SU 501 Ex - Auswertgerät - BA - Betriebsanleitung

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SU 501 Ex - Auswertgerät - BA - Betriebsanleitung

Betriebsanleitung

SU 501 Ex

Auswertgerät


Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

1 Zu diesem Dokument

1.1 Funktion ............................. 4

1.2 Zielgruppe. ........................... 4

1.3 Verwendete Symbolik ................... 4

2 Zu Ihrer Sicherheit

2.1 Autorisiertes Personal ................... 5

2.2 Bestimmungsgemäße Verwendung. ......... 5

2.3 Warnung vor Fehlgebrauch ............... 5

2.4 Allgemeine Sicherheitshinweise ............ 5

2.5 CE-Konformität ........................ 5

2.6 Sicherheitshinweise für Ex-Bereiche ......... 6

3 Produktbeschreibung

3.1 Aufbau .............................. 7

3.2 Arbeitsweise .......................... 7

3.3 Bedienung ........................... 8

3.4 Lagerung und Transport. ................. 8

4 Montieren

4.1 Allgemeine Hinweise .................... 9

4.2 Montagehinweise. ...................... 9

5 An die Spannungsversorgung anschließen

5.1 Anschluss vorbereiten ................... 12

5.2 Anschlussschritte. ...................... 13

5.3 Anschlussplan ......................... 14

6 In Betrieb nehmen

6.1 Bediensystem ......................... 15

6.2 Bedienelemente ....................... 16

7 Instandhalten und Störungen beseitigen

7.1 Wartung ............................. 20

7.2 Störungen beseitigen .................... 20

7.3 Das Gerät reparieren .................... 23

8 Ausbauen

8.1 Ausbauschritte ........................ 24

8.2 Entsorgen ............................ 24

9 Funktionale Sicherheit

9.1 Allgemein ............................ 25

2 SU 501 Ex - Auswertgerät

27953-DE-050616


Inhaltsverzeichnis

9.2 Projektierung. ......................... 26

9.3 Inbetriebnahme ........................ 28

9.4 Verhalten im Betrieb und bei Störungen ...... 28

9.5 Wiederkehrender Funktionstest ............ 28

9.6 Sicherheitstechnische Kennzahlen .......... 29

10 Anhang

10.1 Technische Daten ...................... 32

10.2 Maße ............................... 34

10.3 Zertifikat ............................. 35

27953-DE-050616

SU 501 Ex - Auswertgerät 3


Zu diesemDokument

1 Zu diesem Dokument

1.1 Funktion

Die vorliegende Betriebsanleitung liefert Ihnen die erforderlichen

Informationen für eine schnelle Inbetriebnahme und

einen sicheren Betrieb des SU 501 Ex. Lesen Sie diese

deshalb vor der Inbetriebnahme.

1.2 Zielgruppe

Diese Betriebsanleitung richtet sich an ausgebildetes Fachpersonal.

Der Inhalt dieser Anleitung muss dem Fachpersonal

zugänglich gemacht und umgesetzt werden.

1.3 Verwendete Symbolik

Information, Tipp, Hinweis

Dieses Symbol kennzeichnet hilfreiche Zusatzinformationen.

Vorsicht, Warnung, Gefahr

Dieses Symbol weist auf eine mögliche und gefährliche

Situation hin. Nichtbeachten dieses Vorsichtshinweises kann

eine Beeinträchtigung der Person und/oder des Gerätes zur

Folge haben.

Ex-Anwendungen

Dieses Symbol kennzeichnet besondere Hinweise für Ex-

Anwendungen.

l

à

Liste

Der vorangestellte Punkt kennzeichnet eine Liste ohne

zwingende Reihenfolge.

Handlungsschritt

Dieser Pfeil kennzeichnet einen einzelnen Handlungsschritt.

1 Handlungsfolge

Vorangestellte Zahlen kennzeichnen aufeinanderfolgende

Handlungsschritte.

4 SU 501 Ex - Auswertgerät

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Zu Ihrer Sicherheit

2 Zu Ihrer Sicherheit

2.1 Autorisiertes Personal

Sämtliche in dieser Betriebsanleitung beschriebenen Handhabungen

dürfen nur durch ausgebildetes und vom Anlagenbetreiber

autorisiertes Fachpersonal durchgeführt werden.

Eingriffe darüber hinaus dürfen aus Sicherheits- und Gewährleistungsgründen

nur durch vom Hersteller autorisiertes

Personal vorgenommen werden.

2.2 Bestimmungsgemäße Verwendung

Das SU 501 Ex ist ein universelles Auswertgerät zum

Anschluss eines Grenzschalters.

2.3 Warnung vor Fehlgebrauch

Bei nicht sachgerechter oder nicht bestimmungsgemäßer

Verwendung können von diesem Gerät anwendungsspezifische

Gefahren ausgehen, so z.B. ein Überlauf des Behälters

oder Schäden an Anlagenteilen durch falsche Montage oder

Einstellung.

2.4 Allgemeine Sicherheitshinweise

Das SU 501 Ex entspricht dem Stand der Technik unter

Beachtung der üblichen Vorschriften und Richtlinien. Durch

den Anwender sind die Sicherheitshinweise in dieser Betriebsanleitung,

die landesspezifischen Installationsstandards

(z.B. in Deutschland die VDE-Bestimmungen) sowie die

geltenden Sicherheitsbestimmungen und Unfallverhütungsvorschriften

zu beachten.

2.5 CE-Konformität

Das SU 501 Ex ist CE-konform zu EMVG (89/336/EWG) und

NSR (73/23/EWG).

Die Konformität wurde nach folgenden Normen bewertet:

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l

EMVG:

- Emission EN 50081-1: 1993

- Immission EN 50082-2: 1995

l NSR: EN 61010-1: 1993

SU 501 Ex - Auswertgerät 5


Zu Ihrer Sicherheit

2.6 Sicherheitshinweise für Ex-Bereiche

Beachten Sie bei Ex-Anwendungen die Ex-spezifischen

Sicherheitshinweise. Diese sind Bestandteil der Betriebsanleitung

und liegen jedem Gerät mit Ex-Zulassung bei.

6 SU 501 Ex - Auswertgerät

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Produktbeschreibung

3 Produktbeschreibung

3.1 Aufbau

Lieferumfang

Komponenten

Der Lieferumfang besteht aus:

l

l

Auswertgerät SU 501 Ex

Dokumentation

- dieser Betriebsanleitung

Das SU 501 Ex besteht aus:

l

Auswertgerät SU 501 Ex

3

1

TEST

2

on

5 6 7 8

9 10 12 13 14

Abb. 1: SU 501 Ex

1 Ex-Trennkammer bei Ex-Ausführung

2 Klemmsockel

3 Klarsichtabdeckung

3.2 Arbeitsweise

Einsatzbereich

Funktionsprinzip

Das SU 501 Ex ist ein Einzelauswertgerät zur Auswertung von

Vibrationsgrenzschaltern.

Das Auswertgerät SU 501 Ex kann die angeschlossene

Sensorik versorgen und wertet gleichzeitig deren Messsignale

aus.

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Versorgung

Detailierte Angaben zur Spannungsversorgung entnehmen Sie

bitte den Technischen Daten im Anhang.

SU 501 Ex - Auswertgerät 7


Produktbeschreibung

3.3 Bedienung

Am Auswertgerät kann über einen DIL-Schalterblock die

Betriebsart (A/B) und die Integrationszeit voreingestellt werden.

Auf der Frontplatte des SU 501 Ex ist eine Testtaste versenkt

angebracht. Bei Betätigung wird die Messeinrichtung auf

korrekte Funktion überprüft.

3.4 Lagerung und Transport

Verpackung

Ihr Gerät wurde auf dem Weg zum Einsatzort durch eine

Verpackung geschützt. Dabei sind die üblichen Transportbeanspruchungen

durch eine Prüfung nach DIN EN 24180

abgesichert.

Bei Standardgeräten besteht die Verpackung aus Karton, ist

umweltverträglich und wieder verwertbar. Bei Sonderausführungen

wird zusätzlich PE-Schaum oder PE-Folie verwendet.

Entsorgen Sie das anfallende Verpackungsmaterial über

spezialisierte Recyclingbetriebe.

Lager- und Transporttemperatur

l Lager- und Transporttemperatur siehe "Anhang – Technische

Daten – Umgebungsbedingungen"

l Relative Luftfeuchte 20 … 85 %

8 SU 501 Ex - Auswertgerät

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Montieren

4 Montieren

4.1 Allgemeine Hinweise

Einbauort

Klarsichtabdeckung

Auswertgerät SU 501 Ex mitKlemmsockel zur Montage auf

Tragschiene nach EN 50022.

Um das SU 501 Ex vor unbefugter oder versehentlicher

Bedienung zu schützen, können Sie die Frontplatte mit einer

plombierbaren Klarsichtabdeckung abdecken. Zum Abnehmen

der Klarsichtabdeckung siehe folgende Abbildung.

Abb. 2: Abnehmen der Klarsichtabdeckung

4.2 Montagehinweise

Montage

Der Klemmsockel ist für Tragschienenmontage nach EN 50022

konstruiert. An den Klemmen 9 und 10 wird die Versorgungsspannung

angeschlossen. Für benachbarte Auswertgeräte ist

es möglich, über die mitgelieferten Steckbrücken die Verbindung

L1 und N direkt weiterführend herzustellen.

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SU 501 Ex - Auswertgerät 9


Montieren

Gefahr:

Die Steckbrücken dürfen keinesