Bei der Planung neuer und Instandhaltung vorhandener Anlagen stehen immer häufiger die Anforderungen nach hoher Sicherheit und Verfügbarkeit im Vordergrund. In einer Risikobetrachtung kann der Betreiber die Gefahren mit unterschiedlichen Methoden erkennen und Maßnahmen zu ihrer Reduzierung spezifizieren. Sind die Betriebs- und Überwachungseinrichtungen allein nicht ausreichend, 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 (Funktionale Sicherheit, SIL). Gemäß dieser letztgenannten Norm sind sowohl Standard- als auch multifunktionale Trenner der Produktfamilie MACX Analog entwickelt und gefertigt. Das bedeutet für den Anwender höchste Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit. Jede Gerätevariante ist auch mit eigensicheren Signaleingängen (Ex i) erhältlich. Multifunktionale Module wie der neue MACX MCR(-EX)-T-UI(REL)-UP runden das Produkt-Portfolio ab. Obwohl die am Markt angebotenen universellen Temperaturmessumformer eine große Leistungsfähigkeit aufweisen, gibt es Anforderungen, die sie nicht realisieren können. Hierzu zählen Anwendungen, in denen eine Weitbereichsversorgung, eigensichere Eingangssignale sowie besondere Zulassungen benötigt werden. Vor diesem Hintergrund 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 also ohne weitere Einstellungen einsetzen, was die Installationszeit verringert. Er kann 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 50kOhm an die Messumformer angeschlossen werden.Die neuen Temperaturmessumformer für die Verwendung in sicherheitsgerichteten Kreisen 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.
Temperatur messen unter SIL2-Anforderung
Die SIL-Zertifizierung der in der Signalkette genutzten Komponenten stellt sicher, dass dem Anwender die für die Gesamtbetrachtung notwendigen Parameter vorliegen. Dafür werden sämtliche Fehlervermeidungs- und -beherrschungsmaßnahmen sowohl während der Entwicklung und Fertigung als auch während des Gerätebetriebs geprüft. Eine unabhängige Zertifizierungsstelle führt das abschließende Full Assessment durch. Alle kompatiblen Temperaturmessumformer lassen sich mit der Software-Rahmenapplikation FDT/DTM einfach mittels eines USB-Adapters konfigurieren. Die Monitoring-Funktion ermöglicht zudem das komfortable Beobachten und Aufzeichnen kritischer Anlagenzustände. Zur Inbetriebnahme, Istwertanzeige 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.
Kopieren erlaubt
Mit der integrierten Kopierfunktion werden Einstellungen schnell auf weitere Module übertragen. Der Anwender muss die Bedien- und Anzeigeeinheit lediglich auf das jeweils kompatible 35 mm breite Modul aufrasten. Die IFS-OP-Unit kann auch direkt auf der Aufnahmeeinheit IFS-OP-Cradle aufgesetzt werden. Diese Kombination eignet sich als abgesetzte Konfigurationseinheit oder als Istwertanzeige im Schaltschrank. Darüber hinaus verbindet die IFS-OP-Cradle schmalere kompatible Geräte mit der IFS-OP-Unit, sodass sie direkt in der Anlage parametriert und bedient werden können. Im Spezialmaschinenbau müssen häufig Sondersignale erfasst und verarbeitet werden, die sich nicht mit Standardsensoren wie PT100 oder Typ-J/K-Thermoelementen realisieren lassen. Wegen ihrer präzisen Arbeitsweise werden die Temperaturmessumformer der MACX-Familie daher beispielsweise in Prüfständen der Automobiltechnik und in der Umweltsimulation, beispielsweise in Klimaschränken, eingesetzt. 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.In der Stahlindustrie, wo die Temperatur von Kühlmitteln durch PT100-Sensoren überwacht wird, werden sie ebenfalls verwendet. 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. Da die universellen Temperaturmessumformer für eine Vielzahl von Sensortypen verwendet werden können, vereinfacht sich die Inbetriebnahme und der Aufwand für die Ersatzteilhaltung sinkt. Ein weiteres Anwendungsgebiet findet sich im Bereich der Zementindustrie. Dort nehmen Thermoelemente die Brenntemperaturen auf. Speziell in der klassischen Prozesstechnik – also Chemie, Öl und Gas – eröffnen sich für die universellen Temperaturmessumformer durch ihre SIL-Klassifizierung und die Ex-Zulassung interessante Nutzungsmöglichkeiten.
Ex-Zulassung für Weitgereiste
Steckbare und codierte Anschlussklemmen, die wahlweise in Schraub- oder Zugfedertechnik für die werkzeuglose Verdrahtung (Push-In-Terminals) verfügbar sind, sorgen für 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 vielen weiteren internationalen Märkten, in denen die MACX-Analog-Module eine hohe Verfügbarkeit und Sicherheit der Anlagen zu gewährleisten und somit das Risiko für Mensch, Anlage und Umwelt reduzieren.☐
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