Betriebsanleitung für das I.S. 1 System

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1 Betriebsanleitung für das I.S. 1 System Version: 1.5 Bestell-Nummer: I.S 1 B 9400 Ausgabedatum: Änderungen und Irrtümer vorbehalten

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3 1 Zu diesem Dokument Funktion Zielgruppen Informationstiefe Verwendete Symbole Verwendete Warnhinweise Zu Ihrer Sicherheit Autorisiertes Personal Montage Installation Inbetriebnahme Bestimmungsgemäße Verwendung des I.S. 1 Systems Elektromagnetische Verträglichkeit Sicherheitshinweise und Schutzmaßnahmen Explosionsschutz Übersicht des I.S. 1 Systems in verschiedenen Einsatzbereichen Tabellarische Übersicht über Maßnahmen zur Einhaltung des Explosionssschutzes Entsorgung Technischer Hintergrund Was bedeutet Feldbus-Technik? Grundlagen Wie funktioniert ein Feldbus-System? Wo werden Feldbus-Systeme eingesetzt? Was ist ein Remote I/O-System für Ex-Bereiche? Vorzüge von Remote I/O-Systemen Welche Protokolle können genutzt werden? Unterschiede der Protokolle R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH I.S. 1 B 9400 Version /00

4 BETRIEBSANLEITUNG I.S. 1 4 Das I.S. 1 System Gesamtsystem Schematischer Aufbau eines Automatisierungs-Systems Vorzüge Funktionalität des I.S. 1 Systems Funktionalität bezüglich der Feldbus-Schnittstellen und Protokolle Funktionalität bezüglich verschiedener Eingangs- und Ausgangssignale Tabellarische Übersicht über die erweiterte Systemfunktionalität Netzstruktur Interner Bus Feldbus - allgemeine Informationen Feldbus - eigensicher für Zone ServiceBus PC Software HART Protokoll Aufbau Mechanischer Aufbau des I.S. 1 Systems Funktionaler Aufbau des I.S. 1 Systems Redundanz Hot swap Aufbau einer Feldstation Ausbau einer Feldstation / Verteilung eines Strangs auf mehrere Schienen Übersicht über die Komponenten CPU & Power Module I/O Module BusRail und Abschlüsse Beschreibung der Komponenten CPU & Power Modul für Zone CPU & Power Modul für Zone Analog Input Modul Analog Input Modul HART/ Analog Input Modul HART/ Temperatur Input Modul R Temperatur Input Modul mv Analog Output Modul Analog Output Modul HART R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH I.S. 1 B 9400 Version /00

5 Digital Input Modul Digital Input Modul 24 V Digital Output Modul Digital Output Modul Relais BusRail Abschlüsse Anschlüsse und Schnittstellen des Systems CPU & Power Modul für Zone 1 Typ 9440/ Funktion der Anschlüsse des CPU & Power Moduls Typ 9440/12 für Zone CPU & Power Modul Typ 9440/15 für Zone Funktion der Anschlüsse des CPU & Power Moduls Typ 9440/15 für Zone I/O Modul Funktion der Anschlüsse des I/O Moduls BusRail und Abschlüsse Funktion der Anschlüsse, Leitungen und Abschlüsse der BusRail (Beispielaufbau) Anzeige- und Bedienelemente CPU & Power Modul Typ 9440/12 für Zone Funktion der Anzeige- und Bedienelemente des CPU & Power Moduls Typ 9440/12 für Zone CPU & Power Modul Typ 9440/15 für Zone Funktion der Anzeige- und Bedienelemente des CPU & Power Moduls Typ 9440/15 für Zone I/O Modul Funktion der Anzeige-Elemente des I/O Moduls Projektierung Sicherheitshinweise zu Systemkonfiguration und Explosionsschutz Zonenspezifische Bedingungen zur Systemkonfiguration Maximalwerte der Feldgeräte und der Feldstromkreise hinsichtlich der Eigensicherheit Maximaler Systemausbau in Zone Einsatz von Trennübertragern Gesamtprojektierung von I.S. 1 Systemen Komponenten und Software Kommunikationsprotokolle Zonenspezifische Komponenten / Begrenzungen Projektierung System Adressen Projektierung der Feldstation (Bestückung) R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH I.S. 1 B 9400 Version /00

6 BETRIEBSANLEITUNG I.S Projektierung der BusRail Tabellarische Übersicht über die BusRail-Typen Tabellarische Übersicht über die Abschlüsse Aufbauvariante der BusRail auf einer Schiene Aufbauvariante der BusRail auf zwei Schienen Möglichkeiten zum Verbinden von BusRail-Schienen Projektierung der BusRail - Steckplatzbelegung Projektierungs-Informationen zur Auswahl der Kabel Projektierungsbeispiele Formulare Montage Sicherheitshinweise zur Montage Arbeitsschritte zur Montage des Systems Montage der Komponenten DIN Schiene, BusRail und Abschlüsse CPU & Power Module und I/O Module Warnhinweis elektrostatische Entladung Montage der I.S. 1 Feldstation Soll-Zustand des Systems nach der Montage Anschluss der Kabel Sicherheitshinweise zum Anschluss der Kabel Zusammenschalten von I/O Modul und Feldgerät Übersicht der Anschlüsse des I.S. 1 Systems Vorbereitung des Anschließens Kabel zuordnen Soll-Zustand des Systems R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH I.S. 1 B 9400 Version /00

7 7.4 Anschluss-Belegung des CPU & Power Moduls für Zone 1; Typ 9440/ Anschluss-Skizze Hilfsenergie (X5) Feldbus (X1)/Feldbus redundant (X2) ServiceBus (X3) Anschluss-Belegung des CPU & Power Moduls für Zone 2; Typ 9440/ Anschluss-Skizze Hilfsenergie (X5) Feldbus (X1) / Feldbus redundant (X2) ServiceBus (X3) Anschluss-Belegung der I/O Module Anschluss-Skizze der I/O Module (Typ 9470, 9471 und 9480) Anschluss-Skizze der I/O Module (Typ 9460, 9461, 9465, 9466, 9475, 9477 und 9481) Analog Input Modul Typ Analog Input Modul HART Typ 9461/ Analog Input Modul HART Typ 9461/ Temperatur Input Modul R Typ Temperatur Input Modul mv Typ Analog Output Modul Typ Analog Output Modul HART Typ Digital Input Modul NAMUR Typ Digital Input Modul 24 V Typ Digital Output Modul Typ Digital Output Modul Relais Typ Anschließen der I/O Module Verbindung zu den Feldgeräten Anschluss-Belegung der Abschlüsse Abschluss (Anschluss-Skizze für Typ 9494/A2-..) R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH I.S. 1 B 9400 Version /00

