Sicherheitsbarrieren Reihe 9001 / 9002 / 9004

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1 > Vollständiges Programm für alle Standardanwendungen > Flexibel und platzsparend - - und 2-kanalig auf nur 2 mm Breite > Zeitsparende Montage durch gleichzeitiges Aufschnappen auf Schiene und Anschluss an PA und Erde > Reduzierte Lagerhaltung durch einheitliche Vorsicherung werden eingesetzt um eigensichere Stromkreise () und nicht-eigensichere Stromkreise zu verbinden. Die Barrieren begrenzen mit Hilfe einer Kombination von Zener Diode, Widerständen und Sicherungen die elektrische Energie, die in den explosionsgefährdeten Bereich gelangt. zeichnen sich durch einen sehr breiten Anwendungsbereich aus. *) Einschränkungen siehe Tabelle Explosionsschutz 006E00 ATEX / IECEX NEC 505 NEC 506 NEC 500 Class I Class I Class II Class III Zone Zone Division , 9002: Schnittstelle x x x x x x 900, 9002: Schnittstelle 900, 9002: Schnittstelle x x x x x x 900: Schnittstelle x x x x 900: Schnittstelle 900: Schnittstelle x x x Installation in x x Installation in x x Installation in x x *) x *) 900: WebCode 900A 9002: WebCode 9002A 900: WebCode 900A /

2 Vorteile auf einem Blick: Ob - oder 2-kanalig bieten die eine kostengünstige und platzsparende Lösung auf 2 mm. Die Klarsichtdeckel bieten ausreichend Platz für Beschriftung. 002E00 Die mechanische und elektrisch leitende Befestigung erfolgt per Schnappmontage mit gleichzeitigem PA-Anschluss. Deshalb ist nur ein PA-Sammelanschluss pro Schiene notwendig. Die aufwändige Einzelverdrahtung entfällt, ist jedoch auch möglich. Wo andere Schienen verwendet werden, gewährleisten Adapter die hohe Flexibilität der. 00E00 Eine leicht auswechselbare Vorsicherung schützt die interne Sicherung und damit die Sicherheitsbarriere selbst. Für alle Typen ist ausschließlich ein einziger Sicherungsnennwert erforderlich. Diese Vorsicherung kann ohne Demontage der Barriere und ohne Abschalten des Stromkreises ausgewechselt werden. 0092E00 /2

3 Einführung Anwendung werden als preiswerte Trennstufen ohne galvanische Trennung zwischen eigensicheren und nicht eigensicheren Stromkreisen eingesetzt. Sie haben die Aufgabe, Stromkreise (d. h. Kabel und Betriebsmittel) zu schützen, die in explosionsgefährdeten Bereichen installiert sind. sind sogenannte zugehörige Betriebsmittel. Da sie auch nicht eigensichere Stromkreise enthalten, müssen entweder außerhalb des explosionsgefährdeten Bereiches oder bei entsprechender Zertifizierung in Zone 2 / Division 2 errichtet werden. Der Einsatz einer weiteren Zündschutzart (z.b. Druckfeste Kapselung) erlaubt die Installation der in Zone. Explosionsgefährdeter Bereich 900 / 9002 / 900 max. 250 V 099E0 Funktion haben die Aufgabe, die in einen eigensicheren Stromkreis eingespeiste Leistung so zu begrenzen, dass weder durch Funken, noch durch thermische Effekte (heiße Oberflächen) eine Zündung erfolgen kann. Hierzu enthält eine Sicherheitsbarriere wesentliche Elemente: Zenerdiode zur Spannungsbegrenzung Widerstand oder Halbleiterbauelement zur Strombegrenzung Sicherung zum Schutz der Zenerdiode Verguss /PA /PA 0992E0 R. STAHL der Reihen 900, 9002 und 900 enthalten außerdem eine Schutzschaltung, mit einer von außen zugänglichen auswechselbaren Vorsicherung, welche die nicht zugängliche intern vergossene Sicherung der Sicherheitsbarriere schützt. Die Schutzschaltung verhindert, dass beide Sicherungen gleichzeitig ansprechen. Um das komplette Spektrum der Anwendungen in der Automatisierungstechnik abzudecken, enthalten einige Funktionsblöcke wie z. B. elektronische Strombegrenzung, Verstärkung usw. Potentialausgleich / Erdung Potentialdifferenzen können die Eigensicherheit aufheben und damit den Explosionsschutz unwirksam werden lassen, da keine galvanische Trennung zwischen Eingang und Ausgang haben. Alle (nationalen) Standards für die Errichtung eigensicherer Stromkreise verlangen daher: das Vorhandensein eines Potentialausgleichs bzw. Erdungssystems sowie den Anschluss von an diesen Potentialausgleich von R. STAHL können alternativ entweder direkt über die elektrisch leitende Aufschnappmechanik oder mittels der -Klemme mit dem Potentialausgleich verbunden werden. /

