GEM 4221 Installation, Operating And Maintenance Instructions

4221, 4222

GEMÜ 4221 GEMÜ 4222

Combi switchbox

with integrated 3/2-way pilot valve

for pneumatically operated linear and quarter turn actuators

GB

INSTALLATION, OPERATING AND

MAINTENANCE INSTRUCTIONS

Ventilanschaltung

mit integriertem 3/2-Wege Vorsteuerventil

für fremdgesteuerte Linear- und Schwenkantriebe

DE

ORIGINAL EINBAU- UND MONTAGEANLEITUNG

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4221, 4222

Inhaltsverzeichnis

1 Hinweise zu Ihrer Sicherheit ...................................................................................3

1.1 Symbol- und Hinweiserklärung ...................................................................................3

1.2 Allgemeines ................................................................................................................3

1.3 Bestimmungsgemäßer Gebrauch ...............................................................................4

1.4 Hinweise für den Einsatz in feuchter Umgebung ........................................................4

2 Herstellerangaben ...................................................................................................4

2.1 Verpackung ................................................................................................................4

2.2 Lieferung und Leistung ...............................................................................................5

2.3 Lagerung ....................................................................................................................5

2.4 Benötigtes Werkzeug für Einbau und Montage ...........................................................5

3 Montage / Demontage .............................................................................................5

3.1 Montage Anbausatz ...................................................................................................5

3.2 Montage Ventilanschaltung ........................................................................................6

3.3 Pneumatische Anschlüsse .........................................................................................7

3.4 Demontage Ventilanschaltung ....................................................................................7

3.5 Demontage Anbausatz ...............................................................................................7

4 24 V Version ..............................................................................................................8

4.1 Allgemeines ................................................................................................................8

4.2 Elektrischer Anschluss ...............................................................................................8

4.2.1 5 polig .........................................................................................................................8

4.2.2 8 polig .........................................................................................................................9

4.3 Optische Anzeige .......................................................................................................9

4.4 Programmierung der Endlagen ...................................................................................9

4.5 Einstellung der Schaltpunkte ....................................................................................10

4.6 Fehlermeldungen / Fehlerbehebung .........................................................................11

5 AS-Interface Version ............................................................................................. 11

5.1 Allgemeines ..............................................................................................................11

5.2 Elektrischer Anschluss .............................................................................................12

5.3 Optische Anzeige .....................................................................................................12

5.4 Programmierung der Endlagen A2-Version...............................................................13

5.5 Programmierung der Endlagen A3-Version...............................................................14

5.6 Einstellung der Schaltpunkte ....................................................................................14

5.7 Fehlermeldungen / Fehlerbehebung .........................................................................15

6 DeviceNet Version ................................................................................................. 15

6.1 Allgemeines ..............................................................................................................15

6.2 Elektrischer Anschluss .............................................................................................16

6.3 Optische Anzeige .....................................................................................................16

6.4 Netztopologie DeviceNet-System .............................................................................17

6.5 Ein- / Ausgangsdaten ...............................................................................................18

6.6 Parameter ................................................................................................................18

6.7 Fehlermeldungen / Fehlerbehebung .........................................................................22

7 Maße ....................................................................................................................... 23

8 Technische Daten .................................................................................................. 24

9 Bestelldaten ........................................................................................................... 32

10 Zubehör .................................................................................................................. 33

11 Entsorgung ............................................................................................................ 33

12 Wiederverkauf ....................................................................................................... 34

13 Rücksendung ........................................................................................................ 34

14 Hinweise ................................................................................................................. 34

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1 Hinweise zu Ihrer Sicherheit

Nachfolgende Hinweise sorgfältig durchlesen und beachten!

1.1 Symbol- und Hinweiserklärung

Folgende Symbole kennzeichnen wichtige Informationen in dieser Einbau- und

Montageanleitung:

Anwendungstipps und andere besonders nützliche Informationen zum

GEMÜ 4221 / 4222.

1.2 Allgemeines

Voraussetzungen für eine einwandfreie Funktion des GEMÜ 4221 / 4222:

 sachgerechter Transport, Lagerung, Installation, Anbau, Inbetriebnahme, Bedienung,

Inspektion, Wartung, Fehlersuche / Störungsbehebung, Reparatur, Montage, Demontage,

Ausbau und Entsorgung nur durch eingewiesenes, autorisiertes und qualifiziertes

Fachpersonal unter Beachtung der Unfallverhütungsvorschriften

 die einschlägigen Sicherheitsvorschriften für die Errichtung und den Betrieb elektrischer

Anlagen

 kein Einsatz dieses Geräts im explosionsgefährdeten Bereich

 Bedienung gemäß dieser Einbau- und Montageanleitung

 den Inhalt dieser Einbau- und Montageanleitung und sonstiger Dokumente (Datenblatt

usw.) beachten

Korrekte Montage, Bedienung und Wartung oder Reparatur gewährleisten einen

störungsfreien Betrieb der Ventilanschaltung.

GEMÜ 4221 / 4222 ist vom Betreiber bestimmungsgemäß zu gebrauchen. Alle

Angaben dieser Einbau- und Montageanleitung in Hinsicht auf alle Arbeiten

am GEMÜ 4221 / 4222 beachten und anwenden. Bei Nichtbeachten dieser

Angaben erlischt der Garantieanspruch des Betreibers sowie die gesetzliche

Haftung des Herstellers. Außerdem führt dies ggf. zum Verlust jeglicher

Schadenersatzansprüche.