8 BETRIEBSANLEITUNG I.S. 1 8 Parametrierung Parametrier-Optionen Parametrier-Optionen in Abhängigkeit der verwendeten Kommunikationsprotokolle Leistungsfähigkeit anschließbarer Feldbusse Menüstruktur und Bedienung der EingabeTasten Display und Bedientasten Funktion der Bedientasten Übersicht über die Menüpunkte Hauptfenster Menüs beim erstmaligen Einstellen der Feldbus-Adresse Einstellen der Feldbus-Adresse am CPU & Power Modul Parametrierung über den ServiceBus Vorzüge der PC Software "I.S. Wizard" Steuerbarkeit von Modulen und Signalen Konfiguration und Parametrierung der Feldstation über den Profibus Voraussetzungen Soll-Zustand des I.S. 1 Systems nach Abschluss der Konfiguration und Parametrierung Inbetriebnahme Hinweis zu nationalen Bestimmungen bei Inbetriebnahme Ablauf der Inbetriebnahme Schritte der Inbetriebnahme des I.S. 1 Systems Funktionskontrollen und Wartung Funktionskontrollen Automatische Funktionskontrollen Sichtprüfung des CPU & Power Moduls und der I/O Module Wartung während des Betriebs Übersicht über die Wartungstätigkeiten Außerbetriebnahme R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH I.S. 1 B 9400 Version /00

9 11 Störungen Sicherheitshinweise zum Trennen von Anschlüssen und zum Modulwechsel Montieren an Abschlüssen und Verbindungsleitungen Trennen der Anschlüsse Wechsel der Module Zonenspezifische Handlungen Mögliche Fehler und Störungen Fehlererkennung am CPU & Power Modul LED- und LCD-Anzeige am CPU & Power Modul (CPM) Fehlermeldungen auf dem Display des CPU & Power Moduls Fehlererkennung am I/O Modul Übersicht über die Handlungsschritte zur Fehlerbestimmung LED Anzeigen am I/O Modul und Fehlerbehebung Wechsel der Module während des Betriebs CPU & Power Modul in Zone 1 Typ 9440/ CPU & Power Modul in Zone 2 Typ 9440/ I/O Modul Hotline und Service Erweiterung des Systems Sicherheitshinweise zur Erweiterung des Systems Trennen der Abschlüsse Zonenspezifische Handlungen Handlungschritte zur System-Erweiterung R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH I.S. 1 B 9400 Version /00

10 BETRIEBSANLEITUNG I.S Technische Daten Sicherheitstechnische Daten Technische Daten des Systems Konstruktiver Aufbau System Elektrische Anschlüsse System Anzeige- und Bedienoberfläche System Hilfsenergie System Bescheinigungen / Explosionsschutz System Galvanische Trennung System Einbaubedingungen System Umgebungsbedingungen System Blockschaltbild einer Feldstation Technische Daten der Komponenten CPU & Power Modul für Zone 1 (CPM1) Typ 9440/ CPU & Power Modul für Zone 2 / Division 2 (CPM2) Typ 9440/ Analog Input Modul (AIM) Typ Analog Input Modul HART (AIM HART) Typ 9461/ Analog Input Modul HART (AIM HART) Typ 9461/ Temperatur Input Modul R (TIMR) Typ Temperatur Input Modul mv (TIMmV) Typ Analog Output Modul (AOM) Typ Analog Output Modul HART (AOM HART) Typ Digital Input Modul NAMUR (DIM NAMUR) Typ Digital Input Modul 24 V (DIM 24V) Typ Digital Output Modul (DOM) Typ Ex i Magnetventile und Leuchtmelder, anschließbar an das Digital Output Modul Digital Output Modul Relais (DOMR) Typ BusRail Typ Maßbilder Übersicht CPU & Power Modul Typ 9440/12 für Zone CPU & Power Modul Typ 9440/15 für Zone 2 (mit Sub-D-Stecker) I/O Modul BusRail BusRail mit Abschlüssen Abschluss mit Sub-D-Stecker Beispiel für eine montierte Feldstation im Gehäuse R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH I.S. 1 B 9400 Version /00

11 14 Anhang Optionale Komponenten und Zusatz-Dokumentationen Mechanische Komponenten Software Zusatz-Dokumentationen Zubehör Klemmen, Stecker und Dokumentation Feldbus-Trennübertrager Gehäuse Weiteres Zubehör Glossar Stichwortverzeichnis Bescheinigungen für CPU & Power Modul Typ 9440/12 (Zone 1) PTB-Bescheinigung Bescheinigungen für CPU & Power Modul Typ 9440/15 (Zone 2) SEV-Bescheinigung PTB-Bescheinigung EG-Konformitätserklärung SEV-Bescheinigung für Feldstation mit I.S. 1 Komponenten Bescheinigungen für Analog Input Modul Typ 9460 und Typ PTB-Bescheinigung EG-Konformitätserklärung Bescheinigungen für Digital Input Modul Typ PTB-Bescheinigung EG-Konformitätserklärung Bescheinigungen für Analog Output Modul Typ 9465 und Typ PTB-Bescheinigung EG-Konformitätserklärung Bescheinigungen für Digital Output Modul Typ PTB-Bescheinigung EG-Konformitätserklärung Bescheinigungen für Temperatur Input Modul R Typ PTB-Bescheinigung Bescheinigungen für Temperatur Input Modul mv Typ PTB-Bescheinigung R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH I.S. 1 B 9400 Version /00

12 BETRIEBSANLEITUNG I.S. 1 R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH I.S. 1 B 9400 Version /00

13 Einführung in die Betriebsanleitung 1 ZU DIESEM DOKUMENT 1.1 Funktion Dieses Dokument ist die Betriebsanleitung für das Remote I/O System I.S. 1 der Firma R. STAHL. Sie finden Informationen zu: Aufbau und Funktion des Systems Komponenten des Systems Montage Installation Anschließen der Kabel Inbetriebnahme Wartung im Betrieb Fehlermeldungen und Instandhaltung Systemerweiterungen Systemplanungen R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 1-1 I.S. 1 B 9400 Version /00

14 BETRIEBSANLEITUNG I.S Zielgruppen Die einzelnen Kapitel dieses Dokuments richten sich an Personen mit unterschiedlichen Aufgaben und Qualifikationen: Zielgruppen und Qualifikationen Alle Personen Kenntnis der gängigen Sicherheitsrichtlinien am Arbeitsplatz Alle Personen Grundkenntnisse der Signalverarbeitung in Remote I/O Bussystemen Planungspersonal Kenntnisse über die Struktur der Anlage sowie über den geeigneten Ort zur Montage Montagetechniker und Elektriker Inbetriebnahmepersonal Instandhaltungspersonal Kapitel Kapitel 1 Kapitel 2 Alle oben genannten Kapitel und Kapitel 3 Kapitel 4 Alle oben genannten Kapitel und Kapitel 5 Kapitel 12 Alle oben genannten Kapitel und Kapitel 6 Kapitel 7 Kapitel 13 Alle oben genannten Kapitel und Kapitel 8 Kapitel 9 Alle oben genannten Kapitel und Kapitel 8 Kapitel 9 Kapitel 10 Kapitel 11 Kapitel 12 Tab. 1-1 Zuordnung von Zielgruppen und Kapiteln R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 1-2 I.S. 1 B 9400 Version /00

