17.08.2011 • Automatisierung • Messtechnik

Trennen, Filtern und Verstärken

Am Markt angebotene universelle Temperaturmessumformer weisen heute eine große Leistungsfähigkeit auf. Doch es gibt Anforderungen, die sie nicht realisieren können. Hierzu zählen Anwendungen, in denen eine Weitbereichsversorgung, eigensichere Eingangssignale sowie besondere Zulassungen benötigt werden. Das ändert sich jetzt mit der neuen Produktfamilie eines Unternehmens, welches Umformer entwickelt hat, die dem Safety Integrity Level SIL 2 entsprechen.

Bei der Planung neuer Anlagen stehen immer häufiger die Anforderungen nach hoher Sicherheit im Vordergrund. In einer Risikobetrachtung kann der Betreiber die Gefahren mit unterschiedlichen Methoden erkennen und Maßnahmen zur Reduzierung spezifizieren. Wenn die Betriebs- und Überwachungseinrichtung nicht ausreicht, muss das Risiko mit zusätzlichen Maßnahmen auf ein tolerierbares Maß gesenkt werden.

Für die Betreiber prozesstechnischer Anlagen gilt hier die anwendungsspezifische Sektornorm IEC/EN 61511, während sich der Maschinenbau nach den anwendungsspezifischen Standards IEC/EN 62061 oder EN/ISO 13849 richten muss. Die Hersteller von Komponenten beziehen sich wiederum auf die anwendungsunabhängige Basisnorm IEC/EN 61508.

Die Produktfamilie MACX Analog von Phoenix Contact umfasst sowohl Standard- als auch multifunktionale Trenner, die das Unternehmen gemäß der Basisnorm IEC/EN 61508 entwickelt und gefertigt hat. Das bedeutet für den Anwender höchste Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit. Jede Gerätevariante ist auch mit eigensicheren Signaleingängen (Ex i) erhältlich.

Reduzierung des Installationsaufwands


In allen industriellen Bereichen werden Temperatursensoren eingesetzt. Mit dem Temperaturmessumformer von Phoenix Contact kann der Anwender bereits viele Sensortypen direkt in der Konfiguration auswählen. Ist dies nicht möglich, steht ihm eine frei definierbare „User-Kennlinie“ mit 30 Stützstellen zur Verfügung. Darüber hinaus können Potentiometer oder Widerstandsferngeber bis 50 kOhm an die Messumformer angeschlossen werden.

Mit der MACX-Analog-Familie hat Phoenix Contact Module entwickelt, die sich aufgrund neuer technischer Funktionen sowie weiterer Zulassungen in vielfältigen Applikationen der Prozesstechnik nutzen lassen. So erlaubt die Weitbereichsversorgung der universellen Temperaturmessumformer eine Verwendung in allen Versorgungsnetzen weltweit. Da die Module ein breites Spektrum an Temperatursensoren unterstützen, spart der Anwender Zeit bei der Geräteauswahl und kann zudem seine Ersatzteilhaltung reduzieren. Neben den Standardvarianten SIL ON, PT100 in Vier-Leiter-Anschlusstechnik, -50 °C bis +150 °C, 4˗20 mA und Relais Off ist die Bestellung kundenspezifisch konfigurierter Module über einen Bestellschlüssel möglich. Der Anwender kann die universellen Temperaturmessumformer ohne weitere Einstellungen einsetzen, was die Installationszeit verringert.

Fertigung gemäß IEC/EN 61508

Die Temperaturmessumformer sind für die Verwendung in sicherheitsgerichteten Kreisen gemäß der IEC/EN 61508 entwickelt worden und entsprechen dem Safety Integrity Level SIL 2. Damit erfüllen sie die meisten Anforderungen der Prozesstechnik. Gerade in diesem Bereich verlangen immer mehr Applikationen die Betrachtung der kompletten Signalkette unter dem Aspekt der funktionalen Sicherheit. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise zu berücksichtigen, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine Signalkette im Fehlerfall einen gefährlichen Zustand erreicht.

Die SIL-Zertifizierung der in der Signalkette genutzten Komponenten stellt sicher, dass dem Anwender die für die Gesamtbetrachtung notwendigen Parameter vorliegen.
Phoenix Contact setzt die Anforderungen der funktionalen Sicherheit bei der Produktfamilie MACX Analog in einem standardisierten Entwicklungsprozess um. Dabei werden Fehlervermeidungs- und -beherrschungsmaßnahmen bereits während der Entwicklung, Fertigung und des Gerätebetriebs geprüft. Eine unabhängige Zertifizierungsstelle führt das abschließende Full Assessment durch. Entsprechende Zertifikate, Datenblätter und das Sicherheitshandbuch kann der Anwender von der Phoenix-Contact-Homepage herunterladen.

Konfiguration und Istwert-Anzeige

Alle kompatiblen Temperaturmessumformer lassen sich mit der unabhängigen Software-Rahmenapplikation FDT/DTM einfach mittels eines USB-Adapters konfigurieren. Die Monitoring-Funktion ermöglicht zudem das komfortable Beobachten und Aufzeichnen kritischer Anlagenzustände. Zur Inbetriebnahme, Istwert-Anzeige sowie für die sofortige Änderung von Prozessparametern ist die optionale Bedieneinheit IFS-OP-Unit erhältlich. Sie erlaubt die Parametrierung und Bedienung der Module vor Ort auch ohne Software. Mit der integrierten Kopierfunktion werden die Einstellungen schnell auf weitere Module übertragen.

Die IFS-OP-Unit kann direkt auf der Aufnahmeeinheit IFS-OP-Cradle aufgesetzt werden. Diese Kombination eignet sich insbesondere als abgesetzte Konfigurationseinheit oder als Istwert-Anzeige im Schaltschrank. Darüber hinaus verbindet die IFS-OP-Cradle schmalere kompatible Geräte mit der IFS-OP-Unit, so dass sie direkt in der Anlage parametriert und bedient werden können.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Im Spezialmaschinenbau müssen häufig Sondersignale erfasst und verarbeitet werden, die sich nicht mit Standardsensoren wie PT100 oder Typ-J/K-Thermoelementen realisieren lassen. Ferner stellt dieses Anwendungsgebiet erhöhte Anforderungen an die Genauigkeit. Wegen ihrer präzisen Arbeitsweise werden die Temperaturmessumformer der MACX-Familie daher beispielsweise in Prüfständen der Automobiltechnik eingesetzt. Weitere Verwendungsmöglichkeiten ergeben sich im Bereich der Umweltsimulation, z. B. in Klimaschränken. Mit den universell nutzbaren Messumformern können die Schaltschrankbauer flexibel auf die Anforderungen ihrer Auftraggeber reagieren und außerdem ihren Planungsaufwand und die Lagerhaltungskosten reduzieren. Die angestrebte GL-Zulassung ermöglicht den Einsatz der Temperaturmessumformer im Offshore-Bereich sowie im Schiffbau. Hier dienen sie der Temperaturüberwachung von Maschinen.

Die Messumformer der MACX-Familie bieten sich auch für die Prozesstechnik an. Als Beispiel sei die Stahlindustrie genannt, wo die Temperatur von Kühlmitteln durch PT100-Sensoren überwacht wird. Hochofen-Temperaturen werden hingegen mit Thermoelementen erfasst. Hier ist eine hochwertige galvanische Trennung notwendig, um Ausgleichsströme und somit Messwert-Verfälschungen aufgrund von Erdschleifen zu vermeiden.

Internationale Zulassungen

Steckbare und codierte Anschussklemmen, die wahlweise in Schraub- oder Zugfedertechnik für die werkzeuglose Verdrahtung (Push-In-Terminals) verfügbar sind, sorgen für eine fehlerfreie Montage und Vorverdrahtung. Neben den angestrebten nationalen Zulassungen wie UL/CUL sind die universellen Temperaturmessumformer auch für die Installation in der Ex-Zone 2 gemäß EN 60079-15 (Zündschutzart n) abgenommen. Zulassungen nach dem neuen IECEx-Schema erlauben den direkten Zugang zu weiteren internationalen Märkten.

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