TR31-K BVS 14 ATEX E 147 X

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1 Operating instructions Betriebsanleitung OEM miniature resistance thermometer per directive 94/9/EC (ATEX), models TR31-3, TR31-K OEM-Miniatur-Widerstandsthermometer nach Richtlinie 94/9/EG (ATEX), Typen TR31-3, TR31-K EN DE BVS 14 ATEX E 147 X IECEx BVS X Model TR31-3 Model TR31-K

2 EN Operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) Page 3-44 DE Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) Seite Further languages can be found at WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG All rights reserved. / Alle Rechte vorbehalten. WIKA is a registered trademark in various countries. WIKA ist eine geschützte Marke in verschiedenen Ländern. Prior to starting any work, read the operating instructions! Keep for later use! Vor Beginn aller Arbeiten Betriebsanleitung lesen! Zum späteren Gebrauch aufbewahren! 2 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

3 Contents Contents EN 1. General information 4 2. Safety 6 3. Specifications Design and function Transport, packaging and storage Commissioning, operation Configuration Connecting PU-448 programming unit Information on mounting and operation in hazardous areas Calculation examples for self-heating at the thermowell tip Maintenance and cleaning Faults Dismounting, return and disposal 42 Appendix: EC declaration of conformity 44 Declarations of conformity can be found online at WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 3

4 1. General information 1. General information EN The resistance thermometer described in the operating instructions has been designed and manufactured using state-of-the-art technology. All components are subject to stringent quality and environmental criteria during production. Our management systems are certified to ISO 9001 and ISO These operating instructions contain important information on handling the instrument. Working safely requires that all safety instructions and work instructions are observed. Observe the relevant local accident prevention regulations and general safety regulations for the instrument's range of use. The operating instructions are part of the product and must be kept in the immediate vicinity of the instrument and readily accessible to skilled personnel at any time. Skilled personnel must have carefully read and understood the operating instructions prior to beginning any work. The manufacturer's liability is void in the case of any damage caused by using the product contrary to its intended use, non-compliance with these operating instructions, assignment of insufficiently qualified skilled personnel or unauthorised modifications to the instrument. The general terms and conditions contained in the sales documentation shall apply. Subject to technical modifications. Further information: - Internet address: / - Relevant data sheet: TE Application consultant: Tel.: Fax: [email protected] 4 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

5 1. General information Explanation of symbols WARNING!... indicates a potentially dangerous situation that can result in serious injury or death, if not avoided. EN CAUTION!... indicates a potentially dangerous situation that can result in light injuries or damage to equipment or the environment, if not avoided. Information... points out useful tips, recommendations and information for efficient and trouble-free operation. DANGER!... identifies hazards caused by electrical power. Should the safety instructions not be observed, there is a risk of serious or fatal injury. WARNING!... indicates a potentially dangerous situation in the hazardous area that can result in serious injury or death, if not avoided. WARNING!... indicates a potentially dangerous situation that can result in burns, caused by hot surfaces or liquids, if not avoided. WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 5

6 1. General information / 2. Safety Abbreviations 2-wire The lead resistance is recorded as an error in the measurement. 3-wire With a cable length of 30 m or longer, measuring errors can occur. EN 4-wire The lead resistance can be ignored. 2. Safety WARNING! Before installation, commissioning and operation, ensure that the appropriate resistance thermometer has been selected in terms of measuring range, design, specific measuring conditions and appropriate wetted parts' materials (corrosion). Non-observance can result in serious injury and/or damage to the equipment. Further important safety instructions can be found in the individual chapters of these operating instructions. 2.1 Intended use The model TR31 resistance thermometer is used as a generalpurpose thermometer for the measurement of temperatures from C or F (without neck tube) and C or F (with neck tube) in liquid and gaseous media. The version with mineral-insulated sheathed cable and neck tube enables the measurement of temperatures up to 300 C or 572 F. It can be used for pressures up to 140 bar with 3 mm sensor diameters and up to 270 bar with 6 mm sensor diameters, depending on the instrument version. The thermometer is intrinsically safe and designed for use in hazardous areas. The instrument has been designed and built solely for the intended use described here, and may only be used accordingly. 6 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

7 2. Safety The technical specifications contained in these operating instructions must be observed. Improper handling or operation of the instrument outside of its technical specifications requires the instrument to be taken out of service immediately and inspected by an authorised WIKA service engineer. If the instrument is transported from a cold into a warm environment, the formation of condensation may result in instrument malfunction. Before putting it back into operation, wait for the instrument temperature and the room temperature to equalise. The manufacturer shall not be liable for claims of any type based on operation contrary to the intended use. 2.2 Personnel qualification WARNING! Risk of injury should qualification be insufficient! Improper handling can result in considerable injury and damage to equipment. The activities described in these operating instructions may only be carried out by skilled personnel who have the qualifications described below. Keep unqualified personnel away from hazardous areas. EN Skilled electrical personnel Skilled electrical personnel are understood to be personnel who, based on their technical training, know-how and experience as well as their knowledge of country-specific regulations, current standards and directives, are capable of carrying out work on electrical systems and independently recognising and avoiding potential hazards. The skilled electrical personnel have been specifically trained for the work environment they are working in and know the relevant standards and regulations. The skilled electrical personnel must comply with current legal accident prevention regulations. Special operating conditions require further appropriate knowledge, e.g. of aggressive media. WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 7

8 2. Safety 2.3 Additional safety instructions for instruments per ATEX EN WARNING! Follow the requirements of the 94/9/EC (ATEX) directive. Additionally the specifications of the respective national regulations concerning Ex usage (e.g. EN and EN ) apply. Non-observance of these instructions and their contents may result in the loss of explosion protection. The responsibility for classification of zones lies with the plant operator and not the manufacturer/supplier of the equipment. The plant operator guarantees, and is solely responsible, that all thermometers in use are identifiable with respect to all safety-relevant characteristics. Damaged thermometers may not be used. Electrical screening may only be grounded at one end, and outside of the Ex area. Special cases are described in DIN EN :2003. There must be a galvanic separation between the intrinsically safe and the non-intrinsically safe electrical circuits. 2.4 Special hazards WARNING! Observe the information given in the applicable type examination certificate and the relevant country-specific regulations for installation and use in hazardous areas (e.g. IEC , NEC, CEC). Non-observance can result in serious injury and/or damage to the equipment. For additional important safety instructions for instruments with ATEX approval see chapter 2.3 Additional safety instructions for instruments per ATEX. 8 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

9 2. Safety WARNING! For hazardous media such as oxygen, acetylene, flammable or toxic gases and liquids and refrigeration plants, compressors, etc., in addition to all standard regulations, the appropriate existing codes or regulations must also be followed. EN WARNING! Protection from electrostatic discharge (ESD) required! The proper use of grounded work surfaces and personal wrist straps is required when working with exposed circuitry (printed circuit boards), in order to prevent static discharge from damaging sensitive electronic components. To ensure safe working on the instrument, the operating company must ensure that suitable first-aid equipment is available and aid is provided whenever required. that the operating personnel are regularly instructed in all topics regarding work safety, first aid and environmental protection and know the operating instructions and in particular, the safety instructions contained therein. DANGER! Danger to life caused by electric current Upon contact with live parts, there is a direct danger to life. Electrical instruments may only be installed and connected by skilled electrical personnel. Operation using a defective power supply unit (e.g. shortcircuit from the mains voltage to the output voltage) can result in life-threatening voltages at the instrument! WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 9

10 2. Safety EN WARNING! Residual media in dismounted instruments can result in a risk to persons, the environment and equipment. Take sufficient precautionary measures. Do not use this instrument in safety or emergency stop devices. Incorrect use of the instrument can result in injury. Should a failure occur, aggressive media with extremely high temperature and under high pressure or vacuum may be present at the instrument. 2.5 Labelling, safety marks Product labels With transmitter and 4 20 ma output signal Model Date of manufacture (Year-Month) 10 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

11 2. Safety With direct sensor output with Pt100 and Pt1000 Model Date of manufacture (Year-Month) EN Explanation of symbols Before mounting and commissioning the instrument, ensure you read the operating instructions! CE, Communauté Européenne Instruments bearing this mark comply with the relevant European directives. ATEX European Explosion Protection Directive (Atmosphère = AT, explosible = EX) Instruments bearing this mark comply with the requirements of the European directive 94/9/EC (ATEX) on explosion protection. WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 11

12 3. Specifications 3. Specifications EN Thermometer with transmitter and ma output signal (model TR31-x-x-TT) Temperature range Without neck tube C ( F), with neck tube C ( F) 1) 2) Measuring element Pt1000 Connection method 2-wire Tolerance value of the Class A 3) measuring element (per IEC 60751) Measuring deviation of the ±0.25 K transmitter (per IEC 60770) Total measuring deviation in Measuring deviation of the measuring accordance with IEC element + the transmitter Measuring span Minimum 20 K, maximum 300 K Basic configuration Measuring range C ( F), other measuring ranges are adjustable Analogue output ma, 2-wire Linearisation Linear to temperature per IEC Linearisation error ±0.1 % 4) Switch-on delay, electrical Max. 4 s (time before the first measured value) Warming-up period After approx. 4 minutes, the instrument will function to the specifications (accuracy) given in the data sheet. Current signals for error Configurable in accordance with NAMUR signalling NE43 downscale 3.6 ma upscale 21.0 ma Sensor short-circuit Not configurable, in accordance with NAMUR NE43 downscale 3.6 ma Sensor current < 0.3 ma (self-heating can be ignored.) Load RA R A (U B - 10 V) / 23 ma with RA in Ω and UB in V 12 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

13 3. Specifications Effect of load Power supply U B Max. permissible residual ripple Power supply input Power supply effect ±0.05 % / 100 Ω DC V 10 % generated by U B < 3 % ripple of the output current Protected against reverse polarity ±0.025 % / V (depends on the power supply) 0.1 % of span / 10 K T a Influence of the ambient temperature Electromagnetic 2004/108/EC, EN emission (group 1, compatibility (EMC) 5) class B) and interference immunity (industrial application) 5), configuration at 20 % of the full measuring range Temperature units Info data Configuration and calibration data Electrical connection Explosion protection Configurable C, F, K TAG No., description and user message can be stored in transmitter Permanently stored M12 x 1, 4-pin circular connector Directly connected cable Intrinsically safe to Ex i (ATEX) gas/dust, per directive 94/9/EC (for further details, see Safety-related maximum values and chapter 9.1.2) EN Readings in % refer to the measuring span 1) The temperature transmitter should therefore be protected from temperatures over 85 C (185 F). 2) Version with mineral-insulated sheathed cable can be used up to 300 C (572 F). 3) Class accuracy A only valid in the temperature range C ( F) or C ( F), otherwise class B 4) ±0.2 % for measuring ranges with a lower limit less than 0 C (32 F) 5) Use resistance thermometers with shielded cable, and ground the shield on at least one end of the lead, if the lines are longer than 30 m or leave the building. The instrument must be operated grounded. 6) During transient interferences (e.g. burst, surge, ESD) take into account an increased measuring deviation of up to 2 %. WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 13