15 Einführung in die Betriebsanleitung 1.3 Informationstiefe Das Dokument enthält alle Informationen zu den Komponenten des I.S. 1 Systems, ihrer Montage, Installation, Inbetriebnahme, Instandhaltung und Wartung. Das Dokument richtet sich an Personen, die mit der Installation von Steuerungssystemen in explosionsgefährdeten Bereichen vertraut sind. Weitere Informationen Weitere Informationen sind zu beziehen über: die R. STAHL-Niederlassung im jeweiligen Land (siehe Anhang Vertriebsadressen) Schulungen im Bereich Explosionsschutz bei R. STAHL die R. STAHL-Hotline Tel. +49 (0) 7940/ Adresse von R. STAHL R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH Bergstraße 2 D Künzelsau Telefon:+49 (0) 7940/17-0 Telefax:+49 (0) 7940/ info@stahl.de Internet: R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 1-3 I.S. 1 B 9400 Version /00

16 BETRIEBSANLEITUNG I.S Verwendete Symbole Einige Informationen in diesem Dokument sind besonders gekennzeichnet, um den schnellen Zugriff auf diese Informationen zu erleichtern. Dieses Symbol weist auf Hintergrundinformationen hin. In explosionsgefährdeten Bereichen einer Anlage darf nur mit explosionsgeschützten, speziellen Geräten gearbeitet werden. Dieses Symbol weist auf Informationen zum Explosionsschutz hin. 1.5 Verwendete Warnhinweise Warnhinweis An vielen Stellen im Bereich Explosionsschutz ist es nötig, vor Gefahren zu warnen. In diesem Dokument wird ein Warnhinweis verwendet: Warnung WARNUNG! Hier steht ein Warnhinweis! Ein Warnhinweis warnt vor Verletzungen und schweren Beschädigungen der Anlage. Warnhinweise immer sorgfältig lesen und gewissenhaft befolgen. R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 1-4 I.S. 1 B 9400 Version /00

17 Sicherheitshinweise 2 ZU IHRER SICHERHEIT 2.1 Autorisiertes Personal Damit das I.S. 1 System korrekt und sicher funktioniert, darf es nur von autorisiertem Personal montiert, installiert und betrieben werden. Für die unterschiedlichen Tätigkeiten sind unterschiedliche Qualifikationen erforderlich Montage Montage erfordert: Praktische technische Grundausbildung Kenntnis der Sicherheitsrichtlinien am Arbeitsplatz Installation Installation erfordert: Praktische elektrotechnische Grundausbildung Kenntnis der gängigen elektrotechnischen Sicherheitsrichtlinien Kenntnis der Installations-Methoden explosionsgeschützter elektrischer Anlagen Kenntnis der Sicherheitsrichtlinien am Arbeitsplatz Inbetriebnahme Inbetriebnahme erfordert: Kenntnis aller elektrischen und funktionellen Parameter und Eigenschaften des Systems I.S. 1 Kenntnis der Funktion und Inbetriebnahme von Bus-Systemen Kenntnis der angeschlossenen Sensoren und Aktoren Kenntnis der Sicherheitsrichtlinien am Arbeitsplatz, insbesondere über das Verhalten in explosionsgefährdeten Bereichen R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 2-1 I.S. 1 B 9400 Version /00

18 BETRIEBSANLEITUNG I.S Bestimmungsgemäße Verwendung des I.S. 1 Systems Das I.S. 1 System darf nur für den vorgesehenen Zweck und nur mit den angegebenen Systemkonfigurationen betrieben werden. Bei jeder anderen Verwendung sowie bei Änderungen am I.S. 1 System verfällt jeder Gewährleistungsanspruch gegenüber der Firma R. STAHL. Spezialanwendungen Vor Spezialanwendungen des I.S. 1 Systems die R. STAHL SCHALT- GERÄTE GMBH kontaktieren. Warnung EXPLOSIONSGEFAHR! Wird das I.S. 1 System geändert, ist der Explosionsschutz bzw. die Eigensicherheit gefährdet. Unter Umständen entstehen zündfähige Funken oder unzulässige Oberflächentemperaturen. I.S. 1 System nie konstruktiv oder sicherheitstechnisch ändern Elektromagnetische Verträglichkeit Das I. S. 1 System ist auf elektromagnetische Verträglichkeit nach EN und IEC und -11 sowie EN 55022, Klasse A geprüft. R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 2-2 I.S. 1 B 9400 Version /2004

19 Sicherheitshinweise 2.3 Sicherheitshinweise und Schutzmaßnahmen Einsatzbereich Wenn das I.S. 1 System in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt wird: Sicherheitshinweise zum Explosionsschutz in Kapitel 2.4 gründlich lesen und gewissenhaft befolgen. Warnhinweise bei den handlungsanleitenden Teilen in dieser Betriebsanleitung beachten. Lagerung Der Temperaturbereich bei Lagerung des I.S. 1 Systems liegt zwischen 40 C und +70 C. Die maximal zulässige Luftfeuchte ohne Kondensierung beträgt 95 %. Das I.S. 1 System bis zur Montage in der Originalverpackung lagern und vor Feuchtigkeit und Beschädigungen schützen. Warnung BESCHÄDIGUNG DES I.S. 1 SYSTEMS! Wird das I.S. 1 System unsachgemäß gelagert, kann dies zu seiner Beschädigung führen. Das I.S. 1 System nur unter den angegebenen Bedingungen lagern. R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 2-3 I.S. 1 B 9400 Version /00

20 BETRIEBSANLEITUNG I.S Explosionsschutz Übersicht des I.S. 1 Systems in verschiedenen Einsatzbereichen Installation der I.S. 1 Feldstationen in sicherer Bereich Zone 2 Zone 1 I.S. 1 Komponenten BusRail und Abschlüsse CPU & Power Modul für Zone 2, Typ 9440/15 Input und Output Module Typen 94xx/12, 94xx/10 BusRail und Abschlüsse CPU & Power Modul für Zone 2, Typ 9440/15 Input und Output Module, Typen 94xx/12 BusRail und Abschlüsse CPU & Power Modul für Zone 1, Typ 9440/12 Input und Output Module Typen 94xx/12 Einbau der Komponenten in Schrank oder Gestell Gehäuse, geeignet für Zone 2 Gehäuse EEx e R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 2-4 I.S. 1 B 9400 Version /00

