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Ex-i-Trennverstärker

Sichere Lösung für im Ex-Bereich installierte Anlagen
Ex-i-Trennverstärker

Interfaces für den Ex-Schutz, die der Zündschutzart „Eigensicherheit“ entsprechen, sind ein wichtiger Bestandteil, wenn es um die Automatisierung prozesstechnischer Anlagen mit explosionsgefährdeten Bereichen geht. Auch in diesem Umfeld steigen die Anforderungen in Bezug auf die Effizienz und Sicherheit. Die Ex-i-Trenner der Produktfamilie MACX Analog Ex werden diesen Herausforderungen gerecht und tragen zur Reduzierung von Platzbedarf und Installationsaufwand bei.

Autor Heinrich Käuper Produktmanager Analog Ex, Phoenix Contact Electronics

Bei der klassischen Punkt-zu-Punkt-Verdrahtung erfassen eigensichere Messumformer Prozessvariablen wie Druck, Temperatur, Durchfluss, Feuchte oder PH-Wert im Ex-Bereich und formen sie in ein elektrisches 4…20mA-Signal um. Wird dem analogen 4…20mA-Signal das digitale Hart-Protokoll elektrisch neutral aufmoduliert, lassen sich neben dem eigentlichen Messwert ebenfalls Grenz- oder Diagnosewerte sowie Informationen wie der Kalibrierzustand oder Status der intelligenten Feldgeräte rückwirkungsfrei in die Prozessleitsysteme einbinden sowie Fernkalibrierungen durchführen. Als zugehörige Betriebsmittel versorgen Ex-i-Speisetrennverstärker die Transmitter respektive Messumformer eigensicher mit der erforderlichen Energie und übertragen das elektrische Signal „Ex-i-getrennt“ an die im Nicht-Ex-Bereich verbaute Steuerung.
Platzersparnis im Schaltschrank
Der Ex-i-Speisetrennverstärker MACX MCR-EX-SL-RPSS-2I-2I ist für den gleichzeitigen sowie galvanisch getrennten Betrieb von zwei Hart-fähigen 4…20mA-Messumformern im Ex-Bereich konzipiert. Mit einer Baubreite von lediglich 12,5 mm benötigt das Modul pro Messkreis nur 6,2 mm Platz auf der Tragschiene und ist damit der derzeit kompakteste am Markt erhältliche Ex-i-Speisetrennverstärker. Auf diese Weise spart der Anwender wertvolle Fläche im Schaltraum ein. Aufgrund einer patentierten und weiter verbesserten Schaltungstechnik zeichnet sich der Ex-i-Speisetrennverstärker ebenso wie die 2008 eingeführten einkanaligen Speisetrennverstärker MACX Analog durch eine hohe Transmitter-Speisespannung von mindestens 16 V aus. Darüber hinaus überzeugen alle Module durch die bidirektionale Kommunikation des Hart-Protokolls, eine sehr gute Signalqualität mit einem Übertragungsfehler von typisch weniger als 0,05 % sowie optimierte Ex-i-Daten. Die kompakte Bauform wird jedoch vor allem durch die geringe Verlustleistung von typisch weniger als 1,2 W – also 0,6 W pro Kanal – ermöglicht.
Funktional sicher bis SIL 3
Wie sämtliche Geräte der Ex-i-Trennerserie MACX Analog Ex sind die neuen Module für den Einsatz in sicherheitsgerichteten Anwendungen gemäß IEC 61508 entwickelt und zugelassen. Die Speisetrennverstärker MACX MCR-Ex-SL-RPSS-2I-2I erreichen im einkanaligen Aufbau (1oo1) sogar SIL 3. Bei einem zweikanaligen Aufbau (1oo2) können die notwendigen Prüfzyklen verlängert werden.
Leitungsfehler-Transparenz
