Instruction manual Readout and control modules for Ex-proof applications ATEX Doc. no.: 9.17.034J Date: 01-03-2010 ATTENTION Please read this instruction manual carefully before installing and operating the instrument. Not following the guidelines could result in personal injury and/or damage to the equipment. Related drawing. No modifications permitted without approval of the authorised person.
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BRONKHORST HIGH-TECH B.V. The information in this manual has been reviewed and is believed to be wholly reliable. No responsibility, however, is assumed for inaccuracies. The material in this manual is for information purposes only, and is subject to change without notice. Warranty Bronkhorst High-Tech B.V. February 2008 The products of Bronkhorst High-Tech B.V. are warranteed against defects in material and workmanship for a period of three years from the date of shipment provided they are used in accordance with the ordering specifications and not subjected to abuse or physical damage. Products that do not operated properly during this period may be repaired or replaced at no charge. Repairs are normally warranteed for one year or the balance of the original warranty, whichever is the longer. See also paragraph 9 of the Conditions of Sales. The warranty includes all initial and latent defects, random failures, and indeterminable internal causes. It excludes failures and damage caused by the customer, such as contamination, improper electrical hook-up, dropping etc. Re-conditioning of products primarily returned for warranty service that is partly or wholly judged non-warranty may be charged for. Bronkhorst High-Tech B.V. prepays outgoing freight charges when any part of the service is performed under warranty, unless otherwise agreed upon beforehand, however, if the product has been returned collect to Bronkhorst High-Tech B.V., these costs are added to the repair invoice. Import and/or export charges, foreign shipping methods/carriers are paid for by the customer. 9.17.034 page 3
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TABLE OF CONTENTS BRONKHORST HIGH-TECH B.V. 1 Introduction...page 7 2 Model configuration 2.1 Modules...page 8 2.2 Intrinsic safe electronic units...page 8 2.2.1 Transmitter supply unit for flow and pressure sensors...page 8 2.2.2 Isolating repeater for XB coil...page 9 2.3 Module setup...page 9 2.3.1 Model "20"...page 9 2.3.2 Model "21"...page 9 2.3.3 Model "22"...page 10 2.3.1 Model "23"...page 10 2.3.2 Model "24"...page 10 2.3.3 Model "25"...page 11 3 In/output signals 3.1 Rear panel connectors and controls...page 12 3.2 Connection to measuring devices...page 13 3.3 Connection to valves...page 14 3.4 Connection to remote equipment...page 14 4 Cables 4.1 Introduction...page 15 4.2 The transmitter supply unit for flow and pressure sensors...page 15 4.3 The control board with XC coil...page 15 4.4 Control system with XB-coil...page 16 4.5 Standard cables for Bronkhorst HI-TEC equipment...page 16 4.6 EMC and intrinsic safe circuits...page 16 5 Operation Appendices 1 Ex-proof certificates 2 Ex-proof manuals 9.17.034 page 5
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BRONKHORST HIGH-TECH B.V. 1 INTRODUCTION The Ex-proof modules have been designed for powering and signal conversion of intrinsic safe meters. Furthermore a valve drive circuit may be incorporated in the system. The output stage for the valve can, depending on the limits of the valve also be made intrinsically safe by using an isolating repeater. Without isolating repeater a valve with II 2 G (ATEX group and category) - Ex e mb II T4 (Cenelec) classification can be powered. With isolating repeater a valve with II 1 G/D (ATEX group and category) - Ex ia IIC T6 (Cenelec) classification can be powered. Note: Readout units with its I.S. isolators should be situated outside zone 2. 9.17.034 page 7
2 MODEL CONFIGURATION BRONKHORST HIGH-TECH B.V. E - 7 N N 0 - N N - N N -..... Module code (14TE) Housing Power supply Modules 20 R/C panel + transmitter supply unit for MFM/EPT (Ex-proof) 21 R/C panel + supply for MFM/EPT (Ex-proof) + control function for valve with XB-coil 22 R/C panel + supply for MFM/EPT (Ex-proof) + control function for valve with XC-coil Code for external output/input signals: N N - A A Module output signal 0-5 Vdc 0-10 Vdc 0-20 ma 4-20 ma Other/Specify Code A B C D Z Ext. setpoint/module input signal 0-5 Vdc 0-10 Vdc 0-20 ma 4-20 ma 1-5 Vdc Other/Specify Code A B C D F Z 2.1 Modules An Ex-proof module is a combination of an R/C panel, a transmitter supply unit and if needed, an isolating repeater to drive a XB coil. To comply with the intrinsic safe requirements, the system power supply is located in a separate 14 TE wide location. 2.2 Intrinsic safe electronic units 2.2.1 Transmitter supply unit for flow and pressure sensors Power supply for intrinsic safe flow and pressure sensor, providing galvanic isolation between input, output and power supply. The unit is a one channel power supply and signal converter. 4(15) - 20 ma input; 4(15) - 20 ma output. Power supply for the transmitter supply unit is 18.. 35 Vdc (24 Vdc nominal)/63 ma. Manufacturer : R. Stahl Schaltgeräte GmbH Type : ISPac 9160/**-1*-1* Type of protection II 3 (1) G Ex na nc [ia] IIC T4 Certificate no. : DMT 03 ATEX E 010 X Uo = 27 V Io = 88 ma Po = 576 mw Co 90 nf (IIC) / 705 nf (IIB) Lo 2.3 mh (IIC) / 14 mh (IIB) Ci negligible Li negligible Mechanical data Dimensions : 17.6 x 108 x 114 mm Mounting type : on top hat rail 35 page 8 9.17.034
BRONKHORST HIGH-TECH B.V. 2.2.2 Isolating repeater for XB coil Repeater for isolating the output of the controller circuit and the (XB) valve. The unit is capable of handling one channel. 0-50 ma input; 0-50 ma output. Manufacturer : R. Stahl Schaltgeräte GmbH Type : ISPac 9167/**-11-00 Type of protection II 3 (1) G Ex na [ia] IIC T4 Certificate no. : BVS 04 ATEX E 082 X Uo = 25 V Io = 99 ma Po = 613 mw Co 110 nf (IIC) / 840 nf (IIB) Lo 2.5 mh (IIC) / 11 mh (IIB) Ci negligible Li negligible Mechanical data Dimensions : 17.6 x 108 x 114 mm Mounting type : on top hat rail 35 2.3 Module setup 2.3.1 Model "20" +/-15Vdc R/C panel power & signals 2 wire intrinsic safe input MFM/EPT Stahl 9160 in/output I/O 2.3.2 Model "21" +/-15Vdc R/C panel power & signals conversion and control module 2 wire intrinsic safe input MFM/EPT Stahl 9160 2 wire intrinsic safe output valve Stahl 9167 in/output I/O 9.17.034 page 9