21 Sicherheitshinweise Tabellarische Übersicht über Maßnahmen zur Einhaltung des Explosionssschutzes Maßnahme National gültige Bestimmungen zum Explosionsschutz beachten. Das I.S. 1 System darf nur in bestimmten Systemkonfigurationen in Zone 1 betrieben werden. Dazu zählen: CPU & Power Modul für Zone 1 EEx e Gehäuse Beschränkte Anzahl von anschließbaren I/O Modulen Feldbus-Trennübertrager für Ex i Feldbus Die Module des I.S. 1 Systems dürfen nur an die vorgesehenen Feldgeräte angeschlossen werden. Die sich durch den Anschluss ergebenden Ex i Werte müssen geprüft sein. Gefahren in Ex-Bereichen ergeben sich durch: Verwendung von falschen Modulen Nicht-Übereinstimmung der Ex i Werte von Feldgeräten und I/O Modulen durch falsches Anschließen Eigensichere Stromkreise nur mit den angegebenen Maximalwerten für Strom und Spannung betreiben. Zusammenschaltungen mehrerer Stromkreise können die Eigensicherheit gefährden. Sicherheitsmaßnahmen zur Montage / Demontage Sicherheitsmaßnahmen zum Anschließen Weitere Informationen In der EU: Richtlinie 94/9/EG (ATEX 100a), Richtlinie 95 / C 332 / 06 (118a), EN Sicherheitshinweise siehe Kapitel 5.1 Technische Daten System und technische Daten der Komponenten siehe Kapitel und Kapitel 13.3 Sicherheitshinweise siehe Kapitel 5.1 und Kapitel 7.1 Sicherheitshinweise siehe Kapitel 6.1 und zur Montage der Komponenten Kapitel Sicherheitshinweise siehe Kapitel 5.1 und Kapitel 7.1 Sicherheitsmaßnahmen zur Fehlerbehebung Sicherheitshinweise siehe Kapitel 11.1 Sicherheitsmaßnahmen zur Erweiterung des I.S. 1 Systems Sicherheitshinweise siehe Kapitel 12.1 Tab. 2-1 Maßnahmen zur Einhaltung des Explosionsschutzes R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 2-5 I.S. 1 B 9400 Version /00

22 BETRIEBSANLEITUNG I.S Entsorgung Die Komponenten des I.S. 1 Systems enthalten folgende umweltgefährdende Stoffe: Bestandteil Gehäuse Elektronik-Leiterkarten Klemmen Umweltgefährdende Stoffe Polyamid, Polykarbonat diverse Polyamid Tab. 2-2 Umweltgefährdende Stoffe in den Komponenten des I.S. 1 Systems Umweltrichtlinien Die Module nach den landesspezifischen Umweltrichtlinien entsorgen. R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 2-6 I.S. 1 B 9400 Version /00

23 Techniken und Voraussetzungen 3 TECHNISCHER HINTERGRUND 3.1 Was bedeutet Feldbus-Technik? Die Feldbus-Technik wird zur Datenübertragung zwischen Sensoren / Aktoren und Automatisierungsgeräten, z.b. Speicher-Programmierbaren- Steuerungen oder Prozeßleitsystemen eingesetzt. Als Ersatz für konventionelle Vorort-Klemmenkästen werden in zunehmendem Umfang auch Remote I/O Systeme eingesetzt. Ein Feldbus-System hat folgende Funktionalität: Datentransport von den angeschlossenen Feldgeräten zur Leitstandsebene und umgekehrt Fehleranalyse zwischen den Schnittstellen Netzüberwachung Übertragung der Daten über den aktuellen Netzwerkzustand an die Leitstandsebene Grundlagen Der Name Feldbus steht für verschiedene physikalische Übertragungsarten, z.b. RS 485, Lichtwellenleiter usw., sowie für verschiedene digitale Protokolle, z.b. Profibus, Modbus, ControNet u.a. Mit einem dieser Protokolle werden die Daten zwischen den Sensoren / Aktoren und den Automatisierungsgeräten ausgetauscht. Ein Feldbus ist: rein digital für Entfernungen von einigen 100 m bis zu einigen km einsetzbar zwischen 31,25 kbit/s und 10 Mbit/s schnell für mehrere "Teilnehmer", z.b. Feldgeräte oder Feldstationen, geeignet (im Unterschied zu einer reinen Punkt-zu-Punkt-Verbindung) geeignet zur Übertragung von einigen 10 bis zu mehreren 100 Signalen auch in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbar, z.b. mit der Schutzart "Eigensicherheit" R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 3-1 I.S. 1 B 9400 Version /00

24 BETRIEBSANLEITUNG I.S Wie funktioniert ein Feldbus-System? Die Grafik veranschaulicht die Struktur der Informationsverarbeitung in einem Feldbus-System: Abb. 3-1 Struktur eines Feldbus-Systems ATG Automatisierungsgeräte (PLS, SPS, PC) FS Feldstation FG Feldgeräte (Sensoren und Aktoren) Leitstandsebene Auf der Leitstandsebene steuern und regeln Speicher-Programmierbare- Steuerungen, Prozessleitsysteme oder PCs den zu automatisierenden Prozess. Dazu erfassen sie die Eingangssignale der Sensoren (inputs), verarbeiten diese Signale und erzeugen Ausgangssignale an die Aktoren (outputs). Außerdem werden Diagnose-Informationen aus der Prozessbereichsebene erfasst und ausgewertet. Kopplungsebene Auf der Kopplungsebene wird im allgemeinen Fall eine Signalanpassung durchgeführt. Im einfachsten Fall werden busfähige Feldgeräte z.b. mit einem Klemmenkasten direkt mit dem Feldbus verbunden. Nicht busfähige konventionelle Feldgeräte werden mit Hilfe einer Feldstation an den Feldbus angepasst. Die Installation der Feldstation erfolgt meist im Prozessbereich, sie kann aber auch im Schaltraum aufgestellt werden. Prozessbereichsebene Auf der Prozessbereichsebene sind die Feldgeräte, Sensoren und Aktoren. Sie erfassen Informationen aus dem Prozess oder beeinflussen ihn. Feldgeräte senden oder empfangen Signale über die Feldstationen von der Leitstandsebene. R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 3-2 I.S. 1 B 9400 Version /00

25 Techniken und Voraussetzungen 3.3 Wo werden Feldbus-Systeme eingesetzt? Feldbusse werden in allen Bereichen der Fabrikautomatisierung und in den verfahrenstechnischen Industrien eingesetzt. Relativ neu ist die Anwendung von Feldbussen in den Industrien, die explosionsgefährdete Bereiche haben. Einsatzbereiche sind: Chemische Industrie Petrochemische Industrie Offshore-Technik Pharmazeutische Industrie R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 3-3 I.S. 1 B 9400 Version /00