Der Hersteller übernimmt für GEMÜ 4221 / 4222 keine Verantwortung, wenn diese

Sicherheitshinweise nicht beachtet werden.

Die in dieser Einbau- und Montageanleitung genannten Verordnungen, Normen und

Richtlinien gelten nur für Deutschland. Bei Einsatz des GEMÜ 4221 / 4222 in anderen

Ländern sind die dort geltenden nationalen Regeln zu beachten. Wenn es sich um

harmonisierte europäische Normen, Standards und Richtlinien handelt, gelten diese im

EG-Binnenmarkt. Für den Betreiber gelten zusätzlich soweit vorhanden die nationalen

Vorschriften. Beschreibungen und Instruktionen in dieser Einbau- und Montageanleitung

beziehen sich auf die Standardausführung.

Die Sicherheitshinweise berücksichtigen nicht

 Zufälligkeiten und Ereignisse, die bei Montage, Betrieb und Wartung auftreten können

 die ortsbezogenen Sicherheitsbestimmungen, für deren Einhaltung – auch seitens des

hinzugezogenen Montagepersonals – der Betreiber verantwortlich ist

Bei Rückfragen wenden Sie sich bitte an die nächstgelegene

GEMÜ-Verkaufsniederlassung (www.gemu-group.com).

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1.3 Bestimmungsgemäßer Gebrauch

Die Ventilanschaltung mit integriertem 3/2-Wege Vorsteuerventil gibt es als GEMÜ 4221

(für Schwenkantriebe) und als GEMÜ 4222 (für Linearantriebe).

Sie arbeitet mit einer mikroprozessorgesteuerten, intelligenten Stellungserfassung durch

ein analoges Wegmesssystem (Potentiometer). Dieses wird kraftschlüssig mit Hilfe eines

Anbausatzes (Feder, Betätigungsspindel) mit der Spindel des Antriebs verbunden.

Über die elektrischen Anschlüsse können die Ventilendlagen und der integrierte Weggeber

überwacht werden.

Der pneumatische Antrieb wird mittels eines oder zwei integrierten 3/2-Wege

Vorsteuerventilen direkt angesteuert.

Der externe Anbau eines Vorsteuerventils entfällt.

Zusätzlich zur elektrischen Stellungsrückmeldung und Fehlerauswertung erfolgt eine

optische Signalisierung mittels LEDs, die von oben sichtbar sind.

GEMÜ 4221 / 4222 ist für den Einsatz entsprechend dem Datenblatt geeignet.

Um eine einwandfreie Funktion unserer Produkte zu erlangen die im folgenden aufgeführten

Hinweise beachten. Zusätzlich die Angaben auf den Typenschildern beachten.

Wenn diese Hinweise als auch die Hinweise in der allgemeinen Einbau- und

Montageanleitung nicht beachtet werden, erlischt die Garantie auf den GEMÜ 4221 / 4222

sowie die gesetzliche Haftung.

GEMÜ 4221 / 4222 dient ausschließlich als Ventilanschaltung und ist laut Datenblatt

einzusetzen.

Eine andere oder darüber hinausgehende Benutzung gilt als nicht bestimmungsgemäß.

Für hieraus resultierende Schäden haftet GEMÜ nicht. Das Risiko trägt allein der Anwender.

Bitte beachten Sie bei der Planung des Einsatzes als auch bei Betreiben des Gerätes die

einschlägigen allgemein anerkannten Sicherheitstechnischen Regeln. Für Positionierung

und Einbau des GEMÜ 4221 / 4222 ist grundsätzlich Planer, Anlagenbauer bzw. Betreiber

verantwortlich.

Die Nichtbeachtung der Sicherheitshinweise kann sowohl eine Gefährdung für Personen als

auch für die Umwelt und den GEMÜ 4221 / 4222 zur Folge haben. Die Nichtbeachtung der

Sicherheitshinweise kann zum Verlust jeglicher Schadensersatzansprüche führen.

1.4 Hinweise für den Einsatz in feuchter Umgebung

Folgende Informationen geben Hilfestellung bei Montage und Betrieb der GEMÜ

Ventilanschaltung in feuchter Umgebung.

G Kabel und Rohre so verlegen, dass Kondensat oder Regenwasser, das an Rohren /

Leitungen hängt, nicht in Kabelverschraubungen des GEMÜ 4221 / 4222 laufen kann.

G Alle Kabelverschraubungen und Fittinge auf festen Sitz prüfen.

G Gehäusedichtung vor jedem Schließen auf korrekten Sitz und Beschädigungen überprüfen.

G Alle Abdeckungen sofort nach Benutzung wieder verschließen.

2 Herstellerangaben

2.1 Verpackung

GEMÜ 4221 / 4222 ist in Pappkarton verpackt. Dieser kann dem Papierrecycling zugeführt

werden.

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2.2 Lieferung und Leistung

Ware unverzüglich bei Erhalt auf Vollständigkeit und Unversehrtheit überprüfen.

Lieferumfang aus Versandpapieren, Ausführung aus Bestellnummer ersichtlich.

