie die obigen Schritte, um die Temperatur ebenfalls als 4–20 mA Signal auszugeben.

Tipp zur Bereichseinstellung: Die Werte für 0312/0313 müssen nicht unbedingt „0 bis Vollausschlag“ entsprechen; sie können auf den 4–20 mA Bereich basierend auf dem tatsächlichen Prozessintervall skaliert werden, was zu einer höheren Auflösung am DCS-Ende führt.

VI. Kalibrierung und Inbetriebnahme

Leitfähigkeitssensoren erfordern normalerweise keine Feldkalibrierung (die Zellkonstante wird im Werk kalibriert; geben Sie einfach den Wert vom Zertifikat in A5 ein); induktive Sensoren müssen jedoch eine „Luft-Set“-Kalibrierung in Luft durchführen:

• Entfernen Sie den Sensor aus dem Medium, reinigen Sie ihn und wischen Sie ihn trocken.
• Drücken Sie die CAL-Taste und geben Sie das Passwort „22“ ein.
• Geben Sie das C1-Menü ein und wählen Sie den ersten Punkt (Luftkalibrierung).
• Geben Sie C111 ein, um den Messwert in Luft zu beobachten, und drücken Sie dann E zur Bestätigung und zum Starten der Kalibrierung.
• C112: Zeigt den Luftkalibrierungswert an.
• C114: Wählen Sie, ob die Kalibrierdaten gespeichert oder neu kalibriert werden sollen.

Nach Abschluss der Kalibrierung drücken Sie gleichzeitig die Tasten + und -, um zur Messoberfläche zurückzukehren.

VII. Alarme und Relais (Optional)

Der CLM223 unterstützt Alarmkontaktfunktionen. Innerhalb der Funktion „Alarm“ können Sie Alarmgrenzen, Hysterese und Relais-Schaltlogik konfigurieren. Die spezifische Konfiguration hängt von den lokalen Verriegelungsanforderungen ab; im Allgemeinen sind die Standardeinstellungen ausreichend. Wenn ein Fehler auftritt, leuchtet eine rote Alarmkontrollleuchte auf dem Bedienfeld auf; siehe Kapitel 8 „Systemfehlermeldungen“ im Handbuch zur Fehlerbehebung.

VIII. Wiederherstellung der Werkseinstellungen

Wenn Parameter falsch geändert wurden oder das Gerät umfunktioniert werden muss:

• Drücken Sie E auf dem Hauptbildschirm und geben Sie das Passwort 22 ein, um auf das Menü zuzugreifen.
• Navigieren Sie zur Funktionsgruppe Service.
• Suchen Sie S9 und wählen Sie Facty eingestellt ist.
• Drücken Sie E zur Bestätigung; das Gerät startet neu und stellt die Werksparameter wieder her.

Bevor Sie die Werkseinstellungen wiederherstellen, notieren Sie unbedingt kritische Parameter wie A5 (Zellkonstante) und O312/O313 (Messbereich). Andernfalls müssen Sie diese nach dem Zurücksetzen aus dem Gedächtnis neu eingeben, und die Messgenauigkeit kann nicht garantiert werden.

IX. Häufige Inbetriebnahme-Probleme und Lösungen

• Problem 1: Messwerte sind durchweg hoch

  → Normalerweise verursacht durch anorganische Ablagerungen/Verschmutzungen auf der Elektrode. Weichen Sie die Elektrode 30 Minuten lang in einer 1:10 verdünnten Salzsäurelösung ein, spülen Sie sie dann mit deionisiertem Wasser ab; überprüfen Sie auch, ob die Zellkonstante (A5) mit dem Wert auf dem Kalibrierzertifikat übereinstimmt.

• Problem 2: Angezeigte Werte schwanken unregelmäßig zwischen 10 und 50 µS/cm

  → Typische Netzfrequenzstörungen. Überprüfen Sie, ob der Kabelabschirm am Anschlussblock sicher gecrimpt ist; installieren Sie gegebenenfalls einen Ferritkernfilter (100 MHz).

• Problem 3: Deutliche Diskrepanz zwischen angezeigter und tatsächlicher Temperatur

  → Gehen Sie in Setup 2 zu B5, vergleichen Sie die Anzeige mit einem externen Präzisionsthermometer und führen Sie eine Offset-Anpassung mit B6 eingestellt ist.

• Problem 4: 4–20 mA Ausgang stimmt nicht mit dem angezeigten Wert überein

  → Überprüfen Sie, ob die in O312/O313 eingestellten Bereichsgrenzen mit dem im DCS konfigurierten Bereich übereinstimmen; bestätigen Sie, dass O1 auf Out1 und nicht auf Out2 eingestellt ist.

• Problem 5: Nach Änderung von B2 kann der α-Wert für B3 nicht geändert werden.

  → Dies ist beabsichtigt: B3 ist nur aktiv, wenn B2 auf „lin“ (linear) eingestellt ist. Wenn NaCl, Pure, PureH oder Tab ausgewählt ist, übernehmen interne Kompensationskurven die Steuerung, und die α-Einstellung gilt nicht mehr.

Die Menüstruktur des CLM223 mag komplex erscheinen, aber sie folgt im Wesentlichen einem dreistufigen Prozess: „Setup 1“ definiert die Messung, „Setup 2“ definiert die Temperatureinstellungen und „Output“ definiert den Messbereich. Solange die Zellkonstante, die Temperaturkompensationsmethode und die Bereichsabgrenzung korrekt konfiguriert sind, ist der Rest nur noch Feintuning. Das Fotografieren der Originalwerte, bevor Parameter geändert werden, ist die kostengünstigste „Versicherung“ für einen Außendiensttechniker.

Wenn Sie das Gerät mit einem CLS21 Leitfähigkeitssensor verwenden, erfüllt die Standardkombination – „cond“-Modus + Pt100 + „lin“ + α=2,10 %/K + Referenztemperatur 25 °C – die Anforderungen für die überwiegende Mehrheit der industriellen Wasserqualitätsüberwachungsanwendungen. Sie müssen nur dann auf die spezifischen NaCl-, Pure- oder PureH-Kompensationskurven umschalten, wenn Sie es mit speziellen Medien (wie hochkonzentriertem NaCl, Reinstwasser oder Mischlösungen aus Säuren, Basen und Salzen) zu tun haben.