BRONKHORST HIGH-TECH B.V. 2.3.3 Model "22" +/-15Vdc R/C panel power & signals conversion and control module 2 wire intrinsic safe input MFM/EPT Stahl 9160 valve in/output I/O 2.3.4 Model "23" conversion and control module 2 wire intrinsic safe input MFM/EPT Stahl 9160 power & signals 2.3.5 Model "24" conversion and control module 2 wire intrinsic safe input MFM/EPT Stahl 9160 2 wire intrinsic safe output valve Stahl 9167 power & signals page 10 9.17.034
BRONKHORST HIGH-TECH B.V. 2.3.6 Model "25" conversion and control module 2 wire intrinsic safe input MFM/EPT Stahl 9160 valve power & signals 9.17.034 page 11
3 IN/OUTPUT SIGNALS BRONKHORST HIGH-TECH B.V. If applicable, connection of cables carrying in- and/or output signals is further explained in the customer system description. 3.1 Rear panel connectors and controls Rear (code 20 / 23) Rear (code 21 / 24) Rear (code 22 / 25) 2 1 3 Mains operated power supply 24Vac/dc power supply PE 1 : + 24 V d c / 24 V a c 2 : 0 V d c / 24 V a c 3 : n o t c o n n e c t e d P E : g r o u n d page 12 9.17.034
BRONKHORST HIGH-TECH B.V. P6 P3 P4 P5 P8 Potmeters for controller parameter setting are accessible via holes in the rear panel. Potmeter: P6: controls the valve quick start-up voltage. Set for optimum fast response behaviour from zero setpoint. (optional) P3: (flow control only) Controls the output differentiating network. This determines the dynamic response characteristic of the system. P4: (flow control only) Controls the D-action of the control circuit. P5: (pressure control only) D-action; for small system time constant. (small volume) P8: (pressure control only) PI-action; adjust for controller stability. 3.2 Connection to measuring devices The instrument connector is a female sub-miniature 9-pin D-connector. The pin designation is according to the Bronkhorst High-Tech B.V. standard for intrinsic safe instruments pinnumber 1 2 3 4 5 6 7 8 9 description not connected + 15-20 ma/4-20 ma not connected not connected not connected not connected -15-20 ma/4-20 ma not connected ground The + and - current signal input is intended for loop powered transducers. 9.17.034 page 13
BRONKHORST HIGH-TECH B.V. 3.3 Connection to valves The valve connector is a female sub-miniature 9-pin D-connector. The pin designation is according to the Bronkhorst High-Tech B.V. standard for control valves. pinnumber 1 2 3 4 5 6 7 8 9 description not connected not connected not connected 0 V valve + V valve not connected not connected not connected ground Only XB or XC type valves may be connected. Consult the label on the module for the correct valve model. 3.4 Connection to remote equipment For modules 20, 21 and 22: Consult: Digital readout and control system E-7000 for analog and digital instruments For modules 23, 24 and 25: The I/O connector is a male sub-miniature 9-pin D-connector. The pin designation is according to the Bronkhorst High-Tech B.V. standard for analog instruments. pinnumber 1 2 3 4 5 6 7 8 9 description not connected output signal setpoint signal not connected not connected default: not connected / optional: -15Vdc supply default: +24Vdc supply / optional : +15Vdc supply 0Vdc / common ground Power supply (default +24Vdc) must be connected to pin 7 (+) and pin 8 (0Vdc / common) Analog input signals should be connected to pin 3 (+) and 0 Vdc/common. Analog output signals are available at pin 2 (+) and 0 Vdc/common. Signals are according to one of the Bronkhorst High-Tech B.V. standards. The model configuration contains a code, describing the input/output signals. Notes: a. Max. load current output (0 20 ma / 4 20 ma sourcing) : 375 Ohm b. Min. load voltage output (0 5 Vdc / 0-10 Vdc) : 2 kohm c. Input load resistance (voltage 0 5 Vdc / 0-10 Vdc) : 1M d. Input load resistance (current sinking 0 20 ma / 4 20 ma) : 250 Ohm The power supply of the modules 23, 24 and 25 is factory set to default +24Vdc. page 14 9.17.034
BRONKHORST HIGH-TECH B.V. 4 Cables 4.1 Introduction An average two-wire cable has a capacity of 120 pf per meter and an inductivity of 0.67 µh/m. For 100 m cable this results into: C cable = 12 nf L cable = 67 µh 4.2 The transmitter supply unit for flow and pressure sensors If we take 100 m two-wire shielded 0,25 mm 2 than: Ck = 12 nf Lk = 67 µh Rk = 15.8 Ω (loopresistance) L / Rratio = 67/16 = 4,2 µh/ω For safety this is no problem. At 20 ma the voltage loss over the cable is: V = I x R = 0,02 x 15.8 = 0,3 V 4.3 The control board with XC coil For the XC coil the capacity and inductivity is not important, but the voltage loss is the limiting factor. The maximum voltage output of the controller is 14 Vdc. Control circuit Rk 14 Vdc 13 Vdc XC For a two-wire shielded cable we don't want to allow more than 1 Volt loss. So, on the coil Vmax will be 13 Volt. for XC I = V R = 13 65 = 200 ma The cable resistance may be R = U I = 1 0,2 = 5 Ω A 0,25 mm 2 cable has a loop resistance of 1,6 Ω per 10 meter. 5 In other words: the maximum length is: x 10 30 m 1,6 cable dia max. length 0,25 mm 2 30 m 0,50 mm 2 60 m 0,75 mm 2 90 m 9.17.034 page 15
4.4 Control system with XB-coil BRONKHORST HIGH-TECH B.V. For the XB-coil the calculation is as follows: Because the capacity and inductivity are negligible, these can be left out of the calculation. Resistance of the XB-coil = 300 Ω Max. control voltage from the control circuit: 25 Vdc Control circuit Rk 22 Vdc 11 Vdc Stahl 9167 XB It has to be possible that the coil gets at least 11 Vdc, so: I = 11 300 = 37 ma The maximum output of the isolating repeater is 11,5 Vdc (at 25 Vdc input). For cable losses is left : 11,5-11 = 0,5 Vdc V 0,5 Rcable = = = I 0,037 13,5 Ω 10 0,25 mm 2 gives 1,6 Ω per 10 m, so the max. cable length is 13,5 x = 84 m. 1,6 4.5 Standard cables for Bronkhorst HI-TEC equipment Cable length 10 m 20 m 60 m 100 m Flow/pressure sensor 0,25 mm 2 0,25 mm 2 0,25 mm 2 0,25 mm 2 XB coil 0,25 mm 2 0,25 mm 2 0,25 mm 2 XC coil 0,25 mm 2 0,25 mm 2 NB: Cable capacity and inductivity are negligible. 4.6 EMC and Intrinsic safe circuits Screens in cables used for intrinsic safe circuits should be earthed at one point only. For good EMC behaviour however, it is essential that the point of earthing is chosen according to the setup at which the system was tested. Follow the guidelines for electrical hook-up of sensors (flow, pressure) and valves (XC, XB). 5 Operation Consult: Digital readout and control system E-7000 for analog and digital instruments page 16 9.17.034