14 EN 3. Specifications Thermometer with direct sensor output with Pt100 (model TR31-x-x-Px) and Pt1000 (model TR31-x-x-Sx) Temperature range Without neck tube C ( F), with neck tube C ( F) 7) Temperature at the connector Max. 85 C (185 F) Measuring element Pt100 (measuring current: ma) Pt1000 (measuring current: ma) Connection method 2-wire 3-wire 4-wire Tolerance value of the Class A 8) measuring element per Class B at 2-wire IEC Electrical connection M12 x 1, 4-pin circular connector Directly connected cable Explosion protection Intrinsically safe to Ex i (ATEX) gas/dust, per directive 94/9/EC (for further details, see Safety-related maximum values and chapter 9.1.2) For detailed specifications for Pt sensors, see Technical information IN at Case Material Ingress protection Case with connected connector or directly connected cable 9) Coupler connector, not connected Weight in kg Dimensions Stainless steel IP 67 and IP 69 per IEC 60529/ EN 60529, IP 69K per ISO IP 67 per IEC 60529/EN Approx (depending on version) See Dimensions in mm 7) Version with mineral-insulated sheathed cable can be used up to 300 C (572 F). 8) Class accuracy A only valid in the temperature range C ( F) or C ( F), otherwise class B 9) The stated ingress protection only applies when plugged in using mating connectors that have the appropriate ingress protection. 14 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

15 3. Specifications Ambient conditions Ambient temperature range M12 x 1, 4-pin circular connector - Model TR31-3-x-TT - Model TR31-3-x-Px, TR31-3-x-Sx Directly connected cable (model TR31-K-x-xx) Storage temperature range M12 x 1, 4-pin circular connector (model TR31-3-x-xx) Directly connected cable (model TR31-K-x-xx) Climate class per IEC M12 x 1, 4-pin circular connector - Model TR31-3-x-TT - Model TR31-3-x-Px, TR31-3-x-Sx Directly connected cable (model TR31-K-x-xx) Maximum permissible humidity per IEC var. 2 Maximum operating pressure 10) 11) C ( F) C ( F) C ( F) C ( F) C ( F) Cx ( C or F, % r. h.) Cx ( C or F, % r. h.) Cx ( C or F, % r. h.) Relative humidity 100 %, condensation allowed bar with 3 mm sensor diameter 270 bar with 6 mm sensor diameter Vibration per IEC ,000 Hz, 20 g 10) Shock IEC Salt fog IEC EN 10) Dependent on the instrument version 11) Reduced operating pressure when using a compression fitting: Stainless steel: max. 100 bar PTFE: max. 8 bar WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 15

16 EN 3. Specifications CE conformity, approvals, patents/property rights CE conformity EMC directive 12) ATEX directive Approvals IECEx Patents/Property rights M12 x 1 adapter to angular connector DIN EN ) Only for built-in transmitter 2004/108/EC, EN emission (group 1, class B) and interference immunity (industrial application) 94/9/EG, II 1G Ex ia IIC T1 - T6 Ga II 1/2G Ex ia IIC T1 - T6 Ga/Gb II 2G Ex ia IIC T1 - T6 Gb II 1D Ex ia IIIC T135 C Da II 1/2D Ex ia IIIC T135 C Da/Db II 2D Ex ia IIIC T135 C Db Ignition protection type i - intrinsic safety, ignition protection type id - dust protection through intrinsic safety Property right registered under No WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

17 3. Specifications Safety-related maximum values for the current loop circuit Thermometer with transmitter and ma output signal (model TR31-x-x-TT) Parameters Hazardous gas atmosphere Hazardous dust atmosphere Terminals + / - + / - Voltage U i DC 30 V DC 30 V Current l i 120 ma 120 ma Power P i 800 mw 750/650/550 mw Effective internal capacitance C i 29.7 nf 29.7 nf Effective internal inductance L i negligible negligible Maximum self-heating at the sensor or thermowell tip 15 K 15 K EN Thermometer with direct sensor output with Pt100 (model TR31-x-x-Px) and Pt1000 (model TR31-x-x-Sx) Parameters Hazardous gas atmosphere Hazardous dust atmosphere Terminals Voltage U i DC 30 V DC 30 V Current l i 550 ma 250 ma Power P i 1,500 mw 750/650/550 mw Effective internal capacitance C i negligible negligible Effective internal inductance L i negligible negligible Maximum self-heating at the sensor or thermowell tip (R th ) = 335 K/W (R th ) = 335 K/W For further specifications see WIKA data sheet TE and the order documentation. WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 17

18 EN 4. Design and function 4. Design and function 4.1 Description The model TR31 resistance thermometer consists of a thermowell with a fixed process connection and is screwed directly into the process. It is designed to be impact and vibration resistant and all electrical components are protected against humidity (IP 67 or IP 69K). The vibration resistance conforms to IEC (20 g, dependent on the instrument version). The impact resistance of all versions meets the requirements of IEC The electrical connection is made via an M12 x 1 circular connector or via a directly connected cable. The following accessories may be used: Accessories Order no. M12 x 1 adapter to DIN EN A angular connector for Pt100 and Pt1000 M12 x 1 adapter to DIN EN A angular connector for ma Angular connector DIN EN A Sealing for angular connector, EPDM, brown Connection cable with moulded M12 x 1 connector, straight, flexible length: 5 m Connection cable with moulded M12 x 1 connector, angled, flexible length: 5 m Connection cable with moulded M12 x 1 connector, straight, flexible length: 2 m Connection cable with moulded M12 x 1 connector, angled, flexible length: 2 m 18 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

19 4. Design and function 4.2 Dimensions in mm Process connection with parallel threads (or without process connection) with direct cable outlet EN Connecting cable X without neck tube with compression fitting with neck tube without process connection Legend: A (U 1 ) Insertion length N (M H ) Neck length X Height process connection Ød Sensor diameter W Length of the directly connected cable L Length of the free wire ends Thread G 1/2 11 G 3/8 11 G 1/4 10 M12 11 M20 11 Height process connection X WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 1) At a process temperature of > 150 C (302 F), a neck length N (M H) of 70 mm is necessary, otherwise N (M H) is selectable (55, 65 or 70 mm). 19

20 EN 4. Design and function Process connection with tapered thread with direct cable outlet Connecting cable X without neck tube with compression fitting with neck tube Legend: A (U 2 ) Insertion length N (M H ) Neck length X Height process connection Ød Sensor diameter W Length of the directly connected cable L Length of the free wire ends 1) At a process temperature of > 150 C (302 F), a neck length N (M H) of 70 mm is necessary, otherwise N (M H) is selectable (55, 65 or 70 mm). Thread 1/4 NPT 15 1/2 NPT 19 Height process connection X 4.3 Scope of delivery Cross-check scope of delivery with delivery note. 20 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

21 5. Transport, packaging and storage 5. Transport, packaging and storage 5.1 Transport Check the instrument for any damage that may have been caused by transport. Obvious damage must be reported immediately and damaged instruments must not be used. 5.2 Packaging Do not remove packaging until just before mounting. Keep the packaging as it will provide optimum protection during transport (e.g. change in installation site, sending for repair). 5.3 Storage Permissible conditions at the place of storage: Storage temperature: - M12 x 1, 4-pin circular connector: C ( F) - Directly connected cable: C ( F) Humidity: % r. h. Avoid exposure to the following factors: Direct sunlight or proximity to hot objects Mechanical vibration, mechanical shock (putting it down hard) Soot, vapour, dust and corrosive gases EN Store the instrument in its original packaging in a location that fulfils the conditions listed above. If the original packaging is not available, pack and store the instrument as described below: 1. Wrap the instrument in an antistatic plastic film. 2. Place the instrument, along with the shock-absorbent material, in the packaging. 3. If stored for a prolonged period of time (more than 30 days), place a bag containing a desiccant inside the packaging. WARNING! Before storing the instrument (following operation), remove any residual media. This is of particular importance if the medium is hazardous to health, e.g. caustic, toxic, carcinogenic, radioactive, etc. WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 21

22 6. Commissioning, operation 6. Commissioning, operation EN WARNING! Avoid putting any mechanical loading on the electrical connections and on the cases. Connections must only be opened once the instrument has been depressurised and has cooled down. Maximum permissible process temperatures: Without neck tube: C ( F) With neck tube: C ( F) 1) Maximum permissible ambient temperature: At the case with transmitter: 85 C (185 F) With directly connected cable: C ( F) 1) Version with mineral-insulated sheathed cable can be used up to 300 C (572 F). 6.1 Mounting These resistance thermometers are designed for screw-fitting directly into the process. The insertion length, along with the flow velocity and viscosity of the process media, may reduce the max. loading on the thermowell. The case must be grounded against electromagnetic fields and electrostatic discharge. It is not necessary to connect the case separately to the equipotential bonding system, provided that it has a fixed and secure contact to the metallic vessel, its components or pipes, and that these are connected to the equipotential bonding system. When there is a non-metallic contact with the vessel, or with its structural components or piping, all projecting, electrically conducting thermometer components in the hazardous area must be provided with equipotential bonding. WARNING! Neither repairs nor structural modifications are permitted, and any would void the guarantee and the certification. 22 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

23 6. Commissioning, operation Installation examples EN Insertion length A Installation on pipes a on elbows b in smaller pipe, inclined c perpendicular to flow direction For information on tapped holes, refer to DIN 3852 or for NPT threads to ANSI B Tightening torques for compression fittings Sealing Rotation Max. pressure in bar Stainless steel ferrule 1 ¼... 1 ½ 100 Stainless steel compression ring 1 ¼... 1 ½ 100 PTFE ferrule 1 ¼... 1 ½ Tightening torque for the M12 mating connector or the M12 adapter Select a tightening torque of 0.6 Nm. WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 23

24 6. Commissioning, operation 6.2 Electrical connection The electrical connection is made via a circular connector. Circular connector M12 x 1, 4-pin EN Pt100 and Pt1000 output signal ma output signal Pin Signal Description 1 L V 2 VQ not connected 3 L- 0 V 4 C not connected Directly connected cable Pt100 and Pt1000 output signal 2-wire 3-wire 4-wire red white red red white red red white white ma output signal brown blue Wire Signal Description brown L V blue L- 0 V 24 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

25 6. Commissioning, operation Load diagram The permissible load depends on the loop supply voltage. For communication with the instrument with programming unit PU-448, a max. load of 350 Ω is admissible. EN Load RA in Ω Voltage U B in V 6.3 Behaviour of the ma electrical output signal Sensor break and short-circuit Sensor break or short-circuit are signalled after positive detection (after approx. 1 second). If this fault condition has been caused by a malfunction, then a relevant measurement signal must exist for approx. 1 second in order to return to measuring mode. From the time of the error detection up to the error signalling, the last relevant measured value will be delivered on the current loop. Therefore, in the event of a true sensor break or short-circuit, this is also signalled permanently. In the event of a false sensor break or short-circuit, the transmitter has the possibility of reverting to measuring mode. Medium temperature outside the span If the media temperature exceeds that configured within the transmitter, the transmitter will operate in a linear fashion within the following limits: 3.8 ma (MRS); 20.5 ma (MRE). If these limits are exceeded, then an error will be signalled. WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 25