26 BETRIEBSANLEITUNG I.S Was ist ein Remote I/O-System für Ex-Bereiche? Für Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen wurde die "Kopplungsebene" bisher räumlich nahe der Leitstandsebene, im Schaltraum, installiert. Die Kopplungsebene besteht in diesem Fall aus den Ex i Trennstufen und Rangierverteilern. Wenn die Ein- und Ausgabe-Baugruppen der Automatisierungsgeräte mit den Ex i Trennstufen kombiniert und prozessnah aufgestellt werden können, spricht man von einem Remote I/O System Vorzüge von Remote I/O-Systemen Einfach Durch den Wegfall von Ex i Trennstufen und Rangierverteilern und durch den Ersatz der Einzelverdrahtung zwischen Feldgeräten und Automatisierungsgeräten durch den Feldbus ergibt sich eine deutliche Vereinfachung bei der Planung, Installation, Inbetriebnahme und Instandhaltung. Remote I/O Systeme für Ex-Bereich sind heute so einfach einsetzbar wie normale industrielle I/O Systeme. Flexibel Ein Systemkonzept für die Installation in Ex-Bereichen (Zone 2, Zone 1, Class 1 Division 2 und Class 1 Division 1) und in nicht Ex-Bereichen. Zusätzliche Module können im laufenden Betrieb aufgesteckt werden. Es besteht die Möglichkeit, auch nicht Ex-Signale anzuschließen. HART Feldgeräte können in das I.S. 1 System voll integriert werden. Preiswert Module wahlweise mit 4, 8 oder 16 Kanälen. Es sind keine Träger erforderlich. Die Montage erfolgt direkt auf einer 35 mm DIN-Schiene, in die die BusRail eingelegt wird. Stromversorgung der I/O Module einer Feldstation aus einem CPU & Power Modul. Sicher Skalierbare Redundanz der Kabel, der Feldbus-Anschaltung, der Stromversorgung und des internen Systembusses. Optimierte Datenübertragung auf dem internen Systembus für extrem schnelle Reaktionszeiten. Funktionen über Parameter einstellbar. R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 3-4 I.S. 1 B 9400 Version /00

27 Techniken und Voraussetzungen 3.5 Welche Protokolle können genutzt werden? Bei Remote I/O Systemen werden verschiedene Kommunikationsprotokolle verwendet. Diese sind zum Beispiel: Feldbus DP speziell entwickelte Busse (Beispiel: interner Bus von R. STAHL) ServiceBus HART Protokoll Jede Gruppe von Kommunikationsprotokollen kann Untergruppen enthalten. Beispielsweise unterstützt der Feldbus DP die Kommunikationsprotokolle Profibus und Modbus Unterschiede der Protokolle Die Protokolle unterscheiden sich in: Art der Anwendung Geschwindigkeit Überlagerungsmöglichkeit von digitalen oder analogen Signalen in höheren Ebenen der Kommunikationsschicht Eigensicherheit Normenkonformität R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 3-5 I.S. 1 B 9400 Version /00

28 BETRIEBSANLEITUNG I.S. 1 R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 3-6 I.S. 1 B 9400 Version /00

29 Beschreibung von System und Modulen 4 DAS I.S. 1 SYSTEM 4.1 Gesamtsystem Remote I/O System I.S. 1 Modulares Remote I/O System für 35 mm DIN-Schienen-Montage Installation in Zone 1 oder Zone 2 / Division 2 oder im sicheren Bereich Ein- und Ausgänge eigensicher EEx ia IIC Feldbus-Kommunikation: Modbus, Profibus DP u. a. Hot swap für alle Module Redundanter interner Systembus standardmäßig Redundanz für Feldbus und CPU & Power Modul Option ServiceBus zur Parametrierung, Fehlerdiagnose und für HART Kommunikation HART Input und Output Module für Messumformer und Stellungsregler Einfachste Projektierung durch PowerBus und BusRail Feldgehäuse in vielen Ausführungen, frei projektierbar Musteraufbau Abb. 4-1 zeigt ein fertig montiertes I.S. 1 System. Abb. 4-1 R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH Musteraufbau einer montierten Feldstation im Gehäuse 4-1 I.S. 1 B 9400 Version /00

30 BETRIEBSANLEITUNG I.S Schematischer Aufbau eines Automatisierungs- Systems Das I.S. 1 System ist ein Remote I/O System für die Eingabe und Ausgabe von Prozess-Signalen. Es wird in der Form von dezentralen Feldstationen in ein Automatisierungs-System integriert. Abb. 4-2 zeigt eine Übersicht über den schematischen Aufbau eines Automatisierungs-Systems (Parametrier- und Steuer-Ebene, Remote-I/O- Ebene, Feldgeräte-Ebene). Abb. 4-2 Schematischer Aufbau eines Automatisierungs-Systems 1 PC, optional (zum Einstellen von Parametern) 2 Automatisierungsgerät 3 Feldbus 4 Redundanter Feldbus 5 Remote I/O Feldstation (I.S. 1 System) 6 Feldgeräte 7 ServiceBus (optional) R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-2 I.S. 1 B 9400 Version /00

31 Beschreibung von System und Modulen Vorzüge Einfaches Stromversorgungskonzept I.S. 1 ist außergewöhnlich einfach anzuwenden: ein CPU & Power Modul und, je nach Anforderungen, mehrere Input/Output Module werden auf die BusRail (35 mm DIN Schiene) geschnappt. Das einzigartige, speziell für explosionsgefährdete Bereiche entwickelte Stromversorgungskonzept PowerBus macht die Planung des Systems so einfach wie bei normalen industriellen I/O Systemen. Installation in Zone 1, Zone 2 oder im sicheren Bereich I.S. 1 ist besonders flexibel: einsetzbar für kleine und große Signalmengen mit der Möglichkeit, Feldstationen in der Zone 1 oder Zone 2 / Division 2 zu installieren. Die Aufstellung in Schalträumen ist ebenso möglich. Ein eigensicherer Feldbus in Kupferleiter- oder Lichtwellenleiter-Technik verbindet Feldstationen in Zone 1 mit den Automatisierungsgeräten. Bis 16 Eingänge je Modul I.S. 1 ist enorm wirtschaftlich: Module mit 8 oder 16 Eingängen senken den Preis je Signal. Der optionale ServiceBus in Verbindung mit der Software "I.S. Wizard" verkürzt die Zeit für Inbetriebnahme und Fehlersuche. HART geeignet Neben konventionellen Sensoren und Aktoren können an das I.S. 1 System auch HART Messumformer und Regelventile angeschlossen werden. Dafür stehen spezielle I/O Module zur Verfügung. Die Kommunikation mit den HART Feldgeräten erfolgt entweder über den ServiceBus oder über den Feldbus, sofern dieser die notwendige Funktionalität unterstützt. R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-3 I.S. 1 B 9400 Version /00

32 BETRIEBSANLEITUNG I.S Funktionalität des I.S. 1 Systems Funktionalität bezüglich der Feldbus-Schnittstellen und Protokolle Protokoll Profibus DP Modbus RTU ServiceBus (R. STAHL spezifisch) Funktion Zyklischer Datenaustausch für die Eingänge und Ausgänge zwischen dem Automatisierungsgerät und der I.S. 1 Feldstation Download von Parametern in die I.S. 1 Feldstation beim Hochstarten des Feldbus Zyklischer Upload von Diagnoseinformationen der I.S. 1 Feldstation Zyklische Datenübertragung für die Eingänge und Ausgänge zwischen dem Automatisierungsgerät und der I.S. 1 Feldstation Übertragung von Diagnose-Information der I.S. 1 Feldstation Download der Firmware Download von Parametern Lesen der Eingänge Setzen der Ausgänge Lesen der Diagnoseinformation Übertragung der HART Kommandos zwischen HART Feldgeräten und PC Software Tab. 4-1 Funktionalität des I.S. 1 Systems bezüglich der Feldbus- Schnittstellen und der Protokolle R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-4 I.S. 1 B 9400 Version /00