4 Auswahlkriterien - Funktion und Sicherheit Die Auswahl von erfolgt grundsätzlich in zwei Schritten: Funktionelle Betrachtung Sicherheitstechnische Betrachtung. Funktionelle Betrachtung Sicherheitbarrieren werden zunächst nach den elektrischen Erfordernissen ausgewählt. Hierzu ist es notwendig, dass die elektrischen Daten der angeschlossenen Geräte bekannt sind. Auswahlkriterien sind unter anderem: die Polarität der an der Sicherheitsbarriere anliegenden Spannung U N (+, -, ~) bezogen auf /PA die Höhe der Spannung U N der zulässige Spannungsabfall über der Sicherheitsbarriere, hervorgerufen durch den Längswiderstand R L und / oder einen konstanten Spannungsabfall ãu die Art des zu übertragenden Signals; Spannungssignale können nur über mit rein ohmschem Längswiderstand übertragen werden; für Stromsignale gilt diese Einschränkung nicht. R L U + - ~ U N 2 099E00 Ferner ist zu prüfen, ob der Stromkreis geerdet werden darf oder aus elektrischen oder messtechnischen Gründen eine erdfreie ( floating ) Schaltung erforderlich ist. Eine erdfreie Schaltung kann im allgemeinen durch den Einsatz einer Zwei-Kanal-Sicherheitsbarriere oder durch Zusammenschalten von zwei Ein-Kanal- realisiert werden. PA / 2 2 PA / 0995E0 0996E0 Stromkreis geerdet Stromkreis erdfrei Für viele Standardanwendungen der Automatisierungstechnik sind spezielle verfügbar, die nach den vorher genannten Kriterien optimal an den entsprechenden Anwendungsfall angepasst sind. Umständliche Berechnungen entfallen. /

5 Auswahlkriterien - Funktion und Sicherheit 2. Sicherheitstechnische Betrachtung Die sicherheitstechnischen Maximalwerte einer einzelnen Sicherheitsbarriere (Ein-Kanal oder Zwei-Kanal) sind durch die Bescheinigung festgelegt: Maximale Spannung U o Maximaler Strom I o Maximale Leistung P o Zulässige äußere Kapazität C o Zulässige äußere Induktivität L o Es muss jedoch geprüft werden, ob die sicherheitstechnisch zulässigen Maximalwerte des eigensicheren Betriebsmittels (d.h. des Feldgeräts im explosionsgefährdeten Bereich) von der ausgewählten Sicherheitsbarriere eingehalten werden. 2 U o I o U i I i P o L o C o P i L i + L c C i + C c 0998E00 Zusammenschaltung von Werden mehrere zusammengeschaltet, so ist sicherheitstechnisch auf mögliche Strom- und Spannungsadditionen zu achten (Beispiele und 2). Die für eine Zusammenschaltung zulässigen Maximalwerte für U o und I o, sowie die sich hieraus ergebenden zulässigen Maximalwerte für C o und L o, lassen sich für die verschiedenen Explosionsgruppen den Zündgrenzkurven entnehmen (siehe EN ). Beispiel Zusammenschaltung von zwei für positives Potential. Sicherheitstechnisch ergibt sich eine Stromaddition, d.h. I o = I o + I o2 Als neue Spannung U o nimmt man den größeren der beiden Werte U o und U o2, also U o = max. (U o, U o2) I o= I o + Io 2 I o U o PA / + I o2 U o E0 Beispiel 2 Zusammenschaltung für zwei für positives und negatives Potential. Sicherheitstechnisch ergibt sich eine Spannungsaddition, d.h. U o = U o + U o2 Als neuen Strom nimmt man den größeren der beiden Ströme I o und I o2 also I o = max. (I o, I o2) I o U o + U =U +U o o o2 PA / I o2 U o2-0992e0 /5

6 Zusammenschaltung von Additionsmöglichkeiten I = Stromaddition U = Spannungsaddition Beispiel: Bei der Zusammenschaltung von zwei Barrieren für wechselndes Potential ergibt sich I + U, also ist sowohl eine Stromaddition, als auch eine Spannungsaddition zu berücksichtigen. Polarität - + ~ - I U I und U + U I I und U ~ I und U I und U I und U Die EN , Tabelle A. enthält die zulässigen Wertepaare / Kombinationen der sicherheitstechnischen Maximalwerte für: Spannung U o Strom I o äußere Kapazität C o Folgende Vorgehensweise ist anzuwenden:. Prüfung, ob die ermittelte Wertekombination U o und I o zulässig ist 2. Ermittlung der Kapazität C o aus der Spannung U o Beispiel : Die Werte 28 V / 00 ma sind zulässig, da bei 28 V in der Explosionsgruppe IIC der Strom I o bis zu 20 ma betragen darf Beispiel 2: Die Werte 2 V / 20 ma sind nur für IIB zulässig Beispiel: U o = 27 V. Für IIB ergibt sich C o = 705 nf Für die Zusammenschaltung der Barrieren mit elektronischer Strombegrenzung (Reihe 900) dürfen die Zündgrenzkurven nach EN für die Beurteilung der Eigensicherheit nicht angewendet werden. Ein geeignetes Verfahren ist in der EN beschrieben. /6