26 EN 6. Commissioning, operation Hysteresis on return to the measuring span After the linear error limits have been exceeded, on return to the measuring span, a hysteresis of 0.1 ma must be passed. This hysteresis prevents the transmitter from jumping back and forth between error and measuring mode. 3.8 ma 4 ma 20 ma 20.5 ma Error signalling ma ma ma Error signalling Error signalling Measuring mode Error signalling 3.9 ma 20.4 ma Error limits and permissible measuring range 26 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

27 7. Configuration 7. Configuration Configuration is carried out using a USB interface with a PC via the model PU-448 programming unit (accessories, order no ). The connection with the thermometer is made via the appropriate adapter cable. (Accessories: M12 x 1 circular connector, order no ; crocodile clips for bare-end connecting wires, order no ). Measuring range, damping, error signalling, TAG No. and other parameters can be adjusted (see configuration software). Easy to use LED status displays Compact design No further voltage supply is needed for either the programming unit or for the transmitter EN View of the configuration software WIKAsoft-TT Configuration software (multilingual) as a download from WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 27

28 EN 7. Configuration The measuring range is configurable between C ( F). The configuration software checks the desired measuring range and will only accept permissible values. Intermediate values are configurable - the smallest increment is 0.1 C or 0.1 F. The thermometers are delivered configured to customer specifications within the configurable limits. Please note: The measuring range of the thermometer is limited by the application range of the measuring element, not by the setting range of the transmitter. Maximum permissible process temperatures: Without neck tube: C ( F) With neck tube: C ( F) 1) Maximum permissible ambient temperature: At the case with transmitter: 85 C (185 F) With directly connected cable: C ( F) 1) Version with mineral-insulated sheathed cable can be used up to 300 C (572 F). 28 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

29 8. Connecting PU-448 programming unit 8. Connecting PU-448 programming unit Connection PU-448 adapter cable with M12 connector EN TR31-3 Connection PU-448 crocodile clips WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) TR31-K 29

30 9. Information on mounting and operation in Information on mounting and operation in hazardous areas EN 9.1 General information on explosion protection The requirements of the 94/9/EC (ATEX) directive must be followed. Additionally the specifications of the respective national regulations concerning Ex usage (e.g. EN/IEC and EN/IEC ) apply. For the installation of the thermometers, only components (e.g. cables, cable glands, etc.) permitted for intrinsic safety may be used. For grounding the conductive screen, follow the specifications of EN/IEC The temperature resistance of the connecting cable must match the permissible operating temperature of the cases. For ambient temperatures above 60 C, heat-resistant connecting cable must be used (see table in chapter 4 Design and function ). Mounting within metallic enclosures: The case must be grounded against electromagnetic fields and electrostatic discharge. It does not have to be connected separately to the equipotential bonding system. It is sufficient if the metallic thermowell has a solid and secured contact with the metallic vessel or its structural components or pipelines, so long as these components are connected to the equipotential bonding system. Mounting within non-metallic enclosures: - Ground the cable shield at one end, preferably in the safe, and so non-ex, area (EN ). For instruments with cable output, the shield is connected to the case. The simultaneous connection of the case and the cable shield to ground is only permitted if any accidental energisation between the shield connection (e.g. at the power supply) and the case can be excluded (see EN ). - Power the resistance thermometer via an intrinsically safe current circuit (Ex ia). - Both the effective internal capacitance and inductance must be considered 30 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

31 9. Information on mounting and operation in... - Fine-gauge wires with bare ends must be finished with end splices (cable preparation). - With cables for use in zone 1 and 2, the test voltage between conductor/ground, conductor/screen, screen/ground must be > AC 500 V. Neither repairs nor structural modifications are permitted, and any would void the guarantee and the respective certification. The manufacturer shall not be responsible for constructional modifications after delivery of the instruments. EN A) The responsibility for classification of zones lies with the plant operator and not the manufacturer/supplier of the equipment. B) The plant operator guarantees, and is solely responsible, that all thermometers in use are identifiable with respect to all safety-relevant characteristics. Damaged thermometers may not be used. Repairs may only be carried out by authorised and qualified personnel. Repairs may only be completed using original spare parts from the original supplier; otherwise the requirements of the approval are not fulfilled. The manufacturer shall not be responsible for constructional modifications after delivery of the instruments. C) If a component of electrical equipment, on which the explosion protection depends, is repaired, then the electrical equipment may only be put back into use, after an authorised expert has stated that it corresponds to the fundamental characteristics of the requirements for explosion protection. In addition this expert must provide a certificate for this and provide the equipment with a test mark. D) Item C) shall not apply if the component was repaired by the manufacturer in accordance with the requirements and regulations. WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 31

32 9. Information on mounting and operation in... E) When ordering spare parts, the parts that are to be replaced must be specified exactly: Ignition protection type (here Ex i) EN Approval No. Order No. Manufacturing No. Order item Special conditions of use (X conditions) 1. Thermal backflow from the process, that exceeds the permissible ambient temperature of the transmitter or the cases, must not be allowed to occur and must be prevented by the installation of suitable heat insulation or a neck tube of suitable length. 2. The wall thickness is bigger than 0.2 mm and smaller than 1 mm. Thus the instruments must not be subjected to ambient stresses that may have an adverse effect on the partition wall. Alternatively, a thermowell of suitable minimum wall thickness may be used. 3. When using a thermowell/neck tube, the overall instrument must be designed such that it allows installation in a way that results in a sufficiently tight clearance (IP 67) or a flameproof gap (EN/IEC ) towards the less hazardous area. 4. The ambient temperature range (T a ) for variants with optional connection cable with moulded M12 x 1 connector is limited to C. 5. The ambient temperature range (T a ) for variants with optional EN M12 adapters is limited to C. 32 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

33 9. Information on mounting and operation in Ex designation, temperature class classification and ambient temperatures For applications without transmitters (models TR31-x-x-Px, TR31-x-x-Sx) that require Group II instruments (potentially explosive gas atmospheres), the following temperature class classification and ambient temperature ranges apply: Table 1 Marking II 1G Ex ia IIC T1 - T6 Ga II 1/2G Ex ia IIC T1 - T6 Ga/Gb II 2G Ex ia IIC T1 - T6 Gb Temperature class Ambient temperature range (T a ) Max. surface temperature (T max ) at the sensor or thermowell tip T C T M (medium temperature) T C + self-heating T C Pay attention to the T C specific conditions for safe T C use (17). T C EN For applications requiring instruments of equipment Group II (potentially explosive dust atmospheres), the following surface temperatures and ambient temperature ranges apply: Table 2 Marking Power P i Ambient temperature range (T a ) II 1D Ex ia IIIC T135 C Da II 1/2D Ex ia IIIC T135 C Da/Db II 2D Ex ia IIIC T135 C Db WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) Max. surface temperature (T max ) at the sensor or thermowell tip 750 mw 650 mw C C T M (medium temperature) + self-heating Pay attention to the 550 mw C specific conditions for safe use (17). 33

34 9. Information on mounting and operation in... For applications with transmitters (TR31-x-x-TT) that require Group II instruments (potentially explosive gas atmospheres), the following temperature class classification and ambient temperature ranges apply: EN Table 3 Hazardous gas atmosphere II 1G Ex ia IIC T1 - T6 Ga II 1/2G Ex ia IIC T1 - T6 Ga/Gb II 2G Ex ia IIC T1 - T6 Gb Temperature class Ambient temperature range (T a ) Max. surface temperature (T max ) at the sensor or thermowell tip T C T M (medium temperature) T C + self-heating (15 K) T C Pay attention to the T C specific conditions for T C safe use. T C For applications requiring instruments of equipment Group II (potentially explosive dust atmospheres), the following surface temperatures and ambient temperature ranges apply: Table 4 Hazardous dust atmosphere II 1D Ex ia IIIC T135 C Da II 1/2D Ex ia IIIC T135 C Da/Db II 2D Ex ia IIIC T135 C Db Power P i Ambient temperature range (T a ) Max. surface temperature (T max ) at the sensor or thermowell tip 750 mw 650 mw C C T M (medium temperature) + self-heating (15 K) Pay attention to the 550 mw C specific conditions for safe use. 34 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

35 9. Information on mounting and operation in... For applications that require EPL Gb or Db, the instruments designated as ia can also be used in type ib measuring circuits, with the same connection parameters. Thus the entire measuring circuit (including the sensor circuit) is an ib current circuit. Instruments that have been operated in a power supply circuit of type ib cannot be re-used in a power supply circuit of type ia. 9.2 Overview of the temperature zones Model TR31-3 EN with transmitter without neck tube without transmitter without neck tube with transmitter with neck tube without transmitter with neck tube Ta: C Ta: C Ta: C Ta: C Ta: C Process connection Process connection Process connection Process connection Tprocess: C Tprocess: C WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 35

36 9. Information on mounting and operation in... Model TR31-K EN with transmitter without neck tube without transmitter without neck tube Ta: C Ta: C Ta: C Ta: C Process connection Process connection Tprocess: C Tprocess: C 36 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

37 9. Information on mounting and operation in Mounting examples in hazardous areas Model TR31-3 Zone 1, marking 1/2G Zone 21, marking 1/2D separation of Ex zones Zone 0 Zone 20 EN Intrinsically safe supply or suitable barrier Intrinsically safe supply or suitable barrier Safe area Ex area Process connection Process connection Ex area Process connection Intrinsically safe supply or suitable barrier associated electrical equipment Intrinsically safe supply or suitable barrier welded Intrinsically safe supply or suitable barrier Safe area Ex area Process connection fully in zone 0 or 20, marking 1G or 1D fully in zone 1 or 21, marking 2G or 2D WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 37

38 9. Information on mounting and operation in... Model TR31-K EN Zone 1, marking 1/2G Zone 21, marking 1/2D separation of Ex zones associated electrical equipment Safe area Ex area Process connection Safe area Ex area Ex area Process connection Intrinsically safe supply or suitable barrier fully in zone 0 or 20, marking 1G or 1D fully in zone 1 or 21, marking 2G or 2D Zone 0 Zone 20 Intrinsically safe supply or suitable barrier 38 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

39 10. Calculation examples for self-heating at the Calculation examples for self-heating at the thermowell tip 10.1 Example calculation Use at the partition to zone 0 EN The maximum possible temperature, T max, at the Ø 6 mm thermowell tip with transmitter is being sought. T max is obtained by adding the temperature of the medium and the self-heating. The self-heating depends on the supplied power P o as well as the thermal resistance R th and is 15 K. Example Diameter: 6 mm Temperature of the medium: T M = 150 C Temperature class T3 (200 C) must not be exceeded Self-heating: 15 K T max = T M + self-heating: 150 C + 15 C = 165 C As safety margin for type-examined instruments (for T6 to T3), an additional 5 C must be subtracted from the 200 C; hence 195 C would be permissible. This means that in this case temperature class T3 is not exceeded. Additional information: Temperature class for T3 = 200 C Safety factor for type-tested instruments (for T6 to T3) 1) = 5 K Safety factor for type-tested instruments (for T2 to T1) 1) = 10 K 1) EN/IEC : 2012 Ch WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 39

40 EN 11. Maintenance and cleaning 11. Maintenance and cleaning 11.1 Maintenance The resistance thermometers described here require absolutely no maintenance and contain no components which could be repaired or replaced Cleaning CAUTION! Before cleaning the instrument, disconnect the electrical connections. Clean the instrument with a moist cloth. This applies in particular to thermometers with a case made of plastic and cable sensors with plastic-insulated connecting cable, to ensure that any risk of electrostatic discharge is avoided. Electrical connections must not come into contact with moisture. Wash or clean the dismounted instrument before returning it, in order to protect persons and the environment from exposure to residual media. Residual media in dismounted instruments can result in a risk to persons, the environment and equipment. Take sufficient precautionary measures. For information on returning the instrument, see chapter 13.2 Return. 40 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

41 12. Faults 12. Faults Faults Causes Measures No signal/line break Erroneous measured values Erroneous measured values (too low) Erroneous measured values and response times too long Display of measured value jumps Corrosion Signal interference Mechanical load too high or overtemperature Sensor drift caused by overtemperature Sensor drift caused by chemical attack Entry of moisture into cable Wrong mounting geometry, for example mounting depth too deep or heat dissipation too high WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) Replace the sensor with a suitable version Replace the sensor with a suitable version Analyse the medium Use the appropriate IP protection The temperature-sensitive area of the sensor must be inside the medium, and surfaces measurements must be ungrounded Deposits on the Remove deposits thermowell Cable break in Replace the sensor or use connecting cable or thicker conductor crosssection loose contact caused by mechanical overload Composition of the Analyse the medium medium not as expected or modified Stray currents caused by electric fields or earth loops Earth loops Use of screened connecting cables, increase in the distance to motors and power lines Elimination of potentials, use of galvanically isolated transmitter supply isolators or transmitters 41 EN

42 12. Faults / 13. Dismounting, return and disposal EN CAUTION! If faults cannot be eliminated by means of the measures listed above, the instrument must be shut down immediately, and it must be ensured that signal is no longer present, and it must be prevented from being inadvertently put back into service. In this case, contact the manufacturer. If a return is needed, follow the instructions given in chapter 13.2 Return. 13. Dismounting, return and disposal 13.1 Dismounting WARNING! Residual media in dismounted instruments can result in a risk to persons, the environment and equipment. Take sufficient precautionary measures. WARNING! Risk of burns! Let the instrument cool down sufficiently before dismounting it! During dismounting there is a risk of dangerously hot media escaping. Only disconnect the resistance thermometer once the system has been depressurised! 13.2 Return WARNING! Strictly observe the following when shipping the instrument: All instruments delivered to WIKA must be free from any kind of hazardous substances (acids, bases, solutions, etc.). When returning the instrument, use the original packaging or a suitable transport packaging. 42 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

43 13. Dismounting, return and disposal To avoid damage: 1. Wrap the instrument in an antistatic plastic film. 2. Place the instrument, along with the shock-absorbent material, in the packaging. Place shock-absorbent material evenly on all sides of the transport packaging. 3. If possible, place a bag containing a desiccant inside the packaging. 4. Label the shipment as carriage of a highly sensitive measuring instrument. EN Information on returns can be found under the heading Service on our local website Disposal Incorrect disposal can put the environment at risk. Dispose of instrument components and packaging materials in an environmentally compatible way and in accordance with the countryspecific waste disposal regulations. WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 43

44 Appendix: EC declaration of conformity EN 44 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)

45 Inhalt Inhalt 1. Allgemeines Sicherheit Technische Daten Aufbau und Funktion Transport, Verpackung und Lagerung Inbetriebnahme, Betrieb Konfiguration Programmiereinheit PU-448 anschließen Hinweise zu Montage und Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der Schutzrohrspitze Wartung und Reinigung Störungen Demontage, Rücksendung und Entsorgung 84 Anlage: EG-Konformitätserklärung 86 Konformitätserklärungen finden Sie online unter WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 45 DE

46 1. Allgemeines 1. Allgemeines DE Das in der Betriebsanleitung beschriebene Widerstandsthermometer wird nach dem aktuellen Stand der Technik konstruiert und gefertigt. Alle Komponenten unterliegen während der Fertigung strengen Qualitäts- und Umweltkriterien. Unsere Managementsysteme sind nach ISO 9001 und ISO zertifiziert. Diese Betriebsanleitung gibt wichtige Hinweise zum Umgang mit dem Gerät. Voraussetzung für sicheres Arbeiten ist die Einhaltung aller angegebenen Sicherheitshinweise und Handlungsanweisungen. Die für den Einsatzbereich des Gerätes geltenden örtlichen Unfallverhütungsvorschriften und allgemeinen Sicherheitsbestimmungen einhalten. Die Betriebsanleitung ist Produktbestandteil und muss in unmittelbarer Nähe des Gerätes für das Fachpersonal jederzeit zugänglich aufbewahrt werden. Das Fachpersonal muss die Betriebsanleitung vor Beginn aller Arbeiten sorgfältig durchgelesen und verstanden haben. Die Haftung des Herstellers erlischt bei Schäden durch bestimmungswidrige Verwendung, Nichtbeachten dieser Betriebsanleitung, Einsatz ungenügend qualifizierten Fachpersonals sowie eigenmächtiger Veränderung am Gerät. Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen in den Verkaufsunterlagen. Technische Änderungen vorbehalten. Weitere Informationen: - Internet-Adresse: / - zugehöriges Datenblatt: TE Anwendungsberater: Tel.: Fax: [email protected] 46 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

47 1. Allgemeines Symbolerklärung WARNUNG! weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation hin, die zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen kann, wenn sie nicht gemieden wird. VORSICHT! weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation hin, die zu geringfügigen oder leichten Verletzungen bzw. Sachund Umweltschäden führen kann, wenn sie nicht gemieden wird. DE Information hebt nützliche Tipps und Empfehlungen sowie Informationen für einen effizienten und störungsfreien Betrieb hervor. GEFAHR! kennzeichnet Gefährdungen durch elektrischen Strom. Bei Nichtbeachtung der Sicherheitshinweise besteht die Gefahr schwerer oder tödlicher Verletzungen. WARNUNG! weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation im explosionsgefährdeten Bereich hin, die zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen kann, wenn sie nicht gemieden wird. WARNUNG! weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation hin, die durch heiße Oberflächen oder Flüssigkeiten zu Verbrennungen führen kann, wenn sie nicht gemieden wird. WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 47

48 1. Allgemeines / 2. Sicherheit DE Abkürzungen 2-Leiter Der Leitungswiderstand geht als Fehler in die Messung ein. 3-Leiter Ab einer Kabellänge von 30 m können Messabweichungen auftreten. 4-Leiter Der Leitungswiderstand kann vernachlässigt werden. 2. Sicherheit WARNUNG! Vor Montage, Inbetriebnahme und Betrieb sicherstellen, dass das richtige Widerstandsthermometer hinsichtlich Messbereich, Ausführung, spezifischen Messbedingungen und geeignetem messstoffberührtem Werkstoff (Korrosion) ausgewählt wurde. Bei Nichtbeachten können schwere Körperverletzungen und/ oder Sachschäden auftreten. Weitere wichtige Sicherheitshinweise befinden sich in den einzelnen Kapiteln dieser Betriebsanleitung. 2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung Das Widerstandsthermometer Typ TR31 wird als universelles Thermometer zum Messen von Temperaturen von C bzw F (ohne Halsrohr) und C bzw F (mit Halsrohr) in flüssigen und gasförmigen Medien verwendet. Die Ausführung mit mineralisolierter Mantelleitung und Halsrohr erlaubt das Messen von Temperaturen bis 300 C bzw. 572 F. Es ist einsetzbar für Drücke bis 140 bar bei Sensordurchmesser 3 mm und bis 270 bar bei Sensordurchmesser 6 mm, abhängig von der Geräteausführung. Das Thermometer ist eigensicher für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen ausgeführt. Das Gerät ist ausschließlich für den hier beschriebenen bestimmungsgemäßen Verwendungszweck konzipiert und konstruiert und darf nur dementsprechend verwendet werden. 48 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

49 2. Sicherheit Die technischen Spezifikationen in dieser Betriebsanleitung sind einzuhalten. Eine unsachgemäße Handhabung oder ein Betreiben des Gerätes außerhalb der technischen Spezifikationen macht die sofortige Stilllegung und Überprüfung durch einen autorisierten WIKA-Servicemitarbeiter erforderlich. Wird das Gerät von einer kalten in eine warme Umgebung transportiert, so kann durch Kondensatbildung eine Störung der Gerätefunktion eintreten. Vor einer erneuten Inbetriebnahme die Angleichung der Gerätetemperatur an die Raumtemperatur abwarten. Ansprüche jeglicher Art aufgrund von nicht bestimmungsgemäßer Verwendung sind ausgeschlossen. 2.2 Personalqualifikation WARNUNG! Verletzungsgefahr bei unzureichender Qualifikation! Unsachgemäßer Umgang kann zu erheblichen Personenund Sachschäden führen. Die in dieser Betriebsanleitung beschriebenen Tätigkeiten nur durch Fachpersonal nachfolgend beschriebener Qualifikation durchführen lassen. Unqualifiziertes Personal von den Gefahrenbereichen fernhalten. DE Elektrofachpersonal Das Elektrofachpersonal ist aufgrund seiner fachlichen Ausbildung, Kenntnisse und Erfahrungen sowie Kenntnis der landesspezifischen Vorschriften, geltenden Normen und Richtlinien in der Lage, Arbeiten an elektrischen Anlagen auszuführen und mögliche Gefahren selbstständig zu erkennen und zu vermeiden. Das Elektrofachpersonal ist speziell für das Arbeitsumfeld, in dem es tätig ist, ausgebildet und kennt die relevanten Normen und Bestimmungen. Das Elektrofachpersonal muss die Bestimmungen der geltenden gesetzlichen Vorschriften zur Unfallverhütung erfüllen. WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 49

50 2. Sicherheit Spezielle Einsatzbedingungen verlangen weiteres entsprechendes Wissen, z. B. über aggressive Medien. 2.3 Zusätzliche Sicherheitshinweise für Geräte nach ATEX DE WARNUNG! Die Anforderungen der Richtlinie 94/9/EG (ATEX) beachten. Zusätzlich gelten die Angaben der jeweiligen Landesvorschriften bezüglich Ex-Einsatz (z. B. EN und EN ). Die Nichtbeachtung dieser Inhalte und Anweisungen kann zum Verlust des Explosionsschutzes führen. Die Verantwortung über die Zoneneinteilung unterliegt dem Anlagenbetreiber und nicht dem Hersteller/Lieferanten der Betriebsmittel. Der Betreiber der Anlage stellt in eigener Verantwortung sicher, dass vollständige und im Einsatz befindliche Thermometer bezüglich aller sicherheitsrelevanten Merkmale identifizierbar sind. Beschädigte Thermometer dürfen nicht verwendet werden. Leitende Schirme dürfen nur einseitig und außerhalb des Ex-Bereiches geerdet werden. Sonderfälle sind in DIN EN :2003 beschrieben. Es muss eine galvanische Trennung zwischen dem eigensicheren und dem nichteigensicheren Stromkreis bestehen. 2.4 Besondere Gefahren WARNUNG! Die Angaben der geltenden Baumusterprüfbescheinigung sowie die jeweiligen landesspezifischen Vorschriften zur Installation und Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (z. B. IEC , NEC, CEC) einhalten. Bei Nichtbeachten können schwere Körperverletzungen und/oder Sachschäden auftreten. Weitere wichtige Sicherheitshinweise für Geräte mit ATEX- Zulassung siehe Kapitel 2.3 Zusätzliche Sicherheitshinweise für Geräte nach ATEX. 50 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