APPENDIX 1 EX-PROOF CERTIFICATES ATEX TRANSMITTER SUPPLY UNIT STAHL ISpac 9160 9.06.028 ISOLATING REPEATER STAHL ISpac 9167 9.06.036 1
APPENDIX 2 EX-PROOF MANUALS ATEX TRANSMITTER SUPPLY UNIT STAHL ISpac 9160 ISOLATING REPEATER STAHL ISpac 9167 1
Betriebsanleitung/Operating Instructions Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) Transmitter Supply Unit (Field Circuit Ex i) > 9160
Betriebsanleitung Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) > 9160
Inhaltsverzeichnis 1 Inhaltsverzeichnis 1 Inhaltsverzeichnis...2 2 Allgemeine Angaben...2 3 Allgemeine Sicherheitshinweise...3 4 Vorgesehener Einsatzbereich...5 5 Technische Daten...6 6 Projektierung...8 7 Hauptkomponenten...10 8 Montage...11 9 Installation...15 10 Vor Inbetriebnahme...19 11 Wartung...19 12 Reparaturarbeiten...20 13 Fehlerbeschreibung...20 14 Transport, Lagerung und Entsorgung...20 15 Zubehör und Ersatzteile...21 16 Baumuster-Prüfbescheinigung (aktueller Nachtrag)...23 17 Konformitätserklärung...24 2 Allgemeine Angaben 2.1 Hersteller R. STAHL Schaltgeräte GmbH Am Bahnhof 30 74638 Waldenburg, Germany Telefon: +49 7942 943-0 Telefax: +49 7942 943-4333 Internet: www.stahl.de 2.2 Angaben zur Betriebsanleitung ID-NR.: 168928 / 9160607310 Publikationsnummer: S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Hardwareversion: D/1 Technische Änderungen vorbehalten. 2 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
2.3 Verwendete Symbole Handlungsaufforderung: Beschreibt durch den Anwender auszuführende Tätigkeiten. Reaktionszeichen: Beschreibt Resultate bzw. Reaktionen auf Tätigkeiten. X Aufzählungszeichen Hinweiszeichen: Beschreibt Hinweise und Empfehlungen. Warnzeichen: Gefahr durch explosionsfähige Atmosphäre! Allgemeine Sicherheitshinweise 3 Allgemeine Sicherheitshinweise 3.1 Sicherheitshinweise für Montage- und Bedienpersonal Die Betriebsanleitung enthält grundlegende Sicherheitshinweise, die bei Aufstellung, Betrieb und Wartung zu beachten sind. Nichtbeachtung hat eine Gefährdung für Personen, Anlage und Umwelt zur Folge. WARNUNG Gefahr durch unbefugte Arbeiten am Gerät! Verletzungen und Sachschäden drohen. Montage, Installation, Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung dürfen ausschließlich von dazu befugtem und entsprechend geschultem Personal durchgeführt werden. Vor Montage/Inbetriebnahme: Betriebsanleitung lesen. Montage- und Betriebspersonal ausreichend schulen. Sicherstellen, dass der Inhalt der Betriebsanleitung vom zuständigen Personal voll verstanden wird. Es gelten die nationalen Montage- und Errichtungsvorschriften (z.b. IEC/EN 60079-14). Bei SIL-Anwendungen Sicherheitshandbuch beachten. Bei Installation der Geräte: X Bei Einsatz in Zone 2 muss das Gerät in ein Gehäuse gemäß IEC/EN 60079-15 eingebaut werden. X Bei Einsatz in Zone 22 muss das Gerät in ein Gehäuse gemäß IEC/EN 61241-1 eingebaut werden. X Bei Einsatz in Zone 2 und 22 dürfen an die eigensicheren Eingangsstromkreise eigensichere Geräte der Zonen 0, 1, 20 und 21 angeschlossen werden. X Die sicherheitstechnischen Werte der Feldgeräte müssen mit den Angaben des Datenblattes bzw. der EG-Baumusterprüfbescheinigung übereinstimmen. X Das Gerät darf nur an Geräte angeschlossen werden, in denen keine höheren Spannungen als AC 253 V (50 Hz) auftreten können. X Bei Zusammenschaltung mehrerer aktiver Betriebsmittel in einem eigensicheren Stromkreis können sich andere sicherheitstechnische Werte ergeben. Hierbei kann die Eigensicherheit gefährdet werden. 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 3
Allgemeine Sicherheitshinweise Bei Betrieb der Geräte: Betriebsanleitung am Einsatzort verfügbar halten. Sicherheitshinweise beachten. Nationale Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften beachten. Gerät nur entsprechend der Leistungsdaten betreiben. Wartungsarbeiten bzw. Reparaturen, die nicht in der Betriebsanleitung beschrieben sind, dürfen nicht ohne vorherige Abstimmung mit dem Hersteller durchgeführt werden. Beschädigungen können den Explosionsschutz aufheben. Umbauten und Veränderungen am Gerät, die den Explosionsschutz beeinträchtigen, sind nicht gestattet. Gerät nur in unbeschädigtem, trockenem und sauberem Zustand einbauen und betreiben. Bei Unklarheiten: Mit Hersteller Kontakt aufnehmen. 3.2 Warnhinweise Warnhinweise sind in dieser Betriebsanleitung nach folgendem Schema gegliedert: WARNUNG Art und Quelle der Gefahr! Mögliche Folgen. Maßnahmen zur Vermeidung der Gefahr. Sie sind immer mit dem Signalwort WARNUNG und teilweise mit einem gefahrenspezifischen Symbol gekennzeichnet. 3.3 Normenkonformität Die Komponente enspricht folgenden Bestimmungen und Normen: X Richtlinie 94/9/EG X IEC/EN 60079-0, IEC/EN 60079-11, IEC/EN 60079-15, IEC/EN 60079-26 X IEC/EN 61241-0, IEC/EN 61241-11 X IEC/EN 61326-1 4 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
Vorgesehener Einsatzbereich 4 Vorgesehener Einsatzbereich Die Messumformerspeisegeräte werden zum eigensicheren Betrieb von 2- und 3-Leiter- Messumformern oder zum Anschluss an eigensichere ma-quellen eingesetzt. Die 2- und 3-Leiter-Messumformer werden vom Messumformerspeisegerät mit Hilfsenergie versorgt. Die Geräte übertragen ein überlagertes HART-Kommunikationssignal bidirektional. Die Messumformerspeisegeräte dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 2 und 22 und im sicheren Bereich installiert werden. Bei Einsatz in Zone 2 muss das Gerät in ein Gehäuse gemäß IEC/EN 60079-15 eingebaut werden. Bei Einsatz in Zone 22 muss das Gerät in ein Gehäuse gemäß IEC/EN 61241-1 eingebaut werden. Die Messumformerspeisegeräte dürfen nur an Geräte angeschlossen werden, in denen keine höheren Spannungen als 253 V AC (50 Hz) auftreten. WARNUNG Gerät nur bestimmungsgemäß einsetzen! Sonst erlischt Herstellerhaftung und Gewährleistung. Gerät ausschließlich entsprechend den in dieser Betriebsanleitung festgelegten Betriebsbedingungen verwenden. Gerät darf in explosionsgefährdeten Bereichen nur gemäß dieser Betriebsanleitung betrieben werden. 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 5
Technische Daten 5 Technische Daten Explosionsschutz Installation Bescheinigungen Sicherheitstechnische Daten (CENELEC) Max. Spannung U o Max. Strom I o Max. Leistung P o Max. anschließbare Kapazität C o für IIC / IIB Max. anschließbare Induktivität L o für IIC / IIB Innere Kapazität C i und Induktivität L i Isolationsspannung U m E II 3 (1) G Ex na nc [ia] IIC T4 E II (1) D [Ex iad] in Zone 2, Div. 2 und im sicheren Bereich DMT 03 ATEX E 010 X 27 V 88 ma 576 mw 90 nf / 705 nf 2,3 mh / 14 mh vernachlässigbar 253 V Bei Anschluss von Stromquellen: Max. Ausgangsspannung U o Max. anschließbare Spannung U i Max. anschließbarer Strom I i Innere Kapazität C i und Induktivität L i 4.1 V 30 V 100 ma vernachlässigbar Weitere Angaben und Wertekombinationen, siehe Bescheinigung. Hilfsenergie Nennspannung U N Spannungsbereich Nennstrom 1/2 Kanäle Leistungsaufnahme 1/2 Kanäle Verlustleistung 1/2 Kanäle 24 V DC 18 V... 31,2 V 70 ma / 125 ma (bei U N, 20 ma) 1,7 W / 3,0 W (bei U N, 20 ma) 1,3 W / 2,2 W (bei U N, R L = 250 Ω) Ex i Eingang Eingangssignal 0/4 ma... 20 ma mit HART Funktionsbereich 0 ma... 24 ma Speisespannung für Messumformer )16 V bei 20 ma (für 2-, 3-Leiter) Ausgang Ausgangssignal bei 9160/.3-11-11. bei 9160/19-11-11. Ausgang A Ausgang B 0/4 ma... 20 ma mit HART 0/4 ma... 20 ma mit HART 0/4 ma... 20 ma ohne HART Lastwiderstand R L 0 O... 600 O (Klemme 1+ / 2- bzw. 5+ / 6-) 0 O... 379 O (Klemme 3+ / 2- bzw. 4+ / 6-) (mit internem 221 O Widerstand für HART) minimaler Lastwiderstand RL 0 O für 5 V... 15 V 500 O für 24 V 800 O für 30 V Fehlererkennung Ex i Eingang Drahtbruch < 2 ma Kurzschluss Verhalten des Ausgangs = Eingangssignal 6 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
Technische Daten Fehlermeldung Ex i Eingang/Ausgang Anzeige Leitungsfehler LED rot "LF" je Kanal Meldung Leitungsfehler und Hilfsenergieausfall - Kontakt (30 V / 100 ma), im Fehlerfall gegen Masse geschlossen - pac-bus, potentialfreier Kontakt (30 V / 100 ma) Umgebungsbedingungen Umgebungstemperatur - 20 C... + 60 C / + 70 C (siehe Kapitel Projektierung) Lagertemperaturbereich - 40 C... + 80 C Relative Feuchte (keine Betauung) ( 95 % Mechanische Daten Anschluss einadrig Schraubklemmen Federklemmen Schneid-Klemm- Technik starr 0,2... 2,5 mm 2 0,2... 2,5 mm 2 - - flexibel 0,2... 2,5 mm 2 0,2... 2,5 mm 2 0,5... 1 mm 2 flexibel mit Aderenhülsen (ohne / mit Kunststoffhülse) 0,25... 2,5 mm 2 0,25... 2,5 mm 2 - - zweiadrig Schraubklemmen Federklemmen Schneid-Klemm- Technik starr 0,2... 1 mm 2 - - - - flexibel 0,2... 1,5 mm 2 - - - - flexibel mit Aderenhülsen 0,25... 1 mm 2 0,5... 1 mm 2 - - Maßzeichnung (alle Maße in mm) - Änderungen vorbehalten X 99 17,6 Schraubklemmen Federzugklemmen Schneid-Klemm-Technik Maß X 108 mm 128 mm 131 mm 122 114,5 09685E00 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 7
Projektierung 6 Projektierung 6.1 Maximal zulässige Umgebungstemperaturen Belüftung ohne Umluft Kanäle Installation: DIN-Schiene pac-träger Einbaulage beliebig vertikal horizontal vertikal horizontal Belüftung mit Umluft 06877E00 06875E00 06879E00 06878E00 1 9160/13-10-10 70 C 60 C 65 C 55 C 60 C 1 9160/1*-11-11 70 C 60 C 65 C 55 C 60 C 1 9160-19-10-11 70 C 45 C 50 C 30 C 45 C 1 9160/19-11-11 70 C 45 C 50 C 30 C 45 C 2 9160/23-10-11 70 C 45 C 50 C 30 C 45 C 2 9160/2*-11-11 70 C 45 C 50 C 30 C 45 C Kanäle Installation: Einzelgerät Einzelgerät DIN-Schiene pac-träger Einbaulage beliebig vertikal horizontal vertikal horizontal 06877E00 06875E00 06879E00 06878E00 1 9160/13-10-10 70 C 70 C 70 C 60 C 60 C 1 9160/1*-11-11 70 C 70 C 70 C 60 C 60 C 1 9160-19-10-11 70 C 60 C 60 C 50 C 50 C 1 9160/19-11-11 70 C 60 C 60 C 50 C 50 C 2 9160/23-10-11 70 C 60 C 60 C 50 C 50 C 2 9160/2*-11-11 70 C 60 C 60 C 50 C 50 C 6.2 Verlustleistung Im Kapitel Technische Daten wird die max. Verlustleistung im Nennbetrieb angegeben. Da in der Praxis nicht alle Geräte gleichzeitig unter Volllast betrieben werden, erfolgt die Projektierung üblicherweise mit einer durchschnittlichen Verlustleistung von 70% (P 70% ). Typ Kanäle max. Verlustleistung 70% Verlustleistung 9160/13-10-11 1 1,5 W 1,1 W 9160/1*-11-11 1 1,5 W 1,1 W 9160/19-10-11 1/2 2,4 W 1,7 W 9160/19-11-11 1/2 2,4 W 1,7 W 9160/23-10-11 2 2,4 W 1,7 W 9160/2*-11-11 2 2,4 W 1,7 W 8 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
6.3 Projektierung der Verlustleistung in Schaltschränken Projektierung Beim Einbau von Geräten innerhalb von Schaltschränken wird der freie Luftstrom begrenzt und die Temperatur steigt. Um die Temperaturerhöhung zu minimieren, ist es wichtig, die Schaltschränke zu kühlen. Geschlossene Schaltschränke Maximal einbaubare Verlustleistung des Schaltschranks berechnen: P max = t * S * K Parameter Einheit Bedeutung P max W max. einbaubare Verlustleistung im Schaltschrank t C max. zulässige Temperaturerhöhung S m 2 freie, wärme-emittierende Oberfläche des Schaltschrankes K W/m 2 * C thermischer Leitfähigkeitskoeffizient (lakkierter Stahl: K = 5,5) Summe der durchschnittlichen Verlustleistungen (Σ P 70% ) der einzelnen Komponenten ermitteln. Maximal einbaubare Verlustleistung (P max ) mit der Summe der durchschnittlichen Verlustleistungen (Σ P 70% ) der einzubauenden Geräte vergleichen. Wenn P max > Σ P 70%, dann ist aktive Belüftung des Schaltschrankes nicht erforderlich. Wenn P max < Σ P 70%, dann ist akive Belüftung des Schaltschrankes erforderlich (siehe folgende Tabelle). Aktive Belüftungsmöglicheiten Belüftungsart Funktion Ergebnis Wärmetauscher Ein Wärmetauscher mit Lüfter saugt Luft in den Schaltschrank und drückt sie in die Wärmetauscherplatten, die durch einen zweiten Lüfter mit Umgebungsluft gekühlt werden. Je nach Ausführung des Wärmetauschers wird die maximal einbaubare Verlustleistung auf das 5- bis 6- fache erhöht. Klimaanlage Kühlung der Umgebungstemperatur. Offene Schaltschränke Offene Schaltschränke werden durch kühle Luftströme zwischen den Geräten gekühlt. Für eine optimale Kühlung müssen folgende Voraussetzungen gelten: X Es müssen Luftein- und Luftauslassöffnungen an den unteren und oberen Enden des Schaltschrankes vorhanden sein. X Der Weg des Luftstroms muss frei von Hindernissen sein. Durch diese Art der Lüftung ist die maximale einbaubare Verlustleistung (P max ) doppelt so hoch, wie bei geschlossenen Schaltschränken. Die kühlen Luftströme können durch die Anwendung von Lüftern verstärkt werden. Benötigte Luftstrommenge berechnen: Q = (3,1 * P 70% ) / t Parameter Einheit Bedeutung Q m 3 /h notwendiger Luftstrom P 70% W entstehende Verlustleistung (70 % der max. Verlustleistung) t C max. zulässige Temperaturerhöhung 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 9
Hauptkomponenten Aktive Belüftungsmöglicheiten Belüftungsart Funktion Ergebnis Lüfter Die Lüfter erzeugen einen Luftstrom durch die unteren Schaltschranköffnungen an den Geräten vorbei und über die oberen Schaltschranköffnungen hinaus. Verstärkung der kühlen Luftströme und Erhöhung der maximalen einbaubaren Verlustleistung. Klimaanlage Kühlung der Umgebungstemperatur. 7 Hauptkomponenten Zur Beschreibung der LEDs und DIP-Schalter, siehe Kapitel Inbetriebnahme bzw. Fehlerbeschreibung. 1 2 3 4 5 6 7 07393E00 Nr. Komponente 1 Anschlussklemmen für den sicheren Bereich 2 LED PWR, grün 3 LED LF1, rot 4 DIP-Schalter LF1 5 DIP-Schalter LF2 6 LED LF2, rot 7 Anschlussklemmen für den Ex-Bereich 10 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
Montage 8 Montage 8.1 Montage pac-bus Die Komponenten für den pac-bus müssen separat bestellt werden. Gewünschte Anzahl der pac-bus-elemente zusammenschieben. 07392E00 pac-bus-elemente auf Hutschiene aufsetzen. pac-bus-elemente auf Hutschine aufschwenken. 07391E00 Klemmenset am Anfang und am Ende montieren. pac-bus ist montiert. 10264E00 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 11
Montage 8.2 Montage auf Hutschiene mit bzw. ohne pac-bus Montage Beim Aufschwenken des Geräts auf die Hutschiene darauf achten, dass es nicht verkantet. Bei Bedarf pac-bus montieren (siehe Kapitel Montage pac-bus ). Gerät auf Hutschiene aufsetzen. Gerät auf Hutschiene aufschwenken. 06885E00 Demontage Fußriegel (1) mit dem Schraubendreher etwas herausziehen. Gerät herausschwenken. 06881E00 12 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
Montage 8.3 Montage auf pac-träger Montage Schwarze und grüne Klemmen entfernen. Gerät auf pac-träger ansetzen und vollständig einschwenken. Den roten Rasthebel mit leichtem Druck schließen. 06887E00 Demontage Rastmechanismus (1) mit einem Schraubendreher öffnen. Gerät wird aus dem Steckplatz geschoben (2). 06884E00 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 13
Montage 8.4 Abziehbare Klemmen Alle Geräte sind mit abziehbaren Klemmen ausgestattet. Demontage Schraubendreher hinter Klemme ansetzen (1). Klemme herausdrücken (2). 06883E00 Montage Klemme in Gerät stecken. 14 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
Installation 9 Installation 9.1 Anschlussplan 09739E01 Typen 9160/**-1*-11 Typen 9160/19-1*-11 Stromversorgung ohne pac-bus Stromversorgung an die grünen Klemmen 9- und 7+ anschließen. 09764E01 Stromversorgung mit pac-bus Die Stromversorgung ist nach Montage auf dem pac-bus angeschlossen. 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 15
Installation 9.2 Eingangsbeschaltung Zwei-Leiter- Messumformer Drei-Leiter- Messumformer ma-quelle Kanal 2 + 14 13+ 15-14 13+ - + 15-14 06980E00 06979E00 Klemme 14: 0/4... 20 ma 06981E00 Kanal 1 + 12+ 10 10 - + 12+ 11-11- 10 06976E00 Kanal 1 anschließen 06977E00 Klemme 10: 0/4... 20 ma Eingangskomponente für Kanal 1 je nach Ausführung an die blauen Klemmen 10, 11, 12 anschließen. 06978E00 Kanal 2 anschließen Eingangskomponente für Kanal 2 je nach Ausführung an die blauen Klemmen 13, 14, 15 anschließen. 9.3 Ausgangsbeschaltung Kanal 2 9160/.3-11-11. 9160/.3-10-11. Kanal 1 09742E00 09741E00 09744E00 09743E00 Kanal 2 9160/19-11-11. 9160/19-10-11. Kanal 1 09740E00 04813E00 09744E00 09743E00 16 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
HART-Kommunikation Installation Die Module 9160/11-11-11 und 9160/21-11-11 verfügen nicht über eine HART-Kommunikation. Für die HART-Kommunikation im Ausgangsstromkreis einen Lastwiderstand (R L ) von mindestens 250 O verwenden (z.b. ein Eingangswiderstand der Eingangsbaugruppe). Wenn dieser Lastwiderstand nicht zur Verfügung steht, den internen Widerstand (221 O) verwenden. Durch die Verwendung des internen Widerstandes veringert sich die maximale Ausgangslast auf 479 O. Anschluss 9160/..-1.-11 Anschluss der Ausgangskomponenten ohne Verwendung des internen Widerstands: 2 2 1 1 Anschluss ohne internen Widerstand 07120E00 Ausgangskomponente für Kanal 1 an die schwarzen Klemmen 1+ und 2- anschließen. Ausgangskomponente für Kanal 2 an die schwarzen Klemmen 5+ und 6- anschließen. Anschluss der Ausgangskomponenten unter Verwendung des internen Widerstands: 2 2 1 1 Anschluss mit internem Widerstand 07119E00 Ausgangskomponente für Kanal 1 an die schwarzen Klemmen 3+ und 2- anschließen. Ausgangskomponente für Kanal 2 an die schwarzen Klemmen 4+ und 6- anschließen. 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 17
Installation Anschluss 9160/19-1.-11 Anschluss der Ausgangskomponenten ohne Verwendung des internen Widerstands: B 1 A Anschluss ohne internen Widerstand 07118E00 Ausgangskomponente für Kanal A an die schwarzen Klemmen 1+ und 2- anschließen. Ausgangskomponente für Kanal B an die schwarzen Klemmen 5+ und 6- anschließen. Anschluss der Ausgangskomponenten unter Verwendung des internen Widerstands: B 1 A Anschluss mit internem Widerstand 07112E00 Ausgangskomponente für Kanal A an die schwarzen Klemmen 3+ und 2- anschließen. Ausgangskomponente für Kanal B an die schwarzen Klemmen 5+ und 6- anschließen. 18 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
Vor Inbetriebnahme 10 Vor Inbetriebnahme Vor Inbetriebnahme sicherstellen, dass X das Gerät vorschriftsmäßig im korrekten Steckplatz installiert wurde. X das Gerät nicht beschädigt ist, X die Kabel ordnungsgemäß angeschlossen sind. 10.1 Einstellungen Leitungsfehlererkennung Bei der Auslieferung ist die Leitungsfehlererkennung deaktiviert. Die Leitungsfehlererkennung bezieht den Eingang und Ausgang mit ein. Bei der Gerätevariante 9160/19-..-.. bezieht sich die Leitungsfehlererkennung auf den gemeinsamen Eingang und den entsprechenden Ausgang. Offene Ausgänge führen deshalb zu einer Fehlermeldung. Nicht genutzte aktive Ausgänge mit einem 250 Ohm Widerstand beschalten. Die Änderung der DIP-Schalter ist auch in Zone 2 und bei angeschlossenen, eigensicheren Eingangssignalen zulässig. Deaktiviert Aktiviert Kanal 1 Kanal 2 Bei Einsatz in sicherheitsgerichteten Anwendunge/Stromkreisen Leitungsfehlererkennung aktivieren. 11 Wartung 06888E00 06889E00 Art und Umfang der Prüfungen den entsprechenden nationalen Vorschriften (z.b. IEC/EN 60079-17) entnehmen. Die Fristen so bemessen, dass entstehende Mängel in der Anlage, mit denen zu rechnen ist, rechtzeitig festgestellt werden. Im Rahmen der Wartung prüfen: X Leitungen auf festen Sitz. X Gerät auf sichtbare Schäden. X Einhaltung der zulässigen Temperaturen gem. IEC/EN 60079-0. X Bestimmungsgemäße Funktion. X Bei SIL-Anwendungen Sicherheitshandbuch beachten. 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 19
Reparaturarbeiten 12 Reparaturarbeiten Reparaturarbeiten dürfen nur vom Hersteller durchgeführt werden. Umbauten oder Änderungen am Betriebsmittel sind nicht gestattet. Betriebsmittel an den Hersteller zur Reparatur zurücksenden. 13 Fehlerbeschreibung WARNUNG Gefahr durch unsachgemäße Wartung/Reparatur Explosionsschutz ist nicht mehr gewährleistet. Reparaturen am Gerät dürfen nur von R. STAHL durchgeführt werden. Fehlerekennung Fehlerursache Fehlerbehebung LED PWR erloschen Hilfsenergie ausgefallen Hilfsenergieversorgung kontrollieren Gerätesicherung defekt Sicherung durch Hersteller tauschen lassen LED LF leuchtet Leitungsfehler Kurzschluss oder Drahtbruch beseitigen Für die schnelle Bearbeitung werden folgende Angaben benötigt: X Typ und Seriennummer X Kaufdaten X Fehlerschreibung X Einsatzzweck (insbesondere Eingangs- und Ausgangsbeschaltung) X Einsatz in sicherheitsgerichteten Anwendungen/Stromkreisen 14 Transport, Lagerung und Entsorgung Transport Erschütterungsfrei in Originalkarton, nicht stürzen, vorsichtig handhaben. Lagerung Trocken in Originalverpackung lagern. Zulässige Lagertemperatur in Originalverpackung: - 40 C... + 80 C Entsorgung Umweltgerechte Entsorgung aller Bauteile gemäß den gesetzlichen Bestimmungen sicherstellen. 20 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
Zubehör und Ersatzteile 15 Zubehör und Ersatzteile Benennung Abbildung Beschreibung Bestellnummer Gewicht kg Beschriftungsbogen DIN A4 180 Schilder 160640 0,001 09900E00 Schraubklemmen grün 112817 0,001 07099E00 schwarz 112816 0,001 07093E00 blau 112818 0,005 07096E00 Schraubklemmen mit Prüfabgriff schwarz 113005 0,001 07108E00 blau 113004 0,001 07107E00 Federzugklemmen grün 112825 0,005 07094E00 schwarz 112824 0,005 07100E00 blau 112826 0,005 07103E00 Schneid-Klemm Technik grün 112827 0,005 07106E00 schwarz 112922 0,005 07095E00 blau 112923 0,005 07092E00 DIN-Schiene (EN 50 022) NS 35 / 15 (Meterware) 103714 1,410 NS 35 / 7,5 (Meterware) 103707 0,349 07104E00 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 21
Zubehör und Ersatzteile Benennung Abbildung Beschreibung Bestellnummer Gewicht kg Dummy-Modul zum Auflegen nicht benutzter Leitungen 9191/20-00-00 0,060 07091E00 Endhalter z. B. Phoenix, E/ME, TBUS NS 35 GY, CLIPFIX 35 oder ähnlich 10271E00 Klemmenset für pac-bus 5-polig, (Set Anfang + Ende) mit Brücke für Fehlermeldekette 9194/50-01 0,008 10264E00 22 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
Baumuster-Prüfbescheinigung (aktueller Nachtrag) 16 Baumuster-Prüfbescheinigung (aktueller Nachtrag) 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-de-19/05/2008 Messumformerspeisegerät (Feldstromkreis Ex i) 9160 23
Konformitätserklärung 17 Konformitätserklärung 24 Messumformerspeisegerät 168928 / 9160607310 (Feldstromkreis Ex i) 9160 S-BA-9160-09-de-19/05/2008
Operating Instructions Transmitter Supply Unit (Field Circuit Ex i) > 9160
Contents 1 Contents 1 Contents...2 2 General Information...2 3 General Safety Information...3 4 Designated Use...5 5 Technical Data...6 6 Engineering...8 7 Main components...11 8 Assembly...12 9 Installation...16 10 Before commissioning...20 11 Maintenance...20 12 Repair work...21 13 Fault description...21 14 Transport, Storage and Disposal...21 15 Accessories and Spare Parts...22 16 Type Examination Certificate (latest addendum)...24 17 Declaration of Conformity...25 18 Certification Drawing - FM...26 19 Certification Drawing - UL...27 20 Certification Drawing - CSA...28 2 General Information 2.1 Manufacturer R. STAHL Schaltgeräte GmbH Am Bahnhof 30 D74638 Waldenburg Telephone: +49 7942 943-0 Fax: +49 7942 943-4333 Internet: www.stahl.de 2.2 Information Regarding the Operating Instructions ID NO.: 168928 / 9160607310 Publication Code: S-BA-9160-09-en-19/05/2008 Hardware version: D/1 We reserve the right to make technical changes without notice. 2 Transmitter Supply Unit (Field Circuit 168928 / 9160607310 Ex i) 9160 S-BA-9160-09-en-19/05/2008
2.3 Symbols used Action request: Describes actions to be carried out by the user. Reaction sign: Describes the results or the reactions to the actions taken. X Bullet Sentinel: Describes the notes and recommendations. Warning sign: Danger due to an explosive atmosphere! General Safety Information 3 General Safety Information 3.1 Safety Instructions for Assembly and Operating Personnel The operating instructions contain basic safety instructions which are to be observed during installation, operation and maintenance. Non-observance will endanger persons, plant and the environment. WARNING Risk due to unauthorised work being performed on the device! There is a risk of injury to persons and damage to equipment. Assembly, installation, commissioning, operation and maintenance must only be performed by personnel who are both authorised and suitably trained for this purpose. Before assembly/commissioning: Read through the operating instructions. Give adequate training to the assembly and operating personnel. Ensure that the contents of the operating instructions are fully understood by the personnel in charge. The national installation and assembly regulations (e.g. IEC/EN 60079-14) apply. For SIL applications observe safety manual. When installing the devices: X When using the device in Zone 2 it must be assembled into an enclosure according to IEC/EN 60079-15. X When using the device in Zone 22 it must be assembled into an enclosure according to IEC/EN 61241-1. X When used in Zones 2 and 22 the intrinsically safe devices of Zone 0, 1, 20 and 21 can be connected to intrinsically safe input electric circuits. X The values of the field devices relevant for safety have to match specifications in the data sheet or the EC prototype test certificate. X The device may only be connected to devices that do not carry voltage higher than AC 253 V (50 Hz). X Interconnecting several devices in a single intrinsically safe electric circuit can result in different safety-related values. This may impair intrinsic safety. 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-en-19/05/2008 Transmitter Supply Unit (Field Circuit Ex i) 9160 3
General Safety Information When operating the devices: Ensure the operating instructions are made available on location at all times. Observe safety instructions. Observe national safety and accident prevention regulations. Only run the device according to its performance data. Servicing/maintenance or repair work which are not described in the operating instructions must not be performed without prior agreement with the manufacturer. Any damage may render explosion protection null and void. No changes to the device impairing their explosion protection are permitted. Install and use the device only if it is undamaged, dry and clean. If you have questions: Contact the manufacturer. 3.2 Warnings Warnings are sub-divided in these operating instructions according to the following scheme: WARNING Type and source of the danger! Possible consequences. Measures to avoid danger. They are always identified by the signalling word WARNING and sometimes also have a symbol which is specific to the danger involved. 3.3 Conformity to Standards The components comply with the following standards and directives: X Directive 94/9/EC X IEC/EN 60079-0, IEC/EN 60079-11, IEC/EN 60079-15, IEC/EN 60079-26 X IEC/EN 61241-0, IEC/EN 61241-11 X IEC/EN 61326-1 4 Transmitter Supply Unit (Field Circuit 168928 / 9160607310 Ex i) 9160 S-BA-9160-09-en-19/05/2008
Designated Use 4 Designated Use Transmitter supply units are used for intrinsically safe operation of 2- and 3-wires transmitters or for connection to intrinsically safe ma sources. 2- and 3-wires transmitters are supplied with energy by power supply. The devices transmit a superimposed HART communication signal bidirectionally. The transmitter supply units can be installed in hazardous areas of zone 2 and 22 and in the safe area. When using the device in Zone 2 it must be assembled into an enclosure according to IEC/EN 60079-15. When using the device in Zone 22 it must be assembled into an enclosure according to IEC/EN 61241-1. The transmitter supply units may only be connected to devices that do not carry voltage higher than AC 253 V (50 Hz). WARNING Only use the device for its intended purpose! Otherwise, the manufacturer s liability and warranty expire. The device may only be used under the operating conditions described in these operating instructions. The device may only be used in hazardous areas according to these operating instructions. 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-en-19/05/2008 Transmitter Supply Unit (Field Circuit Ex i) 9160 5
Technical Data 5 Technical Data Explosion protection Installation Certificates Safety Data (CENELEC) Max. voltage U o Max. current I o Max. power P o Max. connectable capacitance C o for IIC/ IIB Max. connectable inductance L o for IIC/IIB Inner capacitance C i and Inductance L i Isolation voltage U m E II 3 (1) G Ex na nc [ia] IIC T4 E II (1) D [Ex iad] in zone 2, Div. 2 and in the safe area DMT 03 ATEX E 010 X 27 V 88 ma 576 mw 90 nf / 705 nf 2.3 mh / 14 mh negligible 253 V When connecting a current source: Max. output voltage U o Max. connectable voltage U i Max. connectable current I i Inner capacitance C i and Inductance L i 4.1 V 30 V 100 ma negligible See certification for further information and value combinations Power supply Nominal voltage U N Voltage range Nominal current 1/2 channels Power consumption 1 / 2 channels Power dissipation 1/2 channels 24 V DC 18 V... 31.2 V 70 ma / 125 ma (at U N, 20 ma) 1.7 W / 3.0 W (at U N, 20 ma) 1.3 W / 2.2 W (at U N, R L = 250 Ω) Ex i Input Input signal 0/4 ma... 20 ma with HART Functional range 0 ma... 24 ma Supply voltage for transmitters )16 V at 20 ma Output Output signal with 9160/.3-11-11. with 9160/19-11-11. Output A Output B 0/4 ma... 20 ma with HART 0/4 ma... 20 ma with HART 0/4 ma... 20 ma without HART Load resistance R L 0 O... 600 O (terminal 1+ / 2- or 5+ / 6-) 0 O... 379 O (terminal 3+ / 2- or 4+ / 6-) (with internal 221 O resistance for HART) minimum load resistance RL 0 O for 5 V... 15 V 500 O for 24 V 800 O for 30 V 6 Transmitter Supply Unit (Field Circuit 168928 / 9160607310 Ex i) 9160 S-BA-9160-09-en-19/05/2008
Technical Data Fault detection Ex i input Open circuit < 2 ma Short circuit Behaviour of the output = Input signal Fault message Ex i Input/Output Indication of faulty line LED red LF per channel Message of faulty line and power supply failure Ambient conditions Ambient temperature - Contact (30 V / 100 ma) closed to ground in case of fault - pac-bus, floating contact (30 V / 100 ma) - 20 C... + 60 C / + 70 C (see chapter Engineering) Storage temperature range - 40 C... + 80 C Relative humidity (no condensation) ( 95 % Mechanical data Connection single-wire Screw terminals Spring cage terminals rigid 0.2... 2.5 mm 2 0.2... 2.5 mm 2 - - Insulation displacement connectors flexible 0.2... 2.5 mm 2 0.2... 2.5 mm 2 0.5... 1 mm 2 flexible, end covering sleeves (without / with plastic sleeving) 0.25... 2.5 mm 2 0.25... 2.5 mm 2 - - two wires Screw terminals Spring cage terminals rigid 0.2... 1 mm 2 - - - - Insulation displacement connectors flexible 0.2... 1.5 mm 2 - - - - flexible with end covering sleeves 0.25... 1 mm 2 0.5... 1 mm 2 - - Dimensional drawing (all dimensions in mm) - subject to alterations X 99 17,6 Screw terminals Spring cage terminals Insulation displacement connectors Dimension X 108 mm 128 mm 131 mm 122 114,5 09685E00 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-en-19/05/2008 Transmitter Supply Unit (Field Circuit Ex i) 9160 7
Engineering 6 Engineering 6.1 Maximum ambient temperatures Ventilation without recirculation Channels Installation: Installation position Single device DIN rail pac-carrier arbitrary vertical horizontal vertical horizontal 06877E00 06875E00 06879E00 06878E00 1 9160/13-10-10 70 C 60 C 65 C 55 C 60 C 1 9160/1*-11-11 70 C 60 C 65 C 55 C 60 C 1 9160-19-10-11 70 C 45 C 50 C 30 C 45 C 1 9160/19-11-11 70 C 45 C 50 C 30 C 45 C 2 9160/23-10-11 70 C 45 C 50 C 30 C 45 C 2 9160/2*-11-11 70 C 45 C 50 C 30 C 45 C Ventilation with recirculation Channels Installation: Installation position Single device DIN-rail pac-carrier arbitrary vertical horizontal vertical horizontal 06877E00 06875E00 06879E00 06878E00 1 9160/13-10-10 70 C 70 C 70 C 60 C 60 C 1 9160/1*-11-11 70 C 70 C 70 C 60 C 60 C 1 9160-19-10-11 70 C 60 C 60 C 50 C 50 C 1 9160/19-11-11 70 C 60 C 60 C 50 C 50 C 2 9160/23-10-11 70 C 60 C 60 C 50 C 50 C 2 9160/2*-11-11 70 C 60 C 60 C 50 C 50 C 8 Transmitter Supply Unit (Field Circuit 168928 / 9160607310 Ex i) 9160 S-BA-9160-09-en-19/05/2008
Engineering 6.2 Power dissipation The maximum power dissipation during rating is specified in chapter Technical data. Since in practice not all devices are used under full load the engineering is usually carried out with an average power dissipation of 70 % (P 70% ). Type Channels Max. power dissipation 70% Power dissipation 9160/13-10-11 1 1.5 W 1.1 W 9160/1*-11-11 1 1.5 W 1.1 W 9160/19-10-11 1/2 2.4 W 1.7 W 9160/19-11-11 1/2 2.4 W 1.7 W 9160/23-10-11 2 2.4 W 1.7 W 9160/2*-11-11 2 2.4 W 1.7 W 6.3 Engineering of the power dissipation in cabinets When assembling the devices into switch cabinets the free air flow is limited and the temperature rises. To minimize the temperature rise it is essential to cool the switch cabinets. Closed cabinets Calculate the maximum permissible power dissipation of the switch cabinet: P max = t * S * K Parameter Unit Meaning P max W max. permissible power dissipation in a cabinet t C max. permissible temperature rise S m 2 free heat emitting surface of the switch cabinet K W/m 2 * C thermal conductivity coefficient (coated steel: K = 5.5) Determine the sum of average power dissipation (Σ P 70% ) of individual components. Compare the maximum permissible power dissipation (P max ) with the sum of average power dissipations (Σ P 70% ) of the devices to be assembled. If P max > Σ P 70%, then the active ventilation of the cabinet is not required. If P max < Σ P 70%, then the active ventilation of the cabinet is required (see the following table). Active ventilation options Ventilation type Function Result Heat exchanger An air heat exchanger with ventilators draws air into the cabinet and presses it into the heat exchanger plates which are cooled by the second ventilator with ambient air. Depending on the version of the heat exchanger the maximum permissible power dissipation is increased by up to 5 or 6 times. Air conditioner Cooling of the ambient temperature. 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-en-19/05/2008 Transmitter Supply Unit (Field Circuit Ex i) 9160 9
Engineering Open cabinets Open cabinets are cooled by means of cool air flows between the devices. For optimum cooling following conditions must apply: X There should be air intake and escape openings available on the upper and lower end of the cabinet. X There must be no obstacles on the way of the air flow. Due to this type of ventilation the maximum permissible power dissipation (P max ) is twice as high compared to that in closed cabinets. The cool air flow can be intensified by the use of ventilators. Calculate the required air volume: Q = (3.1 * P 70% ) / t Parameter Unit Meaning Q m 3 /h required air flow P 70% W arising power dissipation (70% of max. power dissipation) t C max. permissible temperature rise Active ventilation options Ventilation type Function Result Ventilators The ventilators generate an air flow through the lower openings of the cabinet past the devices and through the upper cabinet openings. Intensification of the cooling air flow and increasing of the maximum permissible power dissipation. Air conditioner Cooling of the ambient temperature. 10 Transmitter Supply Unit (Field Circuit 168928 / 9160607310 Ex i) 9160 S-BA-9160-09-en-19/05/2008
7 Main components Main components For description of LEDs and DIP switch see chapter Commissioning or Fault description. 1 2 3 4 5 6 7 07393E00 No. Components 1 Connection terminals for the safe area 2 LED green "PWR" 3 LED red "LF1" 4 DIP switch "LF1" 5 DIP switch "LF2" 6 LED red "LF2" 7 Connection terminals for the Ex area 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-en-19/05/2008 Transmitter Supply Unit (Field Circuit Ex i) 9160 11
Assembly 8 Assembly 8.1 Assembly pac-bus The components for the pac-bus must be ordered separately. Move together the desired number of the pac-bus components. 07392E00 Position the pac-bus components on the DIN rail. Pivot the pac-bus components onto the DIN rail. 07391E00 Assemble the terminal set at the beginning and ending. Assembly of the pac-bus is completed. 10264E00 12 Transmitter Supply Unit (Field Circuit 168928 / 9160607310 Ex i) 9160 S-BA-9160-09-en-19/05/2008
8.2 Assembly on the DIN rail with or without the pac-bus Assembly Assembly When pivoting the device onto the DIN rail pay attention that it should not be set at an angle. If necessary, assemble the pac-bus (see chapter "Assembly the pac-bus"). Position the device on the DIN rail. Pivot the device onto the DIN rail. 06885E00 Disassembly Screw out the base bolt (1) by means of a screwdriver. Swivel the device. 06881E00 168928 / 9160607310 S-BA-9160-09-en-19/05/2008 Transmitter Supply Unit (Field Circuit Ex i) 9160 13