Wird die Ventilanschaltung mit einem Ventil als Kompletteinheit bestellt, so sind diese Teile

sowie das dazugehörige Zubehör werkseitig komplett montiert und programmiert.

Die GEMÜ-Ventilanschaltung ist somit sofort betriebsbereit.

Weggeber und Leiterplatte sind ab Werk aufeinander abgestimmt. Bei Austausch des

Weggebers oder der Leiterplatte kann eine einwandfreie Funktion nicht gewährleistet

werden! GEMÜ 4221 / 4222 wird im Werk auf Funktion geprüft.

2.3 Lagerung

Die Ventilanschaltung trocken in Originalverpackung lagern. UV-Strahlung und direkte

Sonneneinstrahlung vermeiden. Lagertemperatur 0...+50 °C.

2.4 Benötigtes Werkzeug für Einbau und Montage

Benötigtes Werkzeug für Einbau und Montage ist nicht im Lieferumfang enthalten.

 Gabelschlüssel SW 27

 Inbusschlüssel 2 mm

3 Montage / Demontage

3.1 Montage Anbausatz

GEMÜ 4221

GEMÜ 4221PTAZ ... Anbausätze bestehen aus einem Befestigungsbügel, erhältlich in

verschiedenen Anschlusshöhen sowie mit verschiedenen Lochstichmaßen am Antrieb.

Befestigungsbügel an Befestigungsgewinde (siehe Kapitel 3.2 Zeichnung Gehäuseboden)

auf Unterseite der Ventilanschaltung anschrauben.

GEMÜ 4222

GEMÜ 4222 S01Z ... Anbausätze enthalten eine Feder, eine

Betätigungsspindel und je nach Ausführung einen Gewindeadapter

und / oder ein Führungsrohr.

Anbau:

1. Spindel 1 herausziehen.

2. Führungsrohr 5 über Spindel 1 schieben

(nur wenn Führungsrohr beiliegt).

3. Feder 2 über Spindel 1 schieben.

4. Feder 2 zurückschieben und Spindel 1 direkt hinter Gewinde 4

mit Flachzange festhalten.

5. Betätigungsspindel 3 auf Gewinde der Spindel 1 aufschrauben.

6. Gewindeadapter (nicht abgebildet) auf Gewinde 6

aufschrauben (nur wenn Gewindeadapter beiliegt).

 Weggeber nicht schlagartig entlasten!

 Spindel nicht verkratzen!

 Gewinde der Betätigungsspindel nicht überdrehen!

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3.2 Montage Ventilanschaltung

Nachträglichen Anbau auf ein Prozessventil wie folgt:

GEMÜ 4221

1. Ventilanschaltung mit aufgeschraubtem Befestigungsbügel 6 auf Schwenkantrieb setzen

und festschrauben. Auf richtige Einbauposition der Markierung 3 achten (siehe Bilder

unten). Pneumatische Anschlüsse 1 und 2 (Pos. 4 und Pos. 5) müssen auf Seite der

pneumatischen Anschlüsse des Antriebs sein.

2. Druckluftzuleitung an Pos. 4 anschließen.

2 bar < Pst < 6 bar (min. und max. Steuerdruck des Antriebes beachten!).

3. Druckluftausgang 5 mit pneumatischem Ventilantrieb verbinden.

4. Anschlussstecker anschließen (siehe "Elektrischer Anschluss").

Gehäuseboden GEMÜ 4221 (Ansicht von unten)

Montage in ZU-Stellung Montage in AUF-Stellung

Pos. 1 Befestigungsgewinde M4

2 Schalldämpfer

3 Markierung (Abschrägung)

4 Pneumatikanschluss 1 (Zuluft)

5 Pneumatikanschluss 2 (Ausgang A1)

6 Befestigungsbügel

GEMÜ 4222

Passenden Anbausatz verwenden!

1. Mechanische Stellungsanzeige entfernen (falls vorhanden).

2. Verschlussstopfen entfernen (falls vorhanden).

3. Ventilanschaltung mit Anbausatz in Ventilantrieb einschrauben

und am Sechskant 1 festziehen.

4. Gewindestift 2 (Innensechskant 2 mm) lösen.

5. Gehäuse drehen, bis gewünschte Lage der Anschlüsse gegeben

ist (internes Weggeber-Anschlusskabel nicht überdrehen).

6. Gewindestift 2 festziehen.

7. Anschlussleitung 3 anschließen (siehe "Elektrischer Anschluss").

8. Druckluftzuleitung 5 an Sechskant 1 anschließen (siehe

Pneumatische Anschlüsse). 2 bar < Pst < 6 bar (min. und

max. Steuerdruck des Antriebes beachten!).

9. Druckluftausgang 4 mit pneumatischem Ventilantrieb verbinden.

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3.3 Pneumatische Anschlüsse

Einfachwirkend Doppeltwirkend

Einfache Anschlüsse

1 (P) Zuluft 2 Ausgang A1 4 Ausgang A2

Druckluftversorgung: 1,5...7 bar

Maximalen Steuerdruck des pneumatischen Ventilantriebs beachten!

3.4 Demontage Ventilanschaltung

Demontage der Ventilanschaltungen GEMÜ 4221 / 4222 in umgekehrter Reihenfolge wie

Montage (siehe Kapitel 3.2 "Montage Ventilanschaltung") durchführen.