51 2. Sicherheit WARNUNG! Bei gefährlichen Messstoffen wie z. B. Sauerstoff, Acetylen, brennbaren oder giftigen Stoffen, sowie bei Kälteanlagen, Kompressoren etc. müssen über die gesamten allgemeinen Regeln hinaus die einschlägigen Vorschriften beachtet werden. WARNUNG! Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) erforderlich! Die ordnungsgemäße Verwendung geerdeter Arbeitsflächen und persönlicher Armbänder ist bei Arbeiten mit offenen Schaltkreisen (Leiterplatten) erforderlich, um die Beschädigung empfindlicher elektronischer Bauteile durch elektrostatische Entladung zu vermeiden. Für ein sicheres Arbeiten am Gerät muss der Betreiber sicherstellen, dass eine entsprechende Erste-Hilfe-Ausrüstung vorhanden ist und bei Bedarf jederzeit Hilfe zur Stelle ist. dass das Bedienpersonal regelmäßig in allen zutreffenden Fragen von Arbeitssicherheit, Erste-Hilfe und Umweltschutz unterwiesen wird, sowie die Betriebsanleitung und insbesondere die darin enthaltenen Sicherheitshinweise kennt. DE GEFAHR! Lebensgefahr durch elektrischen Strom Bei Berührung mit spannungsführenden Teilen besteht unmittelbare Lebensgefahr. Einbau und Montage des elektrischen Gerätes dürfen nur durch das Elektrofachpersonal erfolgen. Bei Betrieb mit einem defekten Netzgerät (z. B. Kurzschluss von Netzspannung zur Ausgangsspannung) können am Gerät lebensgefährliche Spannungen auftreten! WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 51

52 2. Sicherheit WARNUNG! Messstoffreste in ausgebauten Geräten können zur Gefährdung von Personen, Umwelt und Einrichtung führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnahmen ergreifen. DE Dieses Gerät nicht in Sicherheits- oder in Not-Aus-Einrichtungen benutzen. Fehlerhafte Anwendungen des Gerätes können zu Verletzungen führen. Am Gerät können im Fehlerfall aggressive Medien mit extremer Temperatur und unter hohem Druck oder Vakuum anliegen. 2.5 Beschilderung, Sicherheitskennzeichnungen Typenschilder Mit Messumformer und Ausgangssignal 4 20 ma Typ Herstellungsdatum (Jahr-Monat) 52 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

53 2. Sicherheit Mit direktem Sensorausgang mit Pt100 und Pt1000 Typ Herstellungsdatum (Jahr-Monat) DE Symbolerklärung Vor Montage und Inbetriebnahme des Gerätes unbedingt die Betriebsanleitung lesen! CE, Communauté Européenne Geräte mit dieser Kennzeichnung stimmen überein mit den zutreffenden europäischen Richtlinien. ATEX Europäische Explosionsschutz-Richtlinie (Atmosphère = AT, explosible = EX) Geräte mit dieser Kennzeichnung stimmen überein mit den Anforderungen der europäischen Richtlinie 94/9/EG (ATEX) zum Explosionsschutz. WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 53

54 3. Technische Daten 3. Technische Daten DE Thermometer mit Messumformer und Ausgangssignal 4 20 ma (Typ TR31-x-x-TT) Temperaturbereich Ohne Halsrohr C ( F), mit Halsrohr C ( F) 1) 2) Messelement Pt1000 Schaltungsart 2-Leiter Grenzabweichung des Klasse A 3) Messelements (nach IEC 60751) Messabweichung des ±0,25 K Messumformers (nach IEC 60770) Gesamtmessabweichung Messabweichung des Messelements + des nach IEC Messumformers Messspanne Minimal 20 K, maximal 300 K Grundkonfiguration Messbereich C ( F), andere Messbereiche sind einstellbar Analogausgang ma, 2-Leiter Linearisierung Temperaturlinear nach IEC Linearitätsfehler ±0,1 % 4) Einschaltverzögerung, Max. 4 s (Zeit bis zum ersten Messwert) elektrisch Anwärmzeit Stromwerte für Fehlersignalisierung Fühlerkurzschluss Sensorstrom Bürde RA Nach ca. 4 Minuten werden die im Datenblatt angegebenen technischen Daten (Genauigkeit) erreicht. Konfigurierbar nach NAMUR NE43 zusteuernd 3,6 ma aufsteuernd 21,0 ma Nicht konfigurierbar, nach NAMUR NE43 zusteuernd 3,6 ma < 0,3 ma (Eigenerwärmung kann vernachlässigt werden.) R A (U B - 10 V) / 23 ma mit R A in Ω und UB in V 54 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

55 3. Technische Daten Bürdeneinfluss Hilfsenergie U B Max. zulässige Restwelligkeit Hilfsenergieeingang Hilfsenergieeinfluss Einfluss der Umgebungstemperatur Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) 5) Temperatureinheiten Info-Daten Konfigurations- und Kalibrierungsdaten Elektrischer Anschluss Explosionsschutz ±0,05 % / 100 Ω DC V 10 % von U B erzeugt < 3 % Welligkeit des Ausgangsstromes Geschützt gegen Verpolung ±0,025 % / V (abhängig von der Hilfsenergie) 0,1 % der Spanne / 10 K T a 2004/108/EG, EN Emission (Gruppe 1, Klasse B) und Störfestigkeit (industrieller Bereich) 5), Konfiguration bei 20 % des vollen Messbereichs Konfigurierbar C, F, K TAG-Nr., Beschreibung und Anwendernachricht im Transmitter speicherbar Dauerhaft gespeichert M12 x 1-Rundsteckverbinder 4-polig Direkt angeschlossenes Kabel Eigensicher gemäß Ex i (ATEX) Gas/Staub, nach Richtlinie 94/9/EG (weitere Angaben siehe Sicherheitstechnische Höchstwerte und Kapitel 9.1.2) DE Angaben in % beziehen sich auf die Messspanne 1) Den Temperatur-Transmitter dabei vor Temperaturen über 85 C (185 F) schützen. 2) Ausführung mit mineralisolierter Mantelleitung einsetzbar bis 300 C (572 F). 3) Klassengenauigkeit A nur gültig im Temperaturbereich C ( F) bzw C ( F), ansonsten Klasse B 4) ±0,2 % bei Messbereichsanfang kleiner 0 C (32 F) 5) Widerstandsthermometer mit geschirmter Leitung betreiben und den Schirm auf mindestens einer Leitungsseite erden, wenn die Leitungen länger als 30 m sind oder das Gebäude verlassen. Das Gerät geerdet betreiben. 6) Während transienten Störbeeinflussungen (z. B. Burst, Surge, ESD) eine erhöhte Messabweichung von bis zu 2 % berücksichtigen. WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 55

56 DE 3. Technische Daten Thermometer mit direktem Sensorausgang mit Pt100 (Typ TR31-x-x-Px) und Pt1000 (Typ TR31-x-x-Sx) Temperaturbereich Ohne Halsrohr C ( F), mit Halsrohr C ( F) 7) Temperatur am Stecker Max. 85 C (185 F) Messelement Pt100 (Messstrom: 0,1... 1,0 ma) Pt1000 (Messstrom: 0,1... 0,3 ma) Schaltungsart 2-Leiter 3-Leiter 4-Leiter Grenzabweichung des Messelements nach IEC Klasse B bei 2-Leiter Klasse A 8) Elektrischer Anschluss M12 x 1-Rundsteckverbinder 4-polig Direkt angeschlossenes Kabel Explosionsschutz Eigensicher gemäß Ex i (ATEX) Gas/Staub, nach Richtlinie 94/9/EG (weitere Angaben siehe Sicherheitstechnische Höchstwerte und Kapitel 9.1.2) Detaillierte Angaben zu Pt-Sensoren siehe Technische Information IN unter Gehäuse Material CrNi-Stahl Schutzart Gehäuse mit gestecktem Stecker oder direkt EN 60529, IP 69K nach ISO IP 67 und IP 69 nach IEC 60529/ angeschlossenes Kabel 9) Anschlussstecker ungesteckt IP 67 nach IEC 60529/EN Gewicht in kg Ca. 0,2... 0,7 (je nach Ausführung) Maße Siehe Abmessungen in mm 7) Ausführung mit mineralisolierter Mantelleitung einsetzbar bis 300 C (572 F). 8) Klassengenauigkeit A nur gültig im Temperaturbereich C ( F) bzw C ( F), ansonsten Klasse B 9) Die angegebenen Schutzarten gelten nur im gesteckten Zustand mit Leitungssteckern entsprechender Schutzart. 56 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

57 3. Technische Daten Umgebungsbedingungen Umgebungstemperaturbereich M12 x 1-Rundsteckverbinder - Typ TR31-3-x-TT - Typ TR31-3-x-Px, TR31-3-x-Sx Direkt angeschlossenes Kabel (Typ TR31-K-x-xx) Lagertemperaturbereich M12 x 1-Rundsteckverbinder (Typ TR31-3-x-xx) C ( F) C ( F) C ( F) C ( F) Direkt angeschlossenes Kabel C ( F) (Typ TR31-K-x-xx) Klimaklasse nach IEC M12 x 1-Rundsteckverbinder - Typ TR31-3-x-TT - Typ TR31-3-x-Px, TR31-3-x-Sx Direkt angeschlossenes Kabel (Typ TR31-K-x-xx) Maximal zulässige Feuchte nach IEC Var. 2 Maximaler Betriebsdruck 10) 11) 140 Cx ( C or F, % r. h.) Cx ( C or F, % r. h.) Cx ( C or F, % r. h.) r. F. 100 %, Betauung zulässig bar bei Sensordurchmesser 3 mm 270 bar bei Sensordurchmesser 6 mm Vibration nach IEC Hz, 20 g 10) Schock IEC Salznebel IEC DE 10) Abhängig von der Geräteausführung 11) Reduzierter Betriebsdruck bei Verwendung einer Klemmverschraubung: CrNi-Stahl: max. 100 bar PTFE: max. 8 bar WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 57