33 Beschreibung von System und Modulen Funktionalität bezüglich verschiedener Eingangs- und Ausgangssignale Signaltyp Anwendung Art des Signals Analoges Eingangssignal Temperatur- Eingangssignal Digitales Eingangssignal Analoges Ausgangssignal Digitales Ausgangssignal 2-, 3- und 4-Leiter Messumformer 2- und 4-Leiter Messumformer HART Pt 100, Ni 100, usw. Widerstandsgeber Thermoelemente J,K, Kontakte, NAMUR Initiatoren I/P-Wandler, Stellungsregler, Anzeiger HART Stellungsregler Magnetventile, Leuchtmelder, Ex i Stromversorgung ma, 4-20 ma ma + FSK HART mv-bereich V- Bereich mv-bereich < 1,2 ma > 2,1 ma ma, 4-20 ma ma + FSK HART z. B. 12 V/40 ma Tab. 4-2 Funktionalität des I.S. 1 Systems bezüglich verschiedener Eingangs- und Ausgangssignale R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-5 I.S. 1 B 9400 Version /00

34 BETRIEBSANLEITUNG I.S Tabellarische Übersicht über die erweiterte Systemfunktionalität Funktion Überwachung der Eingänge und Ausgänge auf Drahtbruch und Kurzschluss Nachladen der Parameter beim Austausch eines I/O Moduls Nachladen der Parameter beim Austausch des CPU & Power Moduls Automatische Fehlererkennung der Module Simulation angeschlossener Feldgeräte Simulation angeschlossener Automatisierungsgeräte Netzwerkfähigkeit Kontrollmöglichkeiten durch LED rot ERR am I/O Modul Feldbus ServiceBus CPU & Power Modul Profibus DP LED rot ERR am Modul Feldbus ServiceBus Software "I.S. Wizard" Software "I.S. Wizard" Software "I.S. Wizard" Tab. 4-3 Übersicht der erweiterten Funktionalität des I.S. 1 Systems R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-6 I.S. 1 B 9400 Version /00

35 Beschreibung von System und Modulen 4.3 Netzstruktur Interner Bus Über den internen Bus werden Daten zwischen dem CPU & Power Modul und den I/O Modulen ausgetauscht. Er ist Bestandteil der BusRail. Die I/O Module werden am internen Bus über den Steckplatz auf der Bus- Rail adressiert, so dass eine Adresseinstellung nicht notwendig ist. Der interne Bus in der BusRail ist in allen Modulen redundant ausgeführt, so dass auch bei einem Fehler die Kommunikation zwischen den Modulen sichergestellt ist. Redundanz beim internen Bus Abb. 4-3 zeigt, wie die Redundanz des internen Busses über die BusRail realisiert wird. Abb. 4-3 Realisierung der Redundanz des internen Busses über die BusRail Für den internen Bus stehen zwei von einander unabhängige Leitungen zur Verfügung. Da die I/O Module nicht in Reihe geschaltet sind, ist auch bei einem fehlerhaften I/O Modul die Datenübertragung gesichert. R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-7 I.S. 1 B 9400 Version /00

36 BETRIEBSANLEITUNG I.S Feldbus - allgemeine Informationen Der Feldbus stellt die Verbindung her zwischen CPU & Power Modul und dem Automatisierungs-System (SPS, PLS, PC). Über den Feldbus werden die Ein- und Ausgangsdaten zwischen den Feldstationen und den Automatisierungsgeräten ausgetauscht. Anschließbare Feldbusse: Profibus DP, bis 1,5 MBit / s Modus RTU, bis 38,4 kbit / s andere Feldbusse in Vorbereitung Netzstruktur bei Profibus DP Abb. 4-4 zeigt eine Möglichkeit zum Aufbau des Informationsnetzes bei Verwendung des Profibus-Protokolls. Abb. 4-4 Schematischer Aufbau eines Automatisierungssystems in verschiedenen Zonen R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-8 I.S. 1 B 9400 Version /00

37 Beschreibung von System und Modulen Funktionalität des Feldbusses Je nach Funktionalität des Feldbusses werden folgende Funktionen unterstützt: I.S. 1 Feldstation konfigurieren oder Konfiguration rücklesen Module mit Parametern laden Ein- und Ausgabedaten lesen und schreiben Alarme und Diagnosedaten einer Feldstation lesen Feldbus - eigensicher für Zone 1 In Zone 1 muss für den Feldbus ein Trennübertrager verwendet werden. Von R. STAHL werden Trennübertrager für den eigensicheren Betrieb von Kupferkabeln und Lichtwellenleitern angeboten. Trennübertrager Für Feldstationen in Zone 1 wird der Feldbus eigensicher betrieben. Ein Feldbus-Trennübertrager stellt dabei die Eigensicherheit eines Feldbus- Segments sicher. Mehrere Feldbus-Trennübertrager lassen sich als Repeater an den nicht eigensicheren Feldbus anschließen. Folgende Ausführungen können wahlweise eingesetzt werden: Für Kupferkabel: Feldbus-Trennübertrager RS 485 (bis 200 m bei 1,5 MBit / s) Für Lichtwellenleiter: Feldbus-Trennübertrager (bis 2000 m bei 1,5 MBit / s) Anzahl der Feldstationen An ein eigensicheres RS 485 Segment können maximal 10 Feldstationen angeschlossen werden (Zone 1). An den nicht eigensicheren RS 485 Feldbus können maximal 32 Geräte (SPS, Trennübertrager, Feldstationen) angeschlossen werden (Zone 2). Die Anzahl adressierbarer Feldstationen ist vom Feldbusprotokoll abhängig (z. B. bis 126 bei Profibus DP). R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-9 I.S. 1 B 9400 Version /00

38 BETRIEBSANLEITUNG I.S ServiceBus Das CPU & Power Modul verfügt neben dem Feldbus-Anschluss zusätzlich über eine Schnittstelle für den ServiceBus. Der ServiceBus ist an einen PC angeschlossen. Netzstruktur des ServiceBus Bis zu 18 Feldstationen können über den ServiceBus miteinander vernetzt werden. Das Netz ist so aufgebaut, dass auch bei Ausfall einer Feldstation die Datenübertragung von und zu den übrigen Feldstationen gesichert ist. Bei Einsatz in Zone 1 werden die Daten über ein gemeinsames Kabel in den sicheren Bereich übertragen. Der sich im sicheren Bereich befindende Feldbus-Trennübertrager 9373 dient als Schnittstelle zwischen RS 485 Ex i und RS 232 Signalen. Zusätzlich kann der ServiceBus dazu benutzt werden, HART Kommandos von und zu HART Feldgeräten zu übertragen. Damit besteht die Möglichkeit, an zentraler Stelle HART Feldgeräte zu parametrieren, Diagnosedaten abzufragen und die entsprechende Datenbasis zu verwalten (siehe Abschnitt "HART"). Netzstruktur für ServiceBus Abb. 4-5 zeigt eine Möglichkeit zum Aufbau des Informationsnetzes bei Verwendung des ServiceBus. Abb. 4-5 Aufbau des Informationsnetzes bei Verwendung des ServiceBus R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-10 I.S. 1 B 9400 Version /00