3.5 Demontage Anbausatz

Demontage des Anbausatz in umgekehrter Reihenfolge wie Montage (siehe Kapitel 3.1

"Montage Anbausatz") durchführen.

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4 24 V Version

4.1 Allgemeines

Spannungsversorgung sowie Ansteuerung erfolgt über 24 V DC (siehe "Elektrischer

Anschluss").

Einstellung der folgenden Funktionen über die DIP/DIL Schalter:

 Programmierart Auto / Manuell S1 (0 = Auto* / 1 = Manuell)

 Umschaltung der Schaltpunktgruppen S2 (siehe Kapitel 8 "Technische Daten")

 Schnellprogrammierung vor Ort S3

* Werkseinstellung

Um DIP/DIL Schalter einzustellen

Gehäusedeckel abschrauben.

(Schalter unten = 0 / Schalter oben = 1)

Schalter S3 muss immer auf

0 stehen außer bei Funktion

"Schnellprogrammierung vor Ort"!

4.2 Elektrischer Anschluss

4.2.1 5 polig

1

2

4

3

5

4

5

X1

X2

Anschluss Pin Signal

X1

A-kodiert

M12 Stecker

1 + 24 V DC

2

Steuereingang

3 GND

4

Programmiereingang

5 Veroderter Endlagenausgang

Anschluss Pin Signal

X2

A-kodiert

M12 Stecker

1 Endlage ZU Ausgang

2 Endlage AUF Ausgang

3 Fehlerausgang

4 Schaltpunkt 1 Eingang

5 Schaltpunkt 2 Eingang

DIP/DIL

Schalter

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4.2.2 8 polig

1

2

3

4

8

5

6

7

45°

Anschluss Pin Signal

X1

A-kodiert

M12 Stecker

1 U, 24 V DC, Versorgungsspannung

2 24 V DC, Ausgang Endlage AUF

3 U, GND

4 24 V DC, Ausgang Endlage ZU

5 24 V DC,

Programmiereingang

6 24 V DC, Steuereingang

7 24 V DC, Fehlerausgang

8 n.c.

4.3 Optische Anzeige

Zusätzlich zur elektrischen Stellungsrückmeldung und Fehlerauswertung (Fehlertabelle

siehe Kapitel 8 "Technische Daten") erfolgt eine optische Signalisierung mittels von oben

sichtbarer LEDs.

LED Farbe Funktion

1 grün Power

3 gelb Pilotventil Y2 angesteuert

4 gelb Pilotventil Y1 angesteuert

5 gelb Prozessventil in Stellung AUF

6 rot Fehler

7 orange Prozessventil in Stellung ZU

LED Zustände

X leuchtet

O blinkt

~ nicht relevant

- aus

Funktionsanzeige:

LEDs

Zustand134567

PWR Y2 Y1 OPEN FAULT CLOSED

~ - - O - O Programmiermodus

~ ~ ~ X - - Prozessventil in Stellung AUF

~ ~ ~ - - X Prozessventil in Stellung ZU

~ - - - X O Programmierfehler

~ - - O X - Sensorfehler

~ - - O X O Interner Fehler

~ - X ~ - ~ Pilotventil Y1 angesteuert

~ X - ~ - ~ Pilotventil Y2 angesteuert

4.4 Programmierung der Endlagen

Bei werkseitig vormontierten Ventilanschaltungen an das Prozessventil ist die

Endlagenrückmeldung bereits programmiert.

Neuprogrammierung der Endlagen nötig bei nachträglichem Anbau

des Antriebs an Ventilkörper sowie bei Nachziehen / Austauschen der

Absperrmembrane.

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Programmierung der Endlagen über manuellen oder automatischen Programmiermodus

oder über Schnellprogrammierung vor Ort.

Für einwandfreie Funktion darf Schalter S3 nur während

"Schnellprogrammierung vor Ort" auf 1 (oben) stehen.

Manueller Programmiermodus (S1=1):

1. Versorgungsspannung 24 V DC (Stecker 1, Pin 1), GND (Stecker 1, Pin 3) anschließen.

2. Schalter S1 in Stellung "Programmierart Manuell".

3. An Programmiereingang (Stecker 1, Pin 4) 24 V DC anlegen.

4. Ventil ansteuern (Stecker 1, Pin 2 24 V DC).

5. Wenn Ventil Endlage erreicht hat Ventil zufahren (Stecker 1, Pin 2 0 V).

6. Wenn Ventil Endlage erreicht hat Programmiereingang (Stecker 1, Pin 4) auf 0 V setzen.

7. Endlagen sind eingestellt.

Automatischer Programmiermodus (S1=0):

1. Versorgungsspannung (Stecker 1, Pin 1), GND (Stecker 1, Pin 3) anschließen.

2. Schalter S1 in Stellung "Programmierart Auto" (Werkseinstellung).

3. Kurzes Signal (24 V DC) auf Programmiereingang

(5 polige Ausführung: Stecker 1, Pin 4 / 8 polige Ausführung: Stecker 1, Pin 5).