7 Montage und Erdung R. STAHL der Reihen 900, 9002 und 900 zeichnen sich durch eine besonders einfache Montagemöglichkeit aus. Sie werden ohne Montagezusatz auf eine 5 mm DIN-Schiene (NS 5/5) direkt aufgeschnappt. Gleichzeitig wird dadurch eine leitende Verbindung zwischen dem -Anschluss der Sicherheitsbarriere und der Schiene hergestellt. Die Erdung mehrerer erfolgt durch Verbinden der Schiene mit dem eigentlichen Potentialausgleich / Erdungssystem (Sammelerdung) Alternativ können die auch einzeln geerdet werden. Hierzu ist die -Klemme auf der eigensicheren Anschlussseite der Sicherheitsbarriere vorgesehen. 0990E00 PA PA Weitere Montagemöglichkeiten Weitere Montagemöglichkeiten ergeben sich, wenn die als Zubehör lieferbaren Klemmfüße eingesetzt werden. Die Klemmfüße sind mit einem Adapter an der Sicherheitsbarriere montiert. (Montagematerial finden Sie beim Zubehör) Nicht isolierter Aufbau DIN-Schiene NS5/5 DIN-Schiene NS2 Montageplatte oder Flachschiene 099E00 PA 099E E00 Isolierter Aufbau DIN-Schiene NS5/5 2 Montageplatte Adapter Art.Nr Kunststoff-Klemmfuß Art.Nr DIN-Schiene NS E E00 /7

8 Auswechselbare Vorsicherung Alle der Reihen 900, 9002 und 900 sind mit einer auswechselbaren Vorsicherung ausgestattet. Zwei-Kanal-Barrieren enthalten je eine Vorsicherung für jeden Kanal. Die Vorsicherung ist der internen, nicht zugänglichen Sicherung vorgeschaltet. Eine Schutzschaltung verhindert, dass beide Sicherungen gleichzeitig ansprechen. Damit ist gewähr- leistet, dass bei Falschpolung der Betriebsspannung oder bei unzulässig hoher Betriebsspannung die Sicherheitsbarriere vor Zerstörung geschützt ist. Für Wartung und Instandhaltung ergeben sich zwei wesentliche Vorteile: bei einer Überlastung braucht die Sicherheitsbarriere nicht ausgetauscht zu werden; die auswechselbare Vorsicherung der Barriere kann ohne Demontage der Barriere erneuert werden; 0999E00 Die Sicherheitsbarriere und ihre Vorsicherung sind so ausgelegt, dass für alle Barrieren der Reihen 900, 9002 und 900 nur eine Vorsicherung (I = 60 ma) eingesetzt wird. Die Lagerhaltung von Ersatzteilen ist dadurch auf das absolut Notwendige reduziert. Maßzeichnungen (alle Maße in mm / Zoll) - Änderungen vorbehalten 7 2 mm / 2. 8 " 0 mm /.06 " 2 mm / 0. 7 " Sicherheitsbarriere 900, 9002, E00 80 mm /.5 " 95 mm /.7 " 76 mm /.00 " Sicherheitsbarriere 900, 9002, 900 montiert auf Tragschiene NS 5/5 0990E00 66 mm 2.60 " 8 mm.50 " Sicherheitsbarriere 900, 9002, 900 montiert auf Tragschiene NS 2 mit Adapter und Klemmfuß aus Formstoff 0992E00 66 mm 2.60 " 8 mm.50 " Sicherheitsbarriere 900, 9002, 900 montiert auf Montageplatte mit Adapter 099E00 /8

9 Übersicht Anwendungen Symbol Anwendung INTRINSPAK Typ 2-, -Leiter Messumformer 9002/ / E00 2-Leiter Messumformer HART 9002/ / E00 -Leiter Messumformer, Stromquellen Feldstromkreis erdfrei 9002/ E00 i/p-umformer, Regelventil, Anzeiger Feldstromkreis geerdet geerdet 900/ / Kontakt, Optokopplerausgang Schalter (Last an +) Feldstromkreis geerdet Schalter (Last an Masse) Feldstromkreis geerdet 900/ / E00 Magnetventil, LED-Leuchtmelder Feldstromkreis geerdet Feldstromkreis erdfrei 900/ / E00 Thermoelemente, mv Signale Feldstromkreis erdfrei 9002/ E00 Widerstandsthermometer, Widerstandsferngeber Pt00, 2-Leiterschaltung Feldstromkreis erdfrei 9002/ Pt00, -Leiterschaltung Feldstromkreis erdfrei 9002/ / E00 Pt00, -Leiterschaltung Feldstromkreis erdfrei 9002/ / /9

10 Übersicht Anwendungen Symbol Anwendung INTRINSPAK Typ Wägezelle (DMS) 0728E00 50 Ω oder 700 Ω 6 Leiter ± 7,5 V (5 V) Feldstromkreis erdfrei 9002/ / / Ω 6 Leiter + 0 V Feldstromkreis erdfrei 9002/ / / Ω oder 700 Ω 6 Leiter + 6 V Feldstromkreis erdfrei 9002/ / / Feuer & Gas Detektor 900/ E00 Schwingungssensor 9002/ E00 Eigensichere Speisung eines Verbrauchers E00 Eigensichere Datenschnittstelle 9002/ E00 /0