39 Beschreibung von System und Modulen PC Software Das Softwarepaket "I.S. Wizard" bietet dem Anwender umfangreiche Möglichkeiten, I.S. 1 Systeme und Feldstationen schnell und einfach in Betrieb zu nehmen und instandzuhalten. Funktionen mit ServiceBus Über den ServiceBus lassen sich: Feldstationen konfigurieren Konfiguration rücklesen CPU & Power Modul und I/O Module parametrieren Eingänge lesen, Ausgänge beschreiben Diagnosedaten lesen und interpretieren für drei Ebenen: Feldstation, Modul, Signal Informationen lesen (z. B. Modultyp, Modulrevision) Eingänge und Ausgänge simulieren Screenshot der Software "I.S. Wizard" Abb. 4-6 zeigt einen Screenshot der Software "I.S. Wizard". Durch Anklicken des Modul-Icons kann jedes einzelne Modul angesteuert werden. Abb. 4-6 Darstellung jedes einzelnen Moduls über die Software "I.S. Wizard" R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-11 I.S. 1 B 9400 Version /00

40 BETRIEBSANLEITUNG I.S. 1 Weitere Funktionen der Software "I.S. Wizard " Ein vollständiger Test einer Feldstation kann ohne Feldbus durchgeführt werden. "I.S. Wizard" kann am ServiceBus auch gleichzeitig mit dem Feldbus betrieben werden (lesender Zugriff). "I.S. Wizard" gestattet das Betreiben von I.S. 1 Feldstationen gemeinsam mit Vorortstationen VOS 200 an einem ServiceBus, so dass auch vorhandene Systeme VOS 200 mit I.S. 1 Stationen erweitert werden können. Offene Schnittstellen mit OPC (OLE for process control) und ActiveX ermöglichen die Integration von "I.S. Wizard" in Leitsysteme bzw. MS Office Anwendungen HART Protokoll Für den Anschluss von HART Messumformern und Stellungsreglern stehen geeignete HART Module zur Verfügung. Der Prozesswert wird analog mit dem 4-20 ma-signal verarbeitet. Für den Austausch von HART Kommandos zwischen einer Engineering Station und den HART Feldgeräten verhält sich die I.S. 1 Feldstation transparent. Die Übertragung der Kommandos erfolgt entweder: über den ServiceBus oder über den Feldbus (in Vorbereitung, z. B. mit Profibus DP V1) Am ServiceBus können Softwarepakete betrieben werden, mit denen die gesamte Datenbasis aller HART Feldgeräte an zentraler Stelle verwaltet werden kann. Am ServiceBus kompatible Software z. B.: Cornerstone von ASTEC AMS von Fisher Rosemount PDM von Siemens (in Vorbereitung) R. STAHL liefert komplette HART Management Systeme. R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-12 I.S. 1 B 9400 Version /00

41 Beschreibung von System und Modulen Netzstruktur bei HART Abb. 4-7 zeigt eine Möglichkeit zum Aufbau des Informationsnetzes bei Verwendung des HART Protokolls. Abb. 4-7 Aufbau des Informationsnetzes bei Verwendung des HART Protokolls R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-13 I.S. 1 B 9400 Version /00

42 BETRIEBSANLEITUNG I.S Aufbau Mechanischer Aufbau des I.S. 1 Systems Mit dem System I.S. 1 steht ein modernes, kostengünstiges und flexibles Remote I/O-System zur Verfügung, das mit seinen eigensicheren Ein- und Ausgängen zur direkten Installation in Ex-Bereichen geeignet ist. Das einheitliche Systemkonzept ermöglicht die Installation in Zone 1, in Zone 2 / Division 2 und im sicheren Bereich. Eingänge und Ausgänge sind optimiert für die in der Verfahrenstechnik eingesetzten Sensoren und Aktoren. Die Integration unterschiedlicher Feldbusse erlaubt die digitale Kommunikation mit vielen Automatisierungssystemen (SPS, PLS, PC). I.S. 1 besteht aus 3 Komponenten: BusRail für den internen Bus und die Stromversorgung der I/O Module (PowerBus) CPU & Power Module für die Feldbus-Kommunikation und Stromversorgung I/O Module für die Ein- und Ausgabe von Prozess-Signalen Ein umfangreiches Spektrum unterschiedlichster Feldgehäuse ermöglicht die Anpassung an die "mechanischen" Gegebenheiten einer Anwendung. Mechanischer Aufbau Abb. 4-8 zeigt, wie die einzelnen Komponenten zusammengesteckt werden können. Abb. 4-8 Mechanischer Aufbau des I.S. 1 Systems R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-14 I.S. 1 B 9400 Version /00

43 Beschreibung von System und Modulen Funktionaler Aufbau des I.S. 1 Systems Das System ist aus einem CPU & Power Modul zur Steuerung und einzelnen I/O Modulen aufgebaut. Die Stromversorgung und der interne Datentransport (Pfeile "Data") findet über die BusRail statt Redundanz Die hohe Systemverfügbarkeit, die für Anwendungen in der Prozessindustrie gefordert wird, ist durch ein bewährtes Redundanzkonzept sichergestellt. Unterschiedliche Redundanzstufen ermöglichen die Anpassung an die Verfügbarkeitsanforderungen des Anwenders: Redundanz der Feldbuskabel Redundanz für CPU & Power Modul Der interne Bus einer I.S. 1 Feldstation ist immer redundant aufgebaut. Redundanz von Feldbus und Modul Abb. 4-9 zeigt zwei Redundanzstufen des Systems. Links ist ein CPU & Power Modul mit Feldbus-Anschluss und redundantem Feldbus-Anschluss abgebildet. Rechts ist die Redundanz über zwei CPU & Power Module realisiert. Abb. 4-9 Redundanz des Feldbus-Anschlusses (links) und Redundanz der CPU & Power Module (rechts) R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-15 I.S. 1 B 9400 Version /00