4. Wenn Ventil automatisch auf- und zugefahren ist, sind die Endlagen eingestellt.

Schnellprogrammierung vor Ort (S3=1):

1. Versorgungsspannung 24 V DC (Stecker 1, Pin 1), GND (Stecker 1, Pin 3) anschließen.

2. Schalter S3 in Stellung "Schnellprogrammierung vor Ort" bringen.

3. Wenn Ventil automatisch auf- und zugefahren ist, sind die Endlagen eingestellt.

4. Schalter S3 in Stellung "0" zurückschieben.

4.5 Einstellung der Schaltpunkte

Die Ventilanschaltung bietet die Möglichkeit, die Schaltpunkte für die AUF- und ZU-

Rückmeldung prozentual zum programmierten Hub einzustellen.

Bsp.: Schaltpunkt AUF 25%, Schaltpunkt ZU 12%

Hub

Schalt-

punkt

AUF

Schalt-

punkt

ZU

Durch diese Toleranzen können betriebsbedingte Veränderungen z.B. bei

Temperaturwechsel kompensiert werden und somit eine sichere Rückmeldung gewährleistet

werden.

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Einstellung vor Ort:

Einstellung der Schaltpunkte über Schalter S2.

Schaltpunkttabelle siehe Kapitel 8 "Technische Daten".

Einstellung 5 polige Ausführung:

Zusätzlich zur Einstellung vor Ort können zusätzliche Toleranzen mittels der

Schaltpunkteingänge (Pin 4 und Pin 5 am Stecker 2) eingestellt werden.

Schaltpunkttabelle siehe Kapitel 8 "Technische Daten".

4.6 Fehlermeldungen / Fehlerbehebung

Fehler Ursache Fehlerbehebung

Programmier-

fehler

Keine Druckluftversorgung während

des Programmiervorgangs

Druckluftversorgung gewährleisten, neu programmieren

Programmierung wurde wieder

deaktiviert, bevor beide Endlagen

erreicht wurden (Manueller

Programmiermodus)

Neu programmieren

Mindesthub wurde nicht erreicht Mindesthub gewährleisten, neu programmieren

Sensorfehler Sensorgrenze überfahren

Gewährleisten, dass Schwenkantrieb nicht mehr als 90°

Schwenkbewegung durchführt (4221), neu programmieren

Anbausatz kontrollieren (vorhanden?, richtige Ausführung?),

neu programmieren

Mindesthub gewährleisten (siehe Kapitel 8 "Technische

Daten"), neu programmieren

Maximalhub (siehe Kapitel 8 "Technische Daten") beachten

Interner

Fehler

Speicherfehler Neu programmieren

5 AS-Interface Version

5.1 Allgemeines

Spannungsversorgung sowie Ansteuerung erfolgt über AS-Interface (siehe Kapitel 8

"Technische Daten") oder mechanisch mit dem Schiebeschalter.

Schiebeschalter für Ventilfunktion (manuelle Ventilbetätigung)

Schaltstellung Links Mitte Rechts

Ventil: Manuell Manuell Autom.

Ein Aus über Bus

3 Schaltstellungen

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Version A2 A3

Spezifikation 2.11 2.11

Max. Slaves 31 62

Vorteil

Separate Ansteuerung der beiden Pilotventile

bei Ausführung mit 2 Pilotventilen möglich

Max. 62 Slaves an einem

AS-Interface Master

Ab Version 01 (siehe Typenschild) verfügen

die AS-Interface Versionen über eine

Sicherheitsstellungsfunktion (Fail-safe

Funktion).

Bei Signalausfall steuert die

Ventilanschaltung das Ventil so an,

dass dies in seine Endlage fährt

(Ventil Steuerfunktion 1 → Ventil ZU,

Ventil Steuerfunktion 2 → Ventil AUF).

5.2 Elektrischer Anschluss

Standard Steckanschluss

M12 Stecker

für gelbe AS-Interface

Datenleitung (Anschluss

über GEMÜ 4180)

AS-Interface - (Pin 3)

AS-Interface + (Pin 1)

5.3 Optische Anzeige

Zusätzlich zur elektrischen Stellungsrückmeldung und Fehlerauswertung (Fehlertabelle

siehe Kapitel 8 "Technische Daten") erfolgt eine optische Signalisierung mittels von oben

sichtbarer LEDs.

LED Farbe Funktion

1 grün AS-Interface

2 rot AS-Interface Error

3 gelb Pilotventil Y2 angesteuert

4 gelb Pilotventil Y1 angesteuert

5 gelb Prozessventil in Stellung AUF

6 rot Fehler

7 orange Prozessventil in Stellung ZU

LED Zustände

X leuchtet

O blinkt

~ nicht relevant

- aus

Versionsnummer

13 / 68

4221, 4222

Funktionsanzeige:

LEDs

Zustand1234567

AS-Interface AS-Interface Y2 Y1 OPEN FAULT CLOSED

~ ~ - - O - O Programmiermodus

~ ~ ~ ~ X - - Prozessventil in Stellung AUF

~ ~ ~ ~ - - X Prozessventil in Stellung ZU

~ ~ - - - X O Programmierfehler

~ ~ - - O X - Sensorfehler

~ ~ - - O X O Interner Fehler

~ ~ - X ~ - ~ Pilotventil Y1 angesteuert

~ ~ X - ~ - ~ Pilotventil Y2 angesteuert

X X ~ ~ ~ - ~ AS-Interface Fehler

5.4 Programmierung der Endlagen A2-Version

Bei werkseitig vormontierten Ventilanschaltungen an das Prozessventil ist die

Endlagenrückmeldung bereits programmiert.