Sensoren wie Kontaktgeber oder Näherungsschalter für Stellungsrückmeldungen respektive Drehzahlimpulse in einer Ex-Anlage sind binär ausgeführt. Zur Weiterleitung der Informationen werden Ex-i-Trennschaltverstärker verwendet. Sie nutzen das Namur-Signal nach DIN EN 60947–5–6, bei dem zwei Strompegel (I < 1,2 mA und I > 2,1 mA) logisch 0 und logisch 1 entsprechen, und übermitteln die Information Ex-i- und galvanisch getrennt über Relais- oder Transistorausgänge an die Steuerung. Im Gegensatz zur analogen 4…20mA-Technik lassen sich die Leitungen beim Einsatz von klassischen Ex-i-Trennverstärkern für binäre Sensoren nur mit zusätzlichem Aufwand überwachen. Die Trennschaltverstärker der Produktfamilie MACX Analog Ex ermöglichen deshalb eine Sammelfehler-Auswertung über ein Einspeise- und Fehlermeldemodul.
Bei Verwendung von Trennschaltverstärker-Versionen mit zwei Ausgängen pro Messkreis (Kanal) kann das Fehlersignal zudem separat über den zweiten Ausgang übertragen werden. Das bedeutet für den Anwender allerdings einen erhöhten Aufwand, da sich die Verdrahtungsarbeiten und die Anzahl der digitalen Eingangskarten in der Steuerung verdoppeln. Mit dem Modul MACX MCR-EX-SL-NAM-NAM steht dem Anwender nun eine Lösung zur Verfügung, um Signal- und Fehlermeldungen über ein Zwei-Draht-Konzept – folglich ohne den größeren Aufwand – umzusetzen. Dazu bildet der Trennschaltverstärker das Namur-Signal ausgangsseitig nach, sodass er sowohl das Schaltsignal als auch die Leitungsfehler-Meldung (Leitungsfehler-Transparenz) aus dem Eingangskreis weiterleiten kann.
Umfangreiche Zulassungen
Darüber hinaus umfasst die Ex-i-Trennerserie MACX Analog EX-SL ein umfangreiches Portfolio an Ex-i-Speise-, -Eingangs- und -Ausgangstrennverstärkern, Signalverdopplern, Namur-Trennschaltverstärkern, Ventilsteuerbausteinen und Messumformern. Eine Baubreite von lediglich 12,5 mm für alle ein- und zweikanaligen Ausführungen eröffnet dem Anwender eine Platzersparnis von bis zu 45% im Vergleich zu den marktüblichen Gehäuseabmessungen. Sämtliche MACX-Geräte sind wahlweise mit codierten und steckbaren Schraub- oder Push-in-Klemmen zur direkten werkzeuglosen Verdrahtung von starren und flexiblen Leitern erhältlich. Zulassungen gemäß der gültigen Atex- und IECEx-Normen mit der Kennzeichnung Ex II(1)G [Ex ia Ga]IIC und Ex II (1) D [Ex ia Da]IIIC für Ex-i-Stromkreise bis Ex-Zone 0 (Gas) und Ex-Zone 20 (Staub) erlauben die universelle Nutzung für alle Ex-Zonen und Stoffgruppen. Darüber hinaus können die MACX-Geräte entsprechend der Zündschutzart n in der Ex-Zone 2 installiert werden, was sich beispielsweise für dezentrale Automatisierungskonzepte als vorteilhaft erweist.
Hart-Multiplexer-Anbindungen
Mit dem speziell für Applikationen mit einem hohen Signalaufkommen entwickelten Termination Carrier lassen sich die MACX-Analog-Trenner einfach und fehlerfrei über eine vorkonfektionierte Systemverkabelung an die Ein- und Ausgabekarten der Automatisierungssysteme unterschiedlicher Hersteller ankoppeln. In Kombination mit dem Hart-Multiplexer MACX MCR-S-MUX und der entsprechenden Ausführung des Termination Carriers für bidirektional Hart-fähige Eingangsspeise- und Ausgangstrennverstärker der MACX-Produktfamilie bietet Phoenix Contact außerdem Lösungen an, um die Prozessinformationen des Hart-Protokolls in separate Engineering- und Managementsysteme einzubinden.
prozesstechnik-online.de/cav0814446
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