58 DE 3. Technische Daten CE-Konformität, Zulassungen, Patente/Schutzrechte CE-Konformität EMV-Richtlinie 12) ATEX-Richtlinie Zulassungen IECEx Patente/Schutzrechte Adapter M12 x 1 zu Winkelstecker DIN EN ) Nur bei eingebautem Transmitter 2004/108/EG, EN Emission (Gruppe 1, Klasse B) und Störfestigkeit (industrieller Bereich) 94/9/EG, II 1G Ex ia IIC T1 - T6 Ga II 1/2G Ex ia IIC T1 - T6 Ga/Gb II 2G Ex ia IIC T1 - T6 Gb II 1D Ex ia IIIC T135 C Da II 1/2D Ex ia IIIC T135 C Da/Db II 2D Ex ia IIIC T135 C Db Zündschutzart i - Eigensicherheit, Zündschutzart id - Staubschutz durch Eigensicherheit Schutzrecht angemeldet unter Nr WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

59 3. Technische Daten Sicherheitstechnische Höchstwerte für den Stromschleifenkreis Thermometer mit Messumformer und Ausgangssignal 4 20 ma (Typ TR31-x-x-TT) Kenngrößen Explosionsgefährdete Explosionsgefährdete Gasatmosphäre Staubatmosphäre Klemmen + / - + / - Spannung U i DC 30 V DC 30 V Stromstärke l i 120 ma 120 ma Leistung P i 800 mw 750/650/550 mw Innere wirksame Kapazität C i 29,7 nf 29,7 nf Innere wirksame Induktivität L i vernachlässigbar vernachlässigbar Maximale Eigenerwärmung an der Fühler- oder Schutzrohrspitze 15 K 15 K DE Thermometer mit direktem Sensorausgang mit Pt100 (Typ TR31-x-x-Px) und Pt1000 (Typ TR31-x-x-Sx) Kenngrößen Explosionsgefährdete Gasatmosphäre WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) Explosionsgefährdete Staubatmosphäre Klemmen Spannung U i DC 30 V DC 30 V Stromstärke l i 550 ma 250 ma Leistung P i mw 750/650/550 mw Innere wirksame Kapazität C i vernachlässigbar vernachlässigbar Innere wirksame Induktivität L i vernachlässigbar vernachlässigbar Maximale Eigenerwärmung an der Fühler- oder Schutzrohrspitze (R th ) = 335 K/W (R th ) = 335 K/W Weitere technische Daten siehe WIKA-Datenblatt TE und Bestellunterlagen. 59

60 DE 4. Aufbau und Funktion 4. Aufbau und Funktion 4.1 Beschreibung Das Widerstandsthermometer Typ TR31 besteht aus einem Schutzrohr mit festem Prozessanschluss und wird direkt in den Prozess eingeschraubt. Es ist stoß- und vibrationsfest aufgebaut und alle elektrischen Bauteile sind gegen Feuchtigkeit geschützt (IP 67 bzw. IP 69K). Die Vibrationsfestigkeit entspricht der IEC (20 g, abhängig von der Geräteausführung). Die Stoßfestigkeit entspricht für alle Versionen den Anforderungen der IEC Die elektrische Kontaktierung erfolgt mittels Rundsteckverbinder M12 x 1 oder über das direkt angschlossene Kabel. Folgendes Zubehör darf verwendet werden: Zubehör Bestell-Nr. Adapter M12 x 1 zu Winkelstecker DIN EN A für Pt100 und Pt1000 Adapter M12 x 1 zu Winkelstecker DIN EN A für ma Winkelstecker DIN EN A Dichtung für Winkelstecker, EPDM, braun Anschlusskabel mit geformtem Stecker M12 x 1, gerade, flexible Länge: 5 m Anschlusskabel mit geformtem Stecker M12 x 1, gewinkelt, flexible Länge: 5 m Anschlusskabel mit geformtem Stecker M12 x 1, gerade, flexible Länge: 2 m Anschlusskabel mit geformtem Stecker M12 x 1, gewinkelt, flexible Länge: 2 m 60 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

61 4. Aufbau und Funktion Abmessungen in mm Prozessanschluss mit zylindrischem Gewinde (bzw. ohne Prozessanschluss) mit direktem Kabelabgang Anschlussleitung DE X ohne Halsrohr mit Klemmverschraubung mit Halsrohr ohne Prozessanschluss Legende: A (U 1 ) Einbaulänge N (M H ) Halslänge X Höhe Prozessanschluss Ød Sensordurchmesser W Länge des direkt angeschlossenen Kabels L Länge der freien Litzen Gewinde G 1/2 11 G 3/8 11 G 1/4 10 M12 11 M20 11 Höhe Prozessanschluss X WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 1) Bei Prozesstemperatur > 150 C (302 F) ist eine Halslänge N (M H) von 70 mm erforderlich, ansonsten N (M H) wählbar (55, 65 oder 70 mm). 61

62 4. Aufbau und Funktion Prozessanschluss mit kegeligem Gewinde mit direktem Kabelabgang DE Anschlussleitung X ohne Halsrohr mit Klemmverschraubung mit Halsrohr Legende: A (U 2 ) Einbaulänge N (M H ) Halslänge X Höhe Prozessanschluss Ød Sensordurchmesser W Länge des direkt angeschlossenen Kabels L Länge der freien Litzen 1) Bei Prozesstemperatur > 150 C (302 F) ist eine Halslänge N (M H) von 70 mm erforderlich, ansonsten N (M H) wählbar (55, 65 oder 70 mm). Gewinde 1/4 NPT 15 1/2 NPT 19 Höhe Prozessanschluss X 4.2 Lieferumfang Lieferumfang mit dem Lieferschein abgleichen. 62 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

63 5. Transport, Verpackung und Lagerung 5. Transport, Verpackung und Lagerung 5.1 Transport Gerät auf eventuell vorhandene Transportschäden untersuchen. Offensichtliche Schäden unverzüglich mitteilen und beschädigte Geräte nicht verwenden. 5.2 Verpackung Verpackung erst unmittelbar vor der Montage entfernen. Die Verpackung aufbewahren, denn diese bietet bei einem Transport einen optimalen Schutz (z. B. wechselnder Einbauort, Reparatursendung). DE 5.3 Lagerung Zulässige Bedingungen am Lagerort: Lagertemperatur: - M12 x 1-Rundsteckverbinder 4-polig: C ( F) - Direkt angeschlossenes Kabel: C ( F) Feuchtigkeit: % r. F. Folgende Einflüsse vermeiden: Direktes Sonnenlicht oder Nähe zu heißen Gegenständen Mechanische Vibration, mechanischer Schock (hartes Aufstellen) Ruß, Dampf, Staub und korrosive Gase Das Gerät in der Originalverpackung an einem Ort, der die oben gelisteten Bedingungen erfüllt, lagern. Wenn die Originalverpackung nicht vorhanden ist, dann das Gerät wie folgt verpacken und lagern: 1. Das Gerät in eine antistatische Plastikfolie einhüllen. 2. Das Gerät mit dem Dämmmaterial in der Verpackung platzieren. 3. Bei längerer Einlagerung (mehr als 30 Tage) einen Beutel mit Trocknungsmittel der Verpackung beilegen. WARNUNG! Vor der Einlagerung des Gerätes (nach Betrieb) alle anhaftenden Messstoffreste entfernen. Dies ist besonders wichtig, wenn der Messstoff gesundheitsgefährdend ist, wie z. B. ätzend, giftig, krebserregend, radioaktiv, usw. WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 63

64 6. Inbetriebnahme, Betrieb 6. Inbetriebnahme, Betrieb DE WARNUNG! Mechanische Belastungen der elektrischen Anschlüsse und der Gehäuse vermeiden. Alle Anschlüsse nur im drucklosen und abgekühlten Zustand öffnen. Maximal zulässige Prozesstemperaturen: Ohne Halsrohr: C ( F) Mit Halsrohr: C ( F) 1) Maximal zulässige Umgebungstemperatur: Am Gehäuse mit Transmitter: 85 C (185 F) Mit direkt angeschlossenem Kabel: C ( F) 1) Ausführung mit mineralisolierter Mantelleitung einsetzbar bis 300 C (572 F). 6.1 Montage Diese Widerstandsthermometer sind vorgesehen zum direkten Einschrauben in den Prozess. Einbaulänge sowie Strömungsgeschwindigkeit und Viskosität des Prozessmediums können sich reduzierend auf die max. Schutzrohrbelastung auswirken. Das Gehäuse muss gegen elektromagnetische Felder und elektrostatische Aufladungen geerdet werden. Es muss nicht gesondert an das Potentialausgleichsystem angeschlossen werden, wenn es festen und gesicherten metallischen Kontakt mit dem Behälter oder dessen Konstruktionsteilen oder Rohrleitungen hat, sofern diese mit dem Potentialausgleichsystem verbunden sind. Bei einem nichtmetallischen Kontakt mit dem Behälter oder dessen Konstruktionsteilen bzw. Rohrleitungen müssen alle in den explosionsgefährdeten Bereich ragende, elektrisch leitende Thermometerkomponenten mit einem Potentialausgleich versehen werden. WARNUNG! Reparaturen sowie bauliche Veränderungen sind nicht zulässig und führen zur Erlöschung der Garantie und der Zulassungen. 64 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

65 6. Inbetriebnahme, Betrieb Einbaubeispiele Einbaulänge A DE Installation an Rohren a am Winkelstück b in kleinerem Rohr, geneigt c senkrecht zur Strömungsrichtung Angaben zu den Einschraublöchern der DIN 3852 bzw. für NPT-Gewinde der ANSI B 1.20 entnehmen Anzugsdrehmomente für Klemmverschraubungen Dichtung Umdrehungen Max. Druck in bar Klemmring CrNi-Stahl 1 ¼... 1 ½ 100 Schneidring CrNi-Stahl 1 ¼... 1 ½ 100 Klemmring PTFE 1 ¼... 1 ½ Anzugsdrehmoment für den M12-Gegenstecker oder den M12-Adapter Anzugsdrehmoment von 0,6 Nm wählen. WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 65

66 6. Inbetriebnahme, Betrieb 6.2 Elektrischer Anschluss Der elektrische Anschluss erfolgt über den Rundsteckverbinder. Rundsteckverbinder 4-polig M12 x 1 Ausgangssignal Pt100 und Pt1000 Ausgangssignal ma DE Pin Signal Beschreibung 1 L V 2 VQ nicht angeschlossen 3 L- 0 V 4 C nicht angeschlossen Direkt angeschlossenes Kabel Ausgangssignal Pt100 und Pt Leiter 3-Leiter 4-Leiter rot weiß rot rot weiß rot rot weiß weiß Ausgangssignal ma braun blau Leiter Signal Beschreibung braun L V blau L- 0 V 66 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