Neuprogrammierung der Endlagen nötig bei nachträglichem Anbau

des Antriebs an Ventilkörper sowie bei Nachziehen / Austauschen der

Absperrmembrane.

Programmierung der Endlagen über manuellen oder automatischen Programmiermodus

möglich.

Beim Programmieren der Endlagen Schiebeschalter für Ventilfunktion auf "Autom. über Bus"

stellen.

Schiebeschalter für Ventilfunktion (manuelle Ventilbetätigung)

Schaltstellung Links Mitte Rechts

Ventil: Manuell Manuell Autom.

Ein Aus über Bus

3 Schaltstellungen

Manueller Programmiermodus:

1. DO3 = 0 setzen (manuelle Programmierung).

2. DO2 = 1 setzen (Ventilanschaltung in

Programmiermodus).

3. DO0 = 1 setzen (Ventil ansteuern).

4. Wenn Ventil Endlage erreicht hat DO0 = 0 setzen.

5. Wenn Ventil Endlage erreicht hat DO2 = 0 setzen (Ventilanschaltung in Normalbetrieb).

Automatischer Programmiermodus:

1. DO3 = 1 setzen (automatische Programmierung).

2. Kurz (>100ms) DO2 = 1 setzen (Ventilanschaltung in

(unbedingt gleich wieder zurücksetzen) Programmiermodus).

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3. DO3 = 0 setzen.

4. Warten bis Ventil automatisch auf- und zugefahren ist.

Ansteuerung der Ventilanschaltung nach Programmieren der Endlagen durch Setzen von

DO0=1.

5.5 Programmierung der Endlagen A3-Version

Bei werkseitig vormontierten Ventilanschaltungen an das Prozessventil ist die

Endlagenrückmeldung bereits programmiert.

Neuprogrammierung der Endlagen nötig bei nachträglichem Anbau

des Antriebs an Ventilkörper sowie bei Nachziehen / Austauschen der

Absperrmembrane.

Programmierung der Endlagen über manuellen oder automatischen Programmiermodus

möglich.

Beim Programmieren der Endlagen Schiebeschalter für Ventilfunktion auf "Autom. über Bus"

stellen.

Schiebeschalter für Ventilfunktion (manuelle Ventilbetätigung)

Schaltstellung Links Mitte Rechts

Ventil: Manuell Manuell Autom.

Ein Aus über Bus

3 Schaltstellungen

Manueller Programmiermodus:

1. DO1 = 0 setzen (manuelle Programmierung).

2. DO2 = 1 setzen (Ventilanschaltung in

Programmiermodus).

3. DO0 = 1 setzen (Ventil ansteuern).

4. Wenn Ventil Endlage erreicht hat DO0 = 0 setzen.

5. Wenn Ventil Endlage erreicht hat DO2 = 0 setzen (Ventilanschaltung in Normalbetrieb).

Automatischer Programmiermodus:

1. DO1 = 1 setzen (automatische Programmierung).

2. Kurz (>100ms) DO2 = 1 setzen (Ventilanschaltung in

(unbedingt gleich wieder zurücksetzen) Programmiermodus).

3. DO1 = 0 setzen.

4. Warten bis Ventil automatisch auf- und zugefahren ist.

Ansteuerung der Ventilanschaltung nach Programmieren der Endlagen durch Setzen von

DO0 = 1.

5.6 Einstellung der Schaltpunkte

Die Ventilanschaltung bietet die Möglichkeit, die Schaltpunkte für die AUF- und die ZU-

Rückmeldung prozentual zum programmierten Hub einzustellen.

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Die Schaltpunkte können über die Parameterbits eingestellt werden (Schaltpunkttabelle

siehe Kapitel 8 "Technische Daten").

Bsp.: Schaltpunkt AUF 25%, Schaltpunkt ZU 12%

Hub

Schalt-

punkt

AUF

Schalt-

punkt

ZU

5.7 Fehlermeldungen / Fehlerbehebung

Fehler Ursache Fehlerbehebung

Programmier-

fehler

Keine Druckluftversorgung während

des Programmiervorgangs

Druckluftversorgung gewährleisten, neu programmieren

Programmierung wurde wieder

deaktiviert, bevor beide Endlagen

erreicht wurden (Manueller

Programmiermodus)

Neu programmieren

Mindesthub wurde nicht erreicht Mindesthub gewährleisten, neu programmieren

Sensorfehler Sensorgrenze überfahren

Gewährleisten, dass Schwenkantrieb nicht mehr als 90°

Schwenkbewegung durchführt (4221), neu programmieren

Anbausatz kontrollieren (vorhanden?, richtige Ausführung?),

neu programmieren

Mindesthub gewährleisten (siehe Kapitel 8 "Technische

Daten"), neu programmieren

Maximalhub (siehe Kapitel 8 "Technische Daten") beachten

Interner

Fehler

Speicherfehler Neu programmieren

AS-Interface

Fehler

Slave ist auf Null adressiert Slave adressieren

Keine AS-Interface Kommunikation

vorhanden

AS-Interface Netz überprüfen

6 DeviceNet Version

6.1 Allgemeines

EDS-Datei 42214222.eds

ICON 42214222.ico

Baudrate AutoBaud (125, 250, 500 kBit/s)

Adresse 0...63 (über Software) Werkseinstellung: 63

DeviceNet Spec. Release 2.0 Errata5

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Kommunikationsarten der E/A-Daten

