Der Einsatz von Ex-Interfaces in der Prozesstechnik

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Eigensichere Signale unterschiedlicher Widerstandsthermometer und Thermoelemente aus dem Ex-Bereich werden durch Messumformer mit Ex i-Eingangskreisen mittels integrierter Prozessorschaltungen in 0/4-20 mA Stromsignale umgeformt und an die Steuerungsebene übertragen. Bei den Ex i-Temperaturmessumformern MACX MCR-EX-SL-RTD/TC-I lassen sich Messbereiche, Sensortypen, Fehler- und Filterfunktionen mit der in standardisierter FDT/DTM-Technologie realisierten Software auch im laufenden Betrieb einstellen. Im Ex-Bereich installierte eigensichere analoge I/P-Umformer, Regelventile und Anzeigen werden von Ex i-Ausgangstrennverstärkern angesteuert. Geräte wie MACX MCR-EX-SL-IDSI-I können Lasten bis zu 800 Ohm im Ex-Bereich treiben.

Analog und digital kombiniert

In der Prozessautomatisierung wird in erster Linie das standardisierte 4-20 mA-Stromsignal als elektrisches Signal verwendet. Ein analoges Stromsignal besitzt im Vergleich zu einem Spannungssignal eine niedrige Störsignalempfindlichkeit und nur einen geringen durch Leitungswiderstände verursachten Fehler. Das 4-20 mA-Stromsignal erlaubt zudem die Überwachung des Messkreises auf Leitungsbruch und -kurzschluss sowie Messbereichsunter- oder -überschreitung.

Wird dem 4-20 mA-Signal das digitale Hart-Protokoll aufmoduliert, lassen sich zusätzlich Grenz- und Diagnosewerte sowie Informationen wie Kalibrierzustand oder Status der intelligenten Feldgeräte rückwirkungsfrei in die Prozessleitsysteme einbinden und Fernkalibrierungen durchführen – eine Kombination der Vorteile digitaler Signalverarbeitung mittels Feldbussystem und klassischer 4-20 mA-Technik. Deshalb sind die Eingangsspeise- und Ausgangstrennverstärker der MACX-Serie in jeder Betriebsart bidirektional Hart-fähig. Zur Integration der Hart-Informationen in separate Engineering- und Management-Systeme stehen entsprechende Hart-Multiplexer und Verdrahtungsmodule zur Verfügung.

Ex i-Trennschaltverstärker nutzen Namur-Signal

Sensoren wie Kontaktgeber und Näherungsschalter für Stellrückmeldungen oder Drehzahlimpulse sind in einer Ex-Anlage binär ausgeführt. Zur Übertragung dieser Informationen werden Ex i-Trennschaltverstärker eingesetzt. Sie nutzen das Namur-Signal nach DIN EN 60947-5-6, bei dem zwei Strompegel (I < 1,2 mA und I > 2,1 mA) logisch 0 und logisch 1 entsprechen, und leiten die Signale galvanisch getrennt über Relais- oder Transistorkontakte an die Steuerung weiter.

Die Produktfamilie MACX Analog Ex umfasst verschiedene ein- oder zweikanalige Ausführungen, die sich über frontseitige DIP-Schalter entsprechend der Applikation auf Leitungsfehler-Erkennung oder -Meldung und Schaltverhalten konfigurieren lassen. Leitungsfehler werden gemäß NE 44 mit einer roten LED je Kanal signalisiert und alle Sammelfehler über den Tragschienen-Connector gemeldet. Versionen mit zwei Ausgängen pro Kanal eröffnen darüber hinaus die Möglichkeit, einen Leitungsfehler je Gerät direkt über die Anschlussklemme anzuzeigen.

Eigensichere Magnet- oder Booster-Ventile im Ex-Bereich werden über Ex i-Ventilsteuerbausteine geschaltet. Da die Steuersignale nicht genormt sind, benötigen die Anwender Ventilsteuerbausteine in vielen Varianten mit unterschiedlichen Ausgangslinien. Die Bausteine der Serie MACX Analog Ex sind deshalb so konzipiert, dass fast alle am Markt erhältlichen Ventile mit nur vier Versionen angesteuert werden können.

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