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Betriebsanleitung Zenerbarrieren
Funktionsprinzip
1
Betriebsanleitung Zenerbarrieren
Verwendung
•
Der Einsatz der Zenerbarrieren erfolgt in der MSR-Technik
zur Verarbeitung von Einheitssignalen wie z. B. 20 mA und
10 V. Die Zenerbarrieren beinhalten eigensichere Strom-
kreise, die dazu dienen, eigensichere Feldgeräte innerhalb
explosionsgefährdeter Bereiche zu betreiben.
•
Die Datenblätter der einzelnen Geräte beinhalten die elek-
trischen Daten der EG-Baumusterprüfbescheinigung und
gelten als Bestandteil der Betriebsanleitung.
•
Die für die Verwendung bzw. den geplanten Einsatzzweck
zutreffenden Gesetze bzw. Richtlinien sind zu beachten.
•
Geräte, die in allgemeinen elektrischen Anlagen betrieben
wurden, dürfen danach nicht mehr in elektrischen Anlagen
eingesetzt werden, die in Verbindung mit explosionsgefähr-
deten Bereichen stehen.
Inbetriebnahme und Installation in Verbindung mit Ex-
Bereichen (Inbetriebnahme und Installation sind nur von
hierfür speziell ausgebildetem Fachpersonal auszuführen)
Installation der Geräte außerhalb des Ex-Bereiches
•
Die Zenerbarrieren sind in der Schutzart IP20 aufgebaut
und müssen dementsprechend bei widrigen Umgebungsbe-
dingungen wie z. B. Spritzwasser oder Schmutz über Ver-
schmutzungsgrad 2 hinaus entsprechend geschützt
werden.
•
Die Zenerbarrieren müssen außerhalb des explosionsge-
fährdeten Bereichs installiert werden!
•
Die eigensicheren Stromkreise der Geräte (hellblaue Kenn-
zeichnung an den Geräten) dürfen, abhängig von der Zünd-
schutzart, in explosionsgefährdete Bereiche geführt
werden, hierbei ist insbesondere auf eine sichere Trennung
zu allen nichteigensicheren Stromkreisen zu achten.
•
Für die Zusammenschaltung eigensicherer Feldgeräte mit
den eigensicheren Stromkreisen der zugehörigen Zenerbar-
rieren sind die jeweiligen Höchstwerte der Feldgeräte und
der Zenerbarrieren im Sinne des Explosionsschutzes zu be-
achten (Nachweis der Eigensicherheit). Hierbei ist
EN 60079-14/IEC 60079-14 zu beachten. Für die Bundes-
republik Deutschland ist zusätzlich das „Nationale Vorwort"
der DIN EN 60079-14/VDE 0165 Teil 1 zu beachten.
•
Die EG-Konformitätsbescheinigungen bzw. EG-Baumuster-
prüfbescheinigung sind zu beachten. Besonders wichtig ist
die Einhaltung der darin enthaltenden „Besonderen Bedin-
gungen".
•
Bei Einsatz der eigensicheren Stromkreise im Staub-Ex-Be-
reich „D" dürfen nur dafür bescheinigte Feldgeräte ange-
schlossen werden.
Installation der Geräte innerhalb der Zone 2 des Ex-Berei-
ches
•
Die Geräte dürfen nur dann in der Zone 2 installiert werden,
wenn eine entsprechende Konformitätsaussage einer be-
1.1
Funktionsprinzip
Die in der Barriere enthaltenen Zenerdioden sind in Sperrrich-
tung geschaltet. Die Durchbruchsspannung der Dioden wird
beim Normalbetrieb nicht überschritten
Zumutbare Änderungen aufgrund technischer Verbesserungen vorbehalten.
1
Pepperl+Fuchs GmbH • 68301 Mannheim • Telefon +49 621 776-2222 • Telefax +49 621 776 272222 • Internet http://www.pepperl-fuchs.com
nannten Stelle oder eine Konformitätserklärung des Herstel-
lers vorliegt. Die Information, ob diese Bedingung erfüllt ist,
entnehmen Sie bitte den Einzeldatenblättern.
•
Die Geräte sind in Schalt- oder Verteilerkästen in der
Schutzart IP54 oder besser zu installieren.