Modus Beschreibung

Polling Die Daten werden zyklisch vom Master abgefragt

Change of State Der Slave sendet bei einer Änderung am Eingang automatisch die Daten an den Master

Cyclic Der Slave sendet seine Daten nach Ablauf einer Zykluszeit selbstständig an den Master

Bit Strobe Nachricht vom Master an alle Slaves, die daraufhin ihre Eingangsinformationen senden

6.2 Elektrischer Anschluss

Standard Steckanschluss M12 Stecker

Stecker 1

Pin Signal Farbe

1 Schirm farblos

2 V+ rot

3 V- schwarz

4 CAN_H weiß

5 CAN_L blau

6.3 Optische Anzeige

Zusätzlich zur elektrischen Stellungsrückmeldung und Fehlerauswertung (Fehlertabelle

siehe Kapitel 8 "Technische Daten") erfolgt eine optische Signalisierung mittels von oben

sichtbarer LEDs.

LED Farbe Funktion

1 grün / rot Network Status

2 grün / rot Modul Status

3 gelb Pilotventil Y2 angesteuert

4 gelb Pilotventil Y1 angesteuert

5 gelb Prozessventil in Stellung AUF

6 rot Fehler

7 orange Prozessventil in Stellung ZU

LED Zustände

X leuchtet

O blinkt

~ nicht relevant

- aus

Funktionsanzeige:

LEDs

Zustand12

34567

Grün Rot Grün Rot

X ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Kommunikation i.O. (Device Operational)

O ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Kommunikation in StandBy (Device in Standby)

~ ~ ~ O ~ ~ ~ ~ ~ Behebbarer Kommunikationsfehler (Minor Fault)

~ ~ ~ X ~ ~ ~ ~ ~ Nicht behebbarer Komm. fehler (Unrecoverable Fault)

O O O O ~ ~ O O O Device in Self Test (Device Self Testing)

O ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Online, Slave nicht von Master belegt (On-line, Not Connected)

X ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Online, Slave von Master belegt (Link OK, On-Line, Connected)

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4221, 4222

LEDs

Zustand12

34567

Grün Rot Grün Rot

~ O ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ I/O Verbindung in Time out (Connection Time-Out)

~ X ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Gestörte Kommunikation (Critical Link Failure)

O O ~ ~ ~~~~~

Spezieller Kommunikationsfehler (Communication Faulted and

Received an Identify Comm Fault Request - Long Protocol)

~ ~ ~ ~ - - O - O Programmiermodus

~ ~ ~ ~ ~ ~ X - - Prozessventil in Stellung AUF

~ ~ ~ ~ ~ ~ - - X Prozessventil in Stellung ZU

~ ~ ~ ~ - - - X O Programmierfehler

~ ~ ~ ~ - - O X - Sensorfehler

~ ~ ~ ~ - - O X O Interner Fehler

~ ~ ~ ~ - X ~ - ~ Pilotventil Y1 angesteuert

~ ~ ~ ~ X - ~ - ~ Pilotventil Y2 angesteuert

6.4 Netztopologie DeviceNet-System

120 Ω

1/4 W

V+

V-

CAN_H

CAN_L

120 Ω

1/4 W

Abschirmung

Schutzerde Schutzerde

Stichleitung

(Drop-cable)

Hauptleitung

(Trunk-cable)

Zur Vermeidung von Störungen

wird die Hauptleitung (Trunk-

cable) beidseitig mit Widerständen

abgeschlossen.

Die Stichleitungen (Drop-cable)

benötigen keinen Busabschluss.

Maximale Leitungslängen

Baudrate

[kBaud]

Hauptleitung (Trunk-cable) Stichleitung (Drop-cable)

Dickes Kabel

(Thick cable)

Dünnes Kabel

(Thin cable)

Max. Leitungslänge je

Stichleitung

Max. Leitungslänge

Stichleitungen kumuliert

125 500 m 100 m 6 m 156 m

250 250 m 100 m 6 m 78 m

500 100 m 100 m 6 m 39 m

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4221, 4222

6.5 Ein- / Ausgangsdaten

Für die Ein- und Ausgangsdaten stehen jeweils 1 Datenbyte zur Verfügung.

Ausgänge: Eingänge:

Class 4 Class 4

Instance 65 Instance 66

Attribute 3 Attribute 3

Ausgänge (Betrachtungsweise vom DeviceNet Master aus), Class 64h, Inst. 1h, Attr. 1h

Bit Wert / Default Bezeichnung Funktion Logik

0 0 Activate valve 1 pneum. Ausgang 2 ansteuern

(Pilotventil Y1 ansteuern)

1 = pneum. Ausgang 2 belüftet

0 = pneum. Ausgang 2 entlüftet

1 0 Activate valve 2 pneum. Ausgang 4 ansteuern

(Pilotventil Y2 ansteuern)

1 = pneum. Ausgang 4 belüftet

0 = pneum. Ausgang 4 entlüftet

2-6 nicht verwendet

7 0 Reset traveltime

error

Rücksetzen

Stellzeitüberschreitung

1 = Rücksetzen

0 = nicht Rücksetzen

Eingänge (Betrachtungsweise vom DeviceNet Master aus), Class 64h, Inst. 1h, Attr. 2h