67 6. Inbetriebnahme, Betrieb Bürdendiagramm Die zulässige Bürde hängt von der Spannung der Schleifenversorgung ab. Bei Kommunikation mit dem Gerät, mit Programmiereinheit PU-448, ist eine Bürde von maximal 350 Ω zulässig. Bürde RA in Ω Spannung U B in V DE 6.3 Verhalten des elektrischen Ausgangssignals ma Fühlerbruch und Kurzschluss Fühlerbruch bzw. Kurzschluss werden nach sicherem Erkennen (nach ca. 1 Sekunde) signalisiert. Wird dieser Fehler jedoch durch eine Fehlfunktion verursacht, so muss für ebenfalls ca. 1 Sekunde ein relevantes Messsignal anliegen um wieder in den Messmodus zu gelangen. Ab dem Zeitpunkt der Erkennung bis zur Fehlersignalisierung wird der letzte relevante Messwert auf der Stromschleife ausgegeben. Somit wird im Falle eines wahren Fühlerbruches bzw. Kurzschlusses dieser auch dauerhaft signalisiert. Im Falle eines falschen Fühlerbruches bzw. Kurzschlusses hat der Transmitter die Möglichkeit, wieder in den Messbetrieb zu gelangen. Medientemperatur außerhalb der Spanne Bei einer Überschreitung der im Transmitter konfigurierten Medientemperatur läuft der Transmitter noch linear in folgende Grenzen: 3,8 ma (MBA); 20,5 ma (MBE). Werden diese überschritten, so wird ein Fehler signalisiert. WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 67

68 DE 6. Inbetriebnahme, Betrieb Hysterese beim Rücklauf in die Messspanne Nach einer Überschreitung der linearen Fehlergrenzen muss beim Rücklauf in die Messspanne eine Hysterese von 0,1 ma überschritten werden. Diese Hysterese verhindert, dass der Transmitter am Rande der Fehlergrenzen zwischen Fehler und Messmodus hin- und herspringt. 3,8 ma 4 ma 20 ma 20,5 ma 3, ma ma ,5 ma Fehlersignalisierung Fehlersignalisierung Fehlersignalisierung Messmodus Fehlersignalisierung 3,9 ma 20,4 ma Fehlergrenzen und zulässiger Messbereich 68 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

69 7. Konfiguration 7. Konfiguration Das Konfigurieren erfolgt über die USB-Schnittstelle eines PC s via Programmiereinheit Typ PU-448 (Zubehör, Bestell-Nr ). Mit passendem Adapterkabel wird die Verbindung zum Thermometer hergestellt (Zubehör: Rundsteckverbinder M12 x 1, Bestell-Nr ; Krokodilklemmen für lose Anschlussdrähte, Bestell-Nr ). DE Einstellbar sind Messbereich, Dämpfung, Fehlersignalisierung, TAG-Nr. sowie weitere Parameter, siehe Konfigurationssoftware. Einfache Bedienung LED-Status-Anzeigen Kompakte Bauform Keine zusätzliche Spannungsversorgung weder für die Programmiereinheit noch für den Transmitter notwendig Ansicht der Konfigurationssoftware WIKAsoft-TT Konfigurationssoftware (mehrsprachig) als Download von WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 69

70 DE 7. Konfiguration Der Messbereich ist konfigurierbar zwischen C ( F). Die Konfigurationssoftware überprüft den gewünschten Messbereich und akzeptiert nur zulässige Werte. Zwischenwerte sind konfigurierbar, die kleinste Schrittweite ist 0,1 C oder 0,1 F. Ausgeliefert werden die Thermometer konfiguriert nach Kundenvorgabe im Rahmen der Konfigurationsmöglichkeiten. Bitte beachten: Der Messbereich des Thermometers wird begrenzt durch den Anwendungsbereich des Messelementes, nicht durch den Einstellbereich des Transmitters. Maximal zulässige Prozesstemperaturen: Ohne Halsrohr: C ( F) Mit Halsrohr: C ( F) 1) Maximal zulässige Umgebungstemperatur: Am Gehäuse mit Transmitter: 85 C (185 F) Mit direkt angeschlossenem Kabel: C ( F) 1) Ausführung mit mineralisolierter Mantelleitung einsetzbar bis 300 C (572 F). 70 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

71 8. Programmiereinheit PU-448 anschließen 8. Programmiereinheit PU-448 anschließen Anschluss PU-448 Adapterkabel mit Anschluss M DE TR31-3 Anschluss PU-448 Krokodilklemmen WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) TR31-K 71

72 9. Hinweise zu Montage und Betrieb im Ex-Bereich 9. Hinweise zu Montage und Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich 9.1 Allgemeine Hinweise zum Explosionsschutz DE Die Anforderungen der Richtlinie 94/9/EG (ATEX) müssen beachtet werden. Zusätzlich gelten die Angaben der jeweiligen Landesvorschriften bezüglich Ex-Einsatz (z. B. EN/IEC und EN/IEC ). Bei der Installation der Thermometer, sind nur Bauteile (z. B. Leitungen, Kabelverschraubungen etc.) zulässig, die für Eigensicherheit geeignet sind. Für die Erdung leitender Schirme die Bedingungen nach EN/ IEC beachten. Die Temperaturbeständigkeit der Anschlussleitung muss dem zulässigen Betriebstemperaturbereich der Gehäuse entsprechen. Bei Umgebungstemperaturen über 60 C sind wärmebeständige Anschlussleitungen zu verwenden (siehe Tabelle in Kapitel 4 Aufbau und Funktion ). Montage in metallischen Behälter: Das Gehäuse muss gegen elektromagnetische Felder und elektrostatische Aufladung geerdet werden. Es muss nicht gesondert an das Potentialausgleichsystem angeschlossen werden. Es ist ausreichend, wenn das metallische Schutzrohr festen und gesicherten Kontakt mit dem metallischen Behälter oder dessen Konstruktionsteilen oder Rohrleitungen hat, insofern diese Bauteile mit einem Potentialausgleichsystem verbunden sind. Montage in nichtmetallische Behälter: - Den Kabelschirm einseitig und bevorzugt im sicheren, also Nicht-Ex- Bereich (EN ) erden. Bei Geräten mit Kabelausgang ist der Schirm mit dem Gehäuse verbunden. Der gleichzeitige Anschluss von Gehäuse und Kabelschirm an Erde ist nur dann zulässig, wenn eine Potentialverschleppung zwischen Schirmanschluss (z. B. am Speisegerät) und Gehäuse ausgeschlossen werden kann (siehe EN ). - Das Widerstandsthermometer aus einem eigensicheren Stromkreis (Ex ia) versorgen. 72 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

73 9. Hinweise zu Montage und Betrieb im Ex-Bereich - Die innere wirksame Kapazität und Induktivität beachten. - Feindrahtige Leiterenden mit Aderendhülsen (Kabelkonfektionierung) versehen. - Bei Kabeln für den Einsatz in Zone 1 und 2 muss die Prüfspannung Leiter/Erde, Leiter/Schirm, Schirm/Erde > 500 V Wechselspannung betragen. Reparaturen sowie bauliche Veränderungen sind nicht zulässig und führen zur Erlöschung der Garantie und der jeweiligen Zulassung. Bauliche Veränderungen nach Auslieferung der Geräte obliegen nicht in der Verantwortung des Herstellers. DE A) Die Verantwortung über die Zoneneinteilung unterliegt dem Anlagenbetreiber und nicht dem Hersteller/Lieferanten der Betriebsmittel. B) Der Betreiber der Anlage stellt in eigener Verantwortung sicher, dass vollständige und im Einsatz befindliche Thermometer bezüglich aller sicherheitsrelevanten Merkmale identifizierbar sind. Beschädigte Thermometer dürfen nicht verwendet werden. lnstandsetzungen (Reparaturen) dürfen nur von dafür autorisierten Personen durchgeführt werden. Reparaturen dürfen nur mit Originalersatzteilen des Ursprungslieferanten durchgeführt werden, da ansonsten die Anforderungen der Zulassung nicht erfüllt sind. Bauliche Veränderungen nach Auslieferung der Geräte obliegen nicht in der Verantwortung des Herstellers. C) Ist eine Komponente eines elektrischen Betriebsmittels, von dem der Explosionsschutz abhängt, instandgesetzt worden, so darf das elektrische Betriebsmittel erst wieder in Betrieb genommen werden, nachdem der Sachverständige festgestellt hat, dass es in den für den Explosionsschutz wesentlichen Merkmalen den Anforderungen entspricht. Außerdem muss der Sachverständige hierfür eine Bescheinigung erstellen und das Betriebsmittel mit einem Prüfzeichen versehen. D) Punkt C) gilt dann nicht, wenn die Komponente durch den Hersteller entsprechend den Anforderungen und Bestimmungen instandgesetzt wurde. WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 73

74 9. Hinweise zu Montage und Betrieb im Ex-Bereich E) Bei Ersatzteilbestellung muss eine genaue Angabe über die Vorlieferung erfolgen: Zündschutzart (hier Ex i) Zulassungs-Nr. Auftrags-Nr. Fertigungs-Nr. DE Auftragsposition Besondere Bedingungen für die Verwendung (X-Conditions) 1. Ein Wärmerückfluss aus dem Prozess welcher die zulässige Umgebungstemperatur des Transmitters oder des Gehäuses überschreitet, ist nicht zulässig und durch geeignete Wärmeisolierung oder ein entsprechend langes Halsrohr zu verhindern. 2. Die Wandstärke ist größer als 0,2 mm und kleiner als 1 mm. Die Geräte daher keinen Umgebungsbeanspruchungen aussetzen, die die Trennwand nachteilig beeinträchtigen können. Alternativ kann ein Schutzrohr mit entsprechender Mindestwandstärke eingesetzt werden. 3. Bei Verwendung eines Schutzrohres/Halsrohres muss das Gesamtgerät so konstruiert sein, dass ein Einbau in einer Art möglich ist, die zu einem genügend dichten Spalt (IP 67) oder einem flammendurchschlagsicheren Spalt (EN/IEC ) hin zum weniger gefährdeten Bereich führt. 4. Die Umgebungstemperaturbereich (T a ) für Varianten mit optionalem Anschlusskabel mit geformtem Stecker M12 x 1 ist begrenzt auf C. 5. Die Umgebungstemperaturbereich (T a ) für Varianten mit optionalem Adapter M12 - EN ist begrenzt auf C. 74 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

75 9. Hinweise zu Montage und Betrieb im Ex-Bereich Ex-Kennzeichnung, Temperaturklasseneinteilung und Umgebungstemperaturen Für Anwendungen ohne Transmitter (Typen TR31-x-x-Px, TR31-x-x-Sx), die Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Gasatmosphären) erfordern, gelten folgende Temperaturklasseneinteilung und Umgebungstemperaturbereiche: Tabelle 1 Kennzeichnung II 1G Ex ia IIC T1 - T6 Ga II 1/2G Ex ia IIC T1 - T6 Ga/Gb II 2G Ex ia IIC T1 - T6 Gb Temperaturklasse Umgebungstemperaturbereich (T a ) Max. Oberflächentemperatur (T max ) an der Fühler- oder Schutzrohrspitze T C T M (Mediumstemperatur) T C + Eigenerwärmung T C Besondere Bedingungen T C für die sichere Anwendung T C (17) berücksichtigen. T C DE Für Anwendungen, die Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Staubatmosphären) erfordern, gelten folgende Oberflächentemperaturen und Umgebungstemperaturbereiche: Tabelle 2 Kennzeichnung II 1D Ex ia IIIC T135 C Da II 1/2D Ex ia IIIC T135 C Da/Db II 2D Ex ia IIIC T135 C Db Leistung P i Umgebungstemperaturbereich (T a ) WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) Max. Oberflächentemperatur (T max ) an der Fühler- oder Schutzrohrspitze 750 mw 650 mw C C T M (Mediumstemperatur) + Eigenerwärmung Besondere Bedingungen 550 mw C für die sichere Anwendung (17) berücksichtigen. 75