44 BETRIEBSANLEITUNG I.S Hot swap Hot swap bedeutet die Austauschbarkeit der Module während des Betriebs, ohne dass ein Neustart erforderlich ist. Alle Module des I.S. 1 Systems sind während des Betriebs der Stationen austauschbar. Dies gilt auch für das Zone 1 CPU & Power Modul. Die I/O Module sind für den Anschluss der Feldkabel mit steckbaren Klemmen versehen, so dass bei einem Modulwechsel die Feldverdrahtung nicht gelöst werden muss. Automatischer Wiederanlauf Beim Wechsel eines I/O Moduls werden vom CPU & Power Modul automatisch: Typ und Version des neuen I/O Moduls geprüft der aktuelle Parametersatz in das neue I/O Modul geladen das neue Modul gestartet Austausch von Modulen bei Steuerung über Profibus DP Bei Einsatz des Profibus DP kann auch das CPU & Power Modul ohne weitere Maßnahmen gewechselt werden: die Parameter der I/O Module werden über den Profibus DP in das neue CPU & Power Modul geladen eine Adresseinstellung ist nicht erforderlich (Adressen sind in den I/O Modulen abgespeichert) Abb zeigt wie die Module während des Betriebs entnommen werden können (Hot swap). Abb Hot swap von CPU & Power Modul und I/O Modulen. R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-16 I.S. 1 B 9400 Version /00

45 Beschreibung von System und Modulen Aufbau einer Feldstation Eine Feldstation des I.S. 1 Systems bildet eine funktionale Einheit, die entsprechend ihren Aufgaben konfiguriert und parametriert ist. Abb zeigt eine Feldstation bei geöffnetem Gehäuse. In diesem Beispiel werden fünf I/O Module von einem CPU & Power Modul gesteuert. Musteraufbau einer Feldstation Abb Typischer Aufbau des I.S. 1 Systems R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-17 I.S. 1 B 9400 Version /00

46 BETRIEBSANLEITUNG I.S Ausbau einer Feldstation / Verteilung eines Strangs auf mehrere Schienen Beschränkung durch Einsatz-Zone Der Ausbau einer Feldstation ist zonenspezifisch begrenzt: In Zone 1 dürfen pro Feldstation maximal 8 I/O Module betrieben werden. In Zone 2 und im sicheren Bereich können maximal 16 I/O Module pro Feldstation betrieben werden. Weitere Informationen zum zonenabhängigen Systemausbau siehe Kapitel Die I/O Module haben 4, 8 oder 16 Kanäle und können an jeden beliebigen Platz der BusRail gesteckt werden. Eine BusRail kann mechanisch auf mehrere Schienensegmente verteilt werden. Die einzelnen Segmente werden über ein Kabel verbunden. Die Anzahl der I/O Signale je Feldstation kann durch den eingesetzten Feldbus eingeschränkt sein. Abb zeigt die Aufteilung eines Strangs in zwei Segmente. Abb Mögliche Realisierung zum Ausbau einer Feldstation R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-18 I.S. 1 B 9400 Version /00

47 Beschreibung von System und Modulen 4.5 Übersicht über die Komponenten Das I.S. 1 System ist in drei Komponenten-Gruppen eingeteilt: CPU & Power Module - für Zone 1 - für Zone 2 I/O Module - für Analogsignale - für Digitalsignale BusRail - in unterschiedlichen Längen - mit unterschiedlichen Abschlüssen Je nach Einsatzort und Anwendung müssen physikalisch unterschiedliche Komponenten verwendet werden CPU & Power Module Typ Beschreibung Kurztyp Hilfsenergie Anwendung 9440/ CPU & Power Modul für Zone / CPU & Power Modul für Zone 2 CPM1 24 V DC Profibus DP Modbus CPM2 24 V DC Profibus DP Modbus Tab. 4-4 Übersicht über CPU & Power Module Weitere Informationen zum CPU & Power Modul für Zone 1; Typ 9440/12 Siehe Kapitel (Beschreibung der Komponenten), Kapitel 7.4 (Anschluss-Belegung) und Kapitel (Technische Daten). Weitere Informationen zum CPU & Power Modul für Zone 2; Typ 9440/15 Siehe Kapitel (Beschreibung der Komponenten), Kapitel 7.5 (Anschluss-Belegung) und Kapitel (Technische Daten). R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-19 I.S. 1 B 9400 Version /00

48 BETRIEBSANLEITUNG I.S I/O Module Die Module 9471 und 9477 sind ohne Explosionsschutz. Außer den Modulen 9471 und 9477 sind die nachfolgend aufgeführten I/O Module für den Einsatz in den Zonen 1 und 2 bestimmt. Die Eingänge oder Ausgänge der Module mit Explosionsschutz sind eigensicher. I/O Module für Analogsignale Typ Beschreibung Kurztyp Kanäle Typische Anwendung 9460/ Analog Input Modul 0/4-20 ma 9461/ Analog Input Modul 4-20 ma HART 9461/ Analog Input Modul 4-20 ma HART 9480/ Temperatur Input Modul R 9481/ Temperatur Input Modul mv 9465/ Analog Output Modul 0/4-20 ma 9466/ Analog Output Modul 0/4-20 ma HART AIM 8/4 2-Leiter Messumformer aktives 0/4-20 ma Signal 4-Leiter Messumformer AIMH 8 2-Leiter Messumformer mit HART Kommunikation AIMH 8 2-Leiter und 4-Leiter Messumformer mit HART Kommunikation TIMR 8 Widerstandsthermometer (Pt 100, Pt 1000 usw.) Widerstandsferngeber TIMmV 8 Thermoelemente mv-geber AOM 8 Stellungsregler I/P Wandler Anzeiger AOMH 8 Stellungsregler mit HART Kommunikation Tab. 4-5 Übersicht über alle I/O Module für Analogsignale R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-20 I.S. 1 B 9400 Version /00

49 Beschreibung von System und Modulen I/O Module für Digitalsignale Typ Beschreibung Kurztyp Kanäle/Ex- Schutz Typische Anwendung 9470/ Digital Input Modul NAMUR DIM 16 NAMUR-Initiator Kontakt Optokoppler 9471/ Digital Input Modul 24 V DIM24V 16 ohne Ex-Schutz Kontakte 9475/ Digital Output Modul 17 V; 11 V / 40 ma 9475/ Digital Output Modul 23 V; 12,5 V / 40 ma 9475/ Digital Output Modul 23 V; 10 V / 40 ma 9475/ Digital Output Modul 9,5 V; 4,5 V / 30 ma 9475/ Digital Output Modul 17 V; 13 V / 26 ma 9475/ Digital Output Modul 23 V; 17,5 V / 20 ma DOM4 4 Ex i Magnetventil Ex i Leuchtmelder DOM4 4 Ex i Magnetventil Ex i Leuchtmelder DOM4 4 Ex i Magnetventil Ex i Leuchtmelder DOM8 8 Ex i Magnetventil Ex i Leuchtmelder DOM8 8 Ex i Magnetventil Ex i Leuchtmelder DOM8 8 Ex i Magnetventil Ex i Leuchtmelder 9477/ Digital Output Modul Relais 1 Schließer DOMR 8 ohne Ex-Schutz Magnetventile Signalausgang Tab. 4-6 Übersicht über alle I/O Module für Digitalsignale Weitere Informationen zu den Modulen Siehe Kapitel 4.6 (Beschreibung der Komponenten), Kapitel 7.6 (Anschluss-Belegung) und Kapitel 13.3 (Technische Daten). R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH 4-21 I.S. 1 B 9400 Version /00