Bit Wert / Default Bezeichnung Funktion Logik

0 0 State Valve 1 Statusabfrage pneum. Ausgang 2

(Pilotventil Y1 ansteuern)

1 = pneum. Ausgang 2 belüftet

0 = pneum. Ausgang 2 entlüftet

1 0 State Valve 2 Statusabfrage pneum. Ausgang 4

(Pilotventil Y2 ansteuern)

1 = pneum. Ausgang 4 belüftet

0 = pneum. Ausgang 4 entlüftet

2 X Operating mode Anzeige Betriebsmodus

1 = Normalbetrieb

0 = Programmiermodus

3 X Position Closed Anzeige Position Zu

1 = Prozessventil in Stellung ZU

0 = Prozessventil nicht in Stellung ZU

4 X Position Open Anzeige Position Auf

1 = Prozessventil in Stellung AUF

0 = Prozessventil nicht in Stellung AUF

5 0 Sensor Error Sensorfehler

1 = Sensorfehler

0 = Normalbetrieb

6 0 Programming

Error

Programmierfehler

1 = Programmierfehler

0 = Normalbetrieb

7 0 Traveltime Error Stellzeitüberschreitung

1 = Stellzeitüberschreitung

0 = Normalbetrieb

6.6 Parameter

Informationen über die entsprechenden Klassen, Instanzen, Attribute, Wertebereich und

Werkseinstellung der Parameter siehe Parameter Tabelle in Kapitel 8 "Technische Daten".

Während des Programmiervorgangs können keine Parameterwerte gesetzt

werden.

Valve position: Zeigt die aktuelle Position der Ventilanschaltung in % vom programmierten

Hub.

ADValue real: Zeigt den aktuellen Wert des 10 Bit AD-Wandler an.

Operating Time: Betriebsstundenzähler. Es werden nur volle Stunden gezählt.

Threshold Close / Threshold Open: Schaltpunkt ZU / Schaltpunkt AUF.

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4221, 4222

Die Ventilanschaltung bietet die Möglichkeit, die Schaltpunkte für die AUF- und die ZU-

Rückmeldung prozentual zum programmierten Hub einzustellen.

Bsp.: Schaltpunkt AUF 25%, Schaltpunkt ZU 12%

Hub

Schalt-

punkt

AUF

Schalt-

punkt

ZU

Durch diese Toleranzen können betriebsbedingte Veränderungen z.B. Quellen der

Membrane beim Sterilisieren kompensiert werden und somit eine sichere Rückmeldung der

Endlagen gewährleistet werden.

Folgende Mindestwerte dürfen nicht unterschritten werden:

GEMÜ 4221 GEMÜ 4222

Poti 90° 30 mm 50 mm 75 mm

Min. Schaltpunkt 3° 1,21 mm 2,34 mm 3,52 mm

Werden diese Werte unterschritten, wird der Schaltpunkt automatisch auf den Mindestwert

gesetzt.

Hysteresis Close / Hysteresis Open:

Schalthysterese ZU / Schalthysterese AUF.

Die Ventilanschaltung bietet die Möglichkeit, die Schalthysterese für die AUF- und die ZU-

Rückmeldung einzustellen.

Folgende Auswahlmöglichkeiten sind gegeben:

Wert

Poti

GEMÜ 4221 GEMÜ 4222

90° 30 mm 50 mm 75 mm

1 0,5° 0,2 mm 0,4 mm 0,6 mm

2 1° 0,4 mm 0,8 mm 1,2 mm

3 1,5° 0,6 mm 1,2 mm 1,8 mm

4 2° 0,8 mm 1,6 mm 2,4 mm

5 2,5° 1,0 mm 2,0 mm 3,0 mm

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4221, 4222

Bsp.: Schalthysterese ZU 2 (4 mm), Schalthysterese AUF 2 (4 mm)

Schaltausgang AUF

Hub

Schaltpunkt

AUF

aktiv

Schalthy-

sterese AUF

Schalt-

punkt ZU

Schalthyste-

rese ZU

Schaltausgang ZU

aktiv

inaktiv

Überschreitet der eingegebene Wert für eine Schalthysterese den Schaltpunkt der anderen

Endlage (

oder <0) wird der Wert der Schalthysterese auf den maximal gültigen Wert

zurückgesetzt.

Close Time:

Ermittelte Stellzeit die der Antrieb benötigt, bis er von der Endlage AUF die Endlage ZU

erreicht.

Die Stellzeit wird bei jeder Ansteuerung neu ermittelt.

Bei nicht erreichen der Endlage ZU ist die Zeit ungültig und die letzte gültige Zeit wird

ausgegeben.

Open Time:

Ermittelte Stellzeit, die der Antrieb benötigt, bis er von der Endlage ZU die Endlage AUF

erreicht.

Die Stellzeit wird bei jeder Ansteuerung neu ermittelt.

Bei nicht erreichen der Endlage AUF ist die Zeit ungültig und die letzte gültige Zeit wird

ausgegeben.

Set Close Time:

Eingabe der Stellzeit für die Endlage ZU.

Überschreitet die ermittelte Zeit, die der Antrieb benötigt, bis er die Endlage ZU erreicht hat

(Close Time) den eingegebenen Wert, wird eine Fehlermeldung ausgegeben.

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GEM 4221 Installation, Operating And Maintenance Instructions

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