Neue Varianten von Ex-i-Trennverstärkern

Der Schaltschrankplatz in vielen Anlagen ist begrenzt und die Handhabung der meisten am Markt erhältlichen Produkte erweist sich als wenig komfortabel. Mit der Baureihe Mini Analog Pro bietet Phoenix Contact daher Geräte für eigensichere und sicherheitsgerichtete Messstränge. Mit den neuen Varianten der Serie stehen den Anwendern jetzt Trennverstärker und Messumformer mit eigensicherem Explosionsschutz und funktionaler Sicherheit SIL3 1oo1 für alle Signalrichtungen und -typen zur Verfügung.

Unterstützt werden analoge und digitale Signale, Steuersignale an Aktoren und Messsignale aus dem Feld – auf einer Baubreite von lediglich 6,2 mm. In SIL3-Applikationen der Praxis kann ein einziger Messumformer folglich Sensoren ebenso wie Stellungsregler, elektrische Ventile oder Hart-IP-Konverter an die Steuerung anschließen. Der bisher erforderliche Workaround mit redundanten SIL2-Komponenten ist nicht mehr notwendig. Die Produkte der Baureihe umfassen viele internationale Ex-Zulassungen für den Einsatz bis in alle Ex-Zonen und Stoffgruppen, was sie vielfältig und weltweit nutzbar macht.

Platzersparnis von mindestens 50 Prozent

Insbesondere in der modernen Welt der Prozesstechnik müssen immer mehr Signale sicher sowie auf engstem Raum aufbereitet werden. Im Vergleich zu den marktüblichen Geräten mit einer Breite von 12,5 mm und mehr verringert die schmale Bauform der Ex-i-Trennverstärker und Messumformer den Platzbedarf im Schaltschrank um mindestens 50 %. Aufgrund der konischen Bauform der Baureihe in Verbindung mit den frontal ausgerichteten Anschlusspunkten lässt sich darüber hinaus zwischen den Kabelkanälen bis zu 2 cm Platz einsparen. Die konische Bauform sorgt dafür, dass sämtliche Anschlusspunkte und Bedienelemente selbst im eingebauten Zustand von oben stets sicht- und einfach handhabbar sind. Das ermöglicht eine Leitungszuführung in flexibler Reihenfolge – sogar bei beschränkten Platzverhältnissen.

Einen weiteren Vorzug beim Arbeiten an den Produkten der Baureihe stellen die steckbaren Anschlussklemmen dar, die im Fall eines Defekts einen einfachen Gerätewechsel erlauben. Die codierten Anschlussklemmen passen nur auf eine bestimmte Position im Gerät und verhindern somit das Vertauschen von Anschlussleitungen. Mit der integrierten Trennfunktion lassen sich Signal- und Versorgungskreise durch einen Schraubendreher und eine halbe Umdrehung der mittleren Rändelschraube einfach unterbrechen. Dabei verbleiben die Anschlussklemmen mechanisch fest im Gehäuse des Trennverstärkers oder Messumformers, lediglich die elektrische Verbindung wird aufgetrennt. Diese Funktion erweist sich als vorteilhaft für den Service und die Inbetriebnahme von Anlagen, da keine losen Leitungsenden oder Stecker im Schaltschrank hängen. Die Anschlussklemmen können dann werkzeuglos wieder gesteckt werden. Der robuste mechanische Halt trägt gleichzeitig zu einer stabilen Funktionalität auch bei anspruchsvollen Anwendungen mit hoher Vibrationsbelastung bei.

Strommessung ohne Auftrennung der Stromschleife

Unter dem Motto „Strommessung leicht gemacht“ bieten die Anschlussklemmen der Baureihe zusätzliche Vorteile. Normalerweise muss die Stromschleife aufgetrennt werden, um das Stromsignal messen zu können. Im laufenden Betrieb führt die Strommessung also häufig zu einer eingeschränkten Funktionsfähigkeit oder sogar dem Ausfall der Anlage. Die Strommesspunkte, die in die Anschlussklemmen der Geräte der Baureihe integriert sind, ermöglichen nun die bequeme Strommessung auf der sicheren Seite des Geräts. Dazu muss die Stromschleife nicht aufgetrennt werden.

Die Gerätevarianten der Produktfamilie mit eigensicherem Explosionsschutz sind für die Verwendung in sicherheitsgerichteten Anwendungen gemäß IEC 61508 entwickelt und zugelassen. Im einkanaligen Aufbau (1oo1) erreichen sie das Sicherheitsintegritätslevel SIL3.

Großer Temperatur- und erweiterter Höheneinsatzbereich

Die neu konzipierte Schaltungstechnologie, welche zur schmalen Bauform der Ex-i-Trenner und Messumformer beiträgt, erlaubt einen weiten Betriebstemperaturbereich der Geräte von -40 °C bis 70 °C. Diese Werte gelten für alle Signalrichtungen und -arten, was ein Großteil der aktuell auf dem Markt erhältlichen Produkte mit einer Baubreite von 12,5 mm oder größer nicht leisten kann.

Im Zusammenhang mit Ex-i-Anwendungen zeigt sich der Höheneinsatz von besonderem Interesse. Höher gelegene Gebiete haben Einfluss auf die Luft- und Kriechstrecken in einem Trennverstärker. Die Norm IEC 60079-0 spezifiziert die Nutzung der Geräte bis zu einer Höhe von 2.000 m (80 kPa). Für diesen Verwendungsbereich sind die Ex-i-Werte meist dokumentiert. Folglich entsteht weiterer Aufwand bei der Planung von Maschinen und Anlagen, wenn diese in einer Höhe von mehr als 2.000 m installiert werden. Das trifft zum Beispiel bei Mexiko-Stadt mit einer Höhenlage von 2.310 m zu. Ex-relevante Daten – wie die Bemessungsisolationsspannung und der Betriebstemperaturbereich – müssen in dem Fall vom Anwender aufwendig neu ermittelt werden. Für die Produkte der Baureihe hält Phoenix Contact einen Höheneinsatzbereich von bis zu 5.000 m mit passenden Ex-i-Werten für verschiedene Höhenlagen über 2.000 m fest. Daraus resultiert ein geringerer Berechnungsaufwand für die Anwender.

Vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten

Prozessorbasierte Geräte lassen sich über einen bewährten galvanisch trennenden Programmieradapter an einen PC anschließen und so ohne Versorgungsspannung über die Software konfigurieren. Das benötigte Tool ist kostenfrei auf der Homepage des Herstellers verfügbar. Bei der Softwarelösung (Clipx Engineer Device Parameterization) steht die einfache Handhabung ebenfalls im Fokus. Es gibt beispielsweise bestimmte Wizards, die den Anwender Schritt für Schritt bei der Konfiguration oder dem einfachen Austausch des Geräts in der Anlage unterstützen. Ferner bietet die Software Monitoring-Funktionen an. Zudem steht eine klassische FDT/DTM-Lösung frei zum Herunterladen zur Verfügung, die ein herstellerübergreifendes Konfigurationskonzept ermöglicht.

Wie das bestehende Portfolio der Produktfamilie lassen sich die neuen Ex-i- und funktional sicheren Varianten weiterhin per DIP-Schalter einstellen. Darüber hinaus ist die Konfiguration über den eingebauten NFC-Chip möglich. Die kostenfrei verfügbare und komplett modernisierte App Signal Conditioner kann der Anwender aus den gängigen App Stores für IOS und Android herunterladen. Zur Einstellung der Geräte reicht dann ein Smartphone. Mit der neuen App-Version erweitert sich das Leistungsspektrum um Funktionen wie einen QR-Code-Reader, die Nutzung von Apple NFC oder die Integration neuer Modulvarianten und Produktfamilien.

Einfache Integration in bestehende Systeme

Die Baureihe ergänzt die bewährte Produktfamilie Macx Analog. Denn die neuen Ex-i- und funktional sicheren Trennverstärker und Messumformer sind kompatibel zum Versorgungsbrückungs- und Fehlermeldesystem von Phoenix Contact und damit vollständig in vorhandene Systeme einbindbar. Die Anwender können also auf bewährte Lösungen etwa zur Signalverdopplung, Ein-/Zweikanaligkeit oder Grenzwertschalter zurückgreifen. In Summe steht für sie ein umfangreiches Portfolio im Bereich funktionale Sicherheit und Explosionsschutz bereit. Sämtliche Geräte der beiden Baureihen entsprechen den Anforderungen der NE 95 als Zusammenstellung aus mehreren Namur-Empfehlungen, die speziell auf die Anforderungen in der Prozessindustrie abgestimmt sind.