76 9. Hinweise zu Montage und Betrieb im Ex-Bereich Tabelle 3 DE Für Anwendungen mit Transmitter (TR31-x-x-TT), die Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Gasatmospären) erfordern, gelten die folgenden Temperaturklasseneinteilung und Umgebungstemperaturbereiche: Explosionsgefährdete Gasatmosphäre II 1G Ex ia IIC T1 - T6 Ga II 1/2G Ex ia IIC T1 - T6 Ga/Gb II 2G Ex ia IIC T1 - T6 Gb Temperaturklasse Umgebungstemperaturbereich (T a ) Max. Oberflächentemperatur (T max ) an der Fühler- oder Schutzrohrspitze T C T M (Mediumstemperatur) T C + Eigenerwärmung 15 K T C Besondere Bedingungen T C für die sichere Anwendung T C berücksichtigen. T C Für Anwendungen, die Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Staubatmosphären) erfordern, gelten folgende Oberflächentemperaturen und Umgebungstemperaturbereiche: II 1D Ex ia IIIC T135 C Da II 1/2D Ex ia IIIC T135 C Da/Db II 2D Ex ia IIIC T135 C Db Leistung P i Tabelle 4 Explosionsgefährdete Staubatmosphäre Umgebungstemperaturbereich (T a ) Max. Oberflächentemperatur (T max ) an der Fühler- oder Schutzrohrspitze 750 mw 650 mw C C T M (Mediumstemperatur) + Eigenerwärmung (15 K) Besondere Bedingungen 550 mw C für die sichere Anwendung berücksichtigen. 76 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

77 9. Hinweise zu Montage und Betrieb im Ex-Bereich Für Anwendungen, die EPL Gb oder Db erfordern, können die mit ia gekennzeichneten Geräte auch in Messstromkreisen des Typs ib mit den gleichen Anschlussparametern eingesetzt werden! Somit ist der gesamte Messstromkreis (inklusive dem Sensorkreis) ein ib -Stromkreis. Geräte, die in Versorgungsstromkreisen vom Typ ib betrieben wurden, dürfen nicht in Versorgungsstromkreisen vom Typ ia wiederverwendet werden. DE 9.2 Übersicht der Temperaturzonen Typ TR31-3 mit Transmitter ohne Halsrohr ohne Transmitter ohne Halsrohr mit Transmitter mit Halsrohr ohne Transmitter mit Halsrohr Ta: C Ta: C Ta: C Ta: C Ta: C Prozessanschluss Prozessanschluss Prozessanschluss Prozessanschluss TProzess: C TProzess: C WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 77

78 9. Hinweise zu Montage und Betrieb im Ex-Bereich Typ TR31-K mit Transmitter ohne Halsrohr ohne Transmitter ohne Halsrohr DE Ta: C Ta: C Ta: C Ta: C Prozessanschluss Prozessanschluss TProzess: C TProzess: C 78 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

79 9. Hinweise zu Montage und Betrieb im Ex-Bereich 9.3 Montagebeispiele im explosionsgefährdeten Bereich Typ TR31-3 Zone 0 Zone 1, Kennzeichnung 1/2G Zone 20 Zone 21, Kennzeichnung 1/2D Zonentrennung Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere DE Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere Sicherer Bereich Ex-Bereich Prozessanschluss Prozessanschluss Ex-Bereich Prozessanschluss geschweißt Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere zugehöriges elektrisches Betriebsmittel Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere Sicherer Bereich Ex-Bereich Prozessanschluss komplett in Zone 0 oder 20, Kennzeichnung 1G or 1D komplett in Zone 1 oder 21, Kennzeichnung 2G or 2D WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 79

80 9. Hinweise zu Montage und Betrieb im Ex-Bereich Typ TR31-K DE Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere zugehöriges elektrisches Betriebsmittel Sicherer Bereich Ex-Bereich Prozessanschluss Sicherer Bereich Ex-Bereich Ex-Bereich Prozessanschluss komplett in Zone 0 oder 20, Kennzeichnung 1G or 1D komplett in Zone 1 oder 21, Kennzeichnung 2G or 2D Zone 0 Zone 20 Zone 1, Kennzeichnung 1/2G Zone 21, Kennzeichnung 1/2D Zonentrennung Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere 80 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

81 10. Berechnungsbeispiele für die Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der Schutzrohrspitze 10.1 Beispielsberechnung Einsatz an der Trennwand zur Zone 0 Gesucht wird die maximale mögliche Temperatur T max an der Schutzrohrspitze Ø 6 mm mit Transmitter. DE T max ergibt sich aus der Addition der Mediumstemperatur sowie der Eigenerwärmung. Die Eigenerwärmung hängt ab von der zugeführten Leistung P o sowie dem Wärmewiderstand R th und beträgt 15 K. Beispiel Durchmesser: 6 mm Mediumstemperatur: T M = 150 C Temperaturklasse T3 (200 C) darf nicht überschritten werden Eigenerwärmung: 15 K T max = T M + Eigenerwärmung: 150 C + 15 C = 165 C Als Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T6 bis T3) müssen von den 200 C noch 5 C subtrahiert werden, es wären 195 C zulässig. Somit wird in diesem Fall die Temperaturklasse T3 nicht überschritten. Zusatzinformation: Temperaturklasse für T3 = 200 C Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (T6 bis T3) 1) = 5 K Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (T2 bis T1) 1) = 10 K 1) EN/IEC : 2012 Abs WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 81

82 11. Wartung und Reinigung 11. Wartung und Reinigung 11.1 Wartung Die hier beschriebenen Widerstandsthermometer sind wartungsfrei und enthalten keinerlei Bauteile, welche repariert oder ausgetauscht werden könnten. DE 11.2 Reinigung VORSICHT! Vor der Reinigung des Gerätes elektrische Anschlüsse trennen. Das Gerät mit einem feuchten Tuch reinigen. Dies gilt insbesondere für Thermometer mit Gehäusen aus Kunststoff und Kabelfühler mit kunststoffisolierter Anschlussleitung, um die Gefahr von elektrostatischen Aufladungen zu vermeiden. Elektrische Anschlüsse nicht mit Feuchtigkeit in Berührung bringen. Ausgebautes Gerät vor der Rücksendung spülen bzw. säubern, um Personen und Umwelt vor Gefährdung durch anhaftende Messstoffreste zu schützen. Messstoffreste in ausgebauten Geräten können zur Gefährdung von Personen, Umwelt und Einrichtung führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnahmen ergreifen. Hinweise zur Rücksendung des Gerätes siehe Kapitel 13.2 Rücksendung. 82 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

83 12. Störungen 12. Störungen Störungen Ursachen Maßnahmen Kein Signal/ Leitungsbruch Fehlerhafte Messwerte Fehlerhafte Messwerte (zu gering) Fehlerhafte Messwerte und zu lange Ansprechzeiten Anzeige des Messwertes springt Korrosion Signal gestört Zu hohe mechanische Belastung oder Übertemperatur Sensordrift durch Übertemperatur Sensordrift durch chemischen Angriff Feuchtigkeitseintritt am Kabel Falsche Einbaugeometrie, z. B. zu geringe Einbautiefe oder zu hohe Wärmeableitung WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) Ersatz des Fühlers durch eine geeignete Ausführung Ersatz des Fühlers durch eine geeignete Ausführung Medium analysieren Geeigneten IP-Schutz verwenden Der temperaturempfindliche Bereich des Sensors muss innerhalb des Mediums liegen, Oberflächenmessungen müssen isoliert sein Ablagerungen auf dem Ablagerungen entfernen Schutzrohr Leitungsbruch im Ersatz des Fühlers oder Anschlusskabel oder dickerer Leitungsquerschnitt Wackelkontakt durch mechanische Überbelastung Zusammensetzung Medium analysieren des Mediums nicht wie angenommen oder geändert Einstreuung durch Verwendung von geschirmten Anschlussleitungen, elektrische Felder oder Erdschleifen Erhöhung des Abstandes zu Motoren und leistungsführenden Leitungen Erdschleifen Beseitigung von Potentialen, Verwendung von galvanisch getrennten Speisetrennern oder Transmittern 83 DE

84 12. Störungen / 13. Demontage, Rücksendung... DE VORSICHT! Können Störungen mit Hilfe der oben aufgeführten Maßnahmen nicht beseitigt werden, ist das Gerät unverzüglich außer Betrieb zu setzen, sicherzustellen, dass kein Signal mehr anliegt und gegen versehentliche Inbetriebnahme zu schützen. In diesem Falle Kontakt mit dem Hersteller aufnehmen. Bei notwendiger Rücksendung die Hinweise siehe Kapitel 13.2 Rücksendung beachten. 13. Demontage, Rücksendung und Entsorgung 13.1 Demontage WARNUNG! Messstoffreste in ausgebauten Geräten können zur Gefährdung von Personen, Umwelt und Einrichtung führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnahmen ergreifen. WARNUNG! Verbrennungsgefahr! Vor dem Ausbau das Gerät ausreichend abkühlen lassen! Beim Ausbau besteht Gefahr durch austretende, gefährlich heiße Messstoffe. Widerstandsthermometer nur im drucklosen Zustand demontieren! 13.2 Rücksendung WARNUNG! Beim Versand des Gerätes unbedingt beachten: Alle an WIKA gelieferten Geräte müssen frei von Gefahrstoffen (Säuren, Laugen, Lösungen, etc.) sein. Zur Rücksendung des Gerätes die Originalverpackung oder eine geeignete Transportverpackung verwenden. 84 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

85 13. Demontage, Rücksendung und Entsorgung Um Schäden zu vermeiden: 1. Das Gerät in eine antistatische Plastikfolie einhüllen. 2. Das Gerät mit dem Dämmmaterial in der Verpackung platzieren. Zu allen Seiten der Transportverpackung gleichmäßig dämmen. 3. Wenn möglich einen Beutel mit Trocknungsmittel der Verpackung beifügen. 4. Sendung als Transport eines hochempfindlichen Messgerätes kennzeichnen. DE Hinweise zur Rücksendung befinden sich in der Rubrik Service auf unserer lokalen Internetseite Entsorgung Durch falsche Entsorgung können Gefahren für die Umwelt entstehen. Gerätekomponenten und Verpackungsmaterialien entsprechend den landesspezifischen Abfallbehandlungs- und Entsorgungsvorschriften umweltgerecht entsorgen. WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i) 85

86 Anlage: EG-Konformitätserklärung DE 86 WIKA Betriebsanleitung Typen TR31-3, TR31-K (Ex i)

87 WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i) 87

88 WIKA subsidiaries worldwide can be found online at WIKA-Niederlassungen weltweit finden Sie online unter WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG Alexander-Wiegand-Strasse Klingenberg Germany Tel Fax WIKA operating instructions models TR31-3, TR31-K (Ex i)