•
Die eigensicheren Stromkreise der Geräte (hellblaue Kenn-
zeichnung an den Geräten) dürfen, abhängig von der Zünd-
schutzart, in explosionsgefährdete Bereiche geführt
werden, hierbei ist insbesondere auf eine sichere Trennung
zu allen nichteigensicheren Stromkreisen zu achten. Die
Ausführung der Installation der eigensicheren Stromkreise
ist entsprechend den geltenden Errichterbestimmungen
vorzunehmen.
•
Für die Zusammenschaltung eigensicherer Feldgeräte mit
den eigensicheren Stromkreisen der zugehörigen Zenerbar-
rieren sind die jeweiligen Höchstwerte des Feldgerätes und
des zugehörigen Gerätes im Sinne des Explosionsschutzes
zu beachten (Nachweis der Eigensicherheit). Hierbei ist EN
60079-14/IEC 60079-14 zu beachten. Für die Bundesrepu-
blik Deutschland ist zusätzlich das „Nationale Vorwort" der
DIN EN 60079-14/VDE 0165 Teil 1 zu beachten.
•
Die EG-Konformitätsbescheinigungen, die EG-Baumuster-
prüfbescheinigungen, die EG-Konformitätsaussagen bzw.
die Konformitätserklärungen des Herstellers sind zu beach-
ten. Besonders wichtig ist die Einhaltung der eventuell darin
enthaltenden „Besonderen Bedingungen".
•
Bei Einsatz der eigensicheren Stromkreise im Staub-Ex-Be-
reich „D" dürfen nur dafür bescheinigte Feldgeräte ange-
schlossen werden.
Instandhaltung, Wartung
Das Übertragungsverhalten der Geräte ist auch über lange
Zeiträume stabil, eine regelmäßige Justage oder ähnliches
entfällt somit. Auch sonst sind keinerlei Wartungsarbeiten
erforderlich.
Störungsbeseitigung
An Geräten, die in Verbindung mit explosionsgefährdeten
Bereichen betrieben werden, darf keine Veränderung vorge-
nommen werden. Reparaturen am Gerät dürfen nur von spezi-
ell hierfür ausgebildetem und berechtigtem Fachpersonal
ausgeführt werden.
Isolationskoordinaten für Geräte mit Ex-Zertrifikat nach
EN 50020
Die Geräte sind für den Einsatz in Verschmutzungsgrad 2,
nach EN 50178 bemessen.
Umgebungsbedingungen
Umgebungstemperatur siehe Datenblatt
Lagertemperatur -25 °C ... +70 °C (248 K ... 343 K)
Feuchte max. 75 % rel. Luftfeuchte ohne Betauung
Ex-Bereich
Widerstand
R1
Zenerdiode
ZD1
Abbildung 1.1
Prinzipschaltbild
Nicht Ex-Bereich
Sicherung
F1
ZD2 ZD3
Copyright Pepperl+Fuchs, Printed in Germany
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Inhaltszusammenfassung für VEGA Z728
- Seite 1 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Funktionsprinzip Betriebsanleitung Zenerbarrieren Verwendung nannten Stelle oder eine Konformitätserklärung des Herstel- lers vorliegt. Die Information, ob diese Bedingung erfüllt ist, • Der Einsatz der Zenerbarrieren erfolgt in der MSR-Technik entnehmen Sie bitte den Einzeldatenblättern. zur Verarbeitung von Einheitssignalen wie z. B. 20 mA und •...
- Seite 2 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Funktionsprinzip Wird durch einen Fehler im Nicht-Ex-Bereich diese Spannung Typenschild stehenden Werte entsprechen den bei der Zertifi- überschritten, beginnen die Dioden zu leiten, wodurch die zierung ermittelten „worst case“-Daten für U ) und I Sicherung ausgelöst und ein Transfer unzulässig hoher Ener- ergibt sich aus der Division von U durch den Widerstand gie in den Ex-Bereich verhindert wird.
- Seite 3 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Mehrkanalige Barrieren Mehrkanalige Barrieren Analogschaltungen werden oft an zweikanalige Barrieren angeschlossen (siehe Abbildung 1.5). Da es bei dieser Schal- tung keine Erdung gibt, floatet das System quasi. Es wird als quasi-floatend bezeichnet, da sich „eine Zenerdiode“ über Erd- potenzial befindet.
- Seite 4 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Installationshinweise Installationshinweise Die Pepperl+Fuchs-Zenerbarrieren der Z7-, Z8- und Z9-Serie Zusätzlich zeichnen sich die Pepperl+Fuchs-Zenerbarrieren können durch Aufschnappen auf eine Normschine gemäß durch ein platzsparendes 12,5 mm-Gehäuse aus, in dem bis EN 50022 in 3 verschiedenen Möglichkeiten installiert werden zu 3 Kanäle realisiert sind.
- Seite 5 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Spezifikation der Zenerbarrieren Spezifikation der Zenerbarrieren Barrieren-Nenndaten Dies ist der maximale Strom, der im Fehlerfall im eigensiche- ren Stromkreis fließen kann. Typische Nenndaten für die Beschreibung einer Barriere sind: 28 V, 300 Ohm, 93 mA. Diese Werte beziehen sich auf die Maximale Eingangsspannung (max.
- Seite 6 Barriere abgestimmte Sicherungstypen zu verwenden. Max. Längswi- Sicherungs- externe Sicherungstyp Kanäle derstand nennstrom Sicherung der Fa. bei 10 µA LITTLEFUSE Z715.F 13,6 217,063 Z728.F 217,05 Z728.H.F 217,05 Z765.F 13,6 217,063 13,6 Z779.F 217,05 Z779.H.F 217,05 Z787.F 217,05 36 + 0,9 V Z787.H.F...
- Seite 7 BAS 01 ATEX 7005 – – Z915.1K 0,06 0,58 BAS 01 ATEX 7005 Z722 Z822 – 0,82 0,17 1,45 BAS 01 ATEX 7005 Z728 Z828 – 0,65 0,083 3,05 BAS 01 ATEX 7005 Z728.H Z828.H – 0,83 0,083 1,82 BAS 01 ATEX 7005 Z728.F...
- Seite 8 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Auswahlhilfe Blockschaltbild Max. Längs- bei 10 µA max. Sicherungs- Siehe Block- siehe Ex-Bereich- Nicht-Ex-Bereich- widerstand nennstrom schaltbild Nr. Anmerkung 2 Anschlüsse Anschlüsse 18,18 0,9 (1 µA) 1), 2) 18,18 0,9 (1 µA) 1), 2) 63 + 2 V 1), 2) 13,7 14,6...
- Seite 9 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Auswahlhilfe Nenndaten Ex-Kennwerte für [EEx ia] IIC Zulassungsnummer ( W ) + ve - ve a.c. (mA) (W) C (µF) L (mH) L/R Ratio – – Z966 0,24 1,41 5,52 BAS 01 ATEX 7005 0,24 1,41 5,52 73,5 0,48 0,125 1,38...
- Seite 10 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Auswahlhilfe Blockschaltbild Max. Längs- Sicherungs- Siehe Block- siehe Ex-Bereich- Nicht-Ex-Bereich- widerstand nennstrom schaltbild Nr. Anmerkung 2 bei 10 µA Anschlüsse Anschlüsse 10,0 11,7 10,0 11,7 – – – – 10,0 11,9 10,0 11,9 – – – – 10,0 11,7 +VE-Typ 10,0...
- Seite 11 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Auswahlhilfe Nenndaten Ex-Kennwerte für [EEx ia] IIC Zulassungsnummer ( W ) + ve - ve a.c. (mA) (W) C (µF) L (mH) L/R Ratio – – Z960 9,94 0,50 0,86 BAS 01 ATEX 7005 9,94 0,50 0,86 9,94 24,5 0,19 –...
- Seite 12 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Auswahlhilfe Blockschaltbild Max. Längswi- Sicherungs- Siehe Block- siehe Ex-Bereich- Nicht-Ex-Bereich- derstand nennstrom schaltbild Nr. Anmerkung 2 bei 10 µA Anschlüsse Anschlüsse – – – – – – – – 13,0 14,2 13,0 14,2 – – – – 15,0 16,2 15,0 16,2...
- Seite 13 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Anwendungsbeispiele Anwendungsbeispiele Temperaturmessung Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich Z705 Nicht geerdet Temperatur- überwachung oder -steuerung Die einfachste und kostengünstigste Lösung ist eine einkana- Nicht-Ex-Bereich nicht geerdet ist. Das System ist zugelassen lige Zenerbarriere. Dabei ist zu beachten, dass das Gerät im für [EEx ia] IIC.
-
Seite 14: Anwendungsbeispiele
Betriebsanleitung Zenerbarrieren Anwendungsbeispiele Temperaturmessung Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich Z954 Messkreis Die Schaltung zeigt die Anbindung eines Pt100 in 3-Draht- haben identische Längswiderstände, so dass der resultierende Technik unter Verwendung der 3-kanaligen Zenerbarriere Fehler auf ein Minimum begrenzt wird. Das System ist zuge- Z954. - Seite 15 Anwendungsbeispiele 0 mA…20 mA/4 mA…20 mA-Transmitter Ex-Bereich Nicht Ex-Bereich Z728 Wenn eine erdfreie Energieversorgung vorhanden ist, stellt die zu einer Eingangsspannung von 27 V. Für jeden eingebauten Verwendung einer einkanaligen Zenerbarriere mit Erdung im 250 Ohm-Widerstand kann die Ausgangsspannung der Strom- sicheren Bereich die einfachste und kostengünstigste...
- Seite 16 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Anwendungsbeispiele 0 mA…20 mA/4 mA…20 mA-Transmitter Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich Z788.R Dieses System kann verwendet werden, wenn das Feldgerät ser 2-kanaligen Barriere geschaltet. Dadurch stehen am Feld- eine relativ hohe Spannung benötigt. Ein 250 Ohm-Widerstand gerät 15,5 V zur Verfügung, wenn die Spannungsversorgung ist parallel zum Ex-Ausgang des 10 V/50 Ohm-Ausganges die- 27 V beträgt.
- Seite 17 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Anwendungsbeispiele SMART-Transmitter Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich Z787 SMART Die einfachste Lösungsmöglichkeit ist die Verwendung einer 2- Bereich 13,9 V zur Verfügung. Der Datentransfer ist bidirektio- kanaligen Zenerbarriere mit 28 V, 300 Ohm- und 28 V-Dioden- nal, so dass ein nicht zertifizierter Kommunikator im Nicht-Ex- rückführung.
- Seite 18 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Anwendungsbeispiele Dehnungsmessstreifen Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich Z966 Z966 350 Ohm Z964 Sensor + - 0 + 350 Ohm Sensor - Z964 350 Ohm Werden mehr als eine Messbrücke, in diesem Beispiel drei, geschaltet, um den Längswiderstand zu reduzieren. Unter die- verwendet, die von einer gemeinsamen Stromversorgung ser Voraussetzung stehen an den Brücken 8 V zur Verfügung, gespeist werden sollen, zeigt die obige Abbildung eine...
- Seite 19 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Anwendungsbeispiele Potentiometrische Positionserfassung Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich Z960 Applikationen, bei denen die Genauigkeit unkritisch ist, kön- vorhandener Widerstand auf dieser Seite würde das Span- nen, wie oben dargestellt, realisiert werden. Der eigensichere nungssignal beeinflussen und müsste berücksichtigt werden. Stromkreis hat eine direkte Anbindung an Erde. Ein zusätzlich Das System ist zugelassen für [EEx ia] IIC Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich...
- Seite 20 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Anwendungsbeispiele Magnetventile Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich Z728 Die einfachste und kostengünstigste Lösung ist eine 1-kana- verbleiben bei einer Spannungsversorgung von 27 V noch 4 V lige Zenerbarriere, auf deren sicherer Seite die Stromversor- Spannungsabfall für die Leitung. Das System ist zugelassen gung geerdet ist.
- Seite 21 B. induktiver Aufnehmer, kann eine Zenerbarriere für wech- nehmer des Durchflussmessers generiert Spannungs- oder selnde Polaritäten, wie beispielsweise die Z928, verwendet Stromimpulse, die über die Z728 in den sicheren Bereich über- werden. Die Zenerbarriere ist zugelassen für [EEx ia] IIC. Ex-Bereich...
- Seite 22 Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich Ausgang Z787 Das oben gezeigte System ist verglichen mit der Z728, eben- Bei dieser Applikation ist der eigensichere Stromkreis quasi falls relativ kostengünstig. Die Z787 ist ein 2-kanaliges Gerät. erdfrei. Das System ist zugelassen für [EEx ia] IIC.
- Seite 23 Betriebsanleitung Zenerbarrieren Anwendungsbeispiele Hörbare Alarme Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich Z728 Hörbare Alarmmelder arbeiten mit relativ hohen Spannungen nen Zenerbarrieren zugelassen. Die einfachste Lösungsmög- und geringen Strömen. Sie sind in Verbindung mit verschiede- lichkeit stellt die oben gezeigte Schaltung dar. I/P-Umsetzer Ex-Bereich Nicht-Ex-Bereich Z787 Die einfachste und kostengünstigste Lösung ist eine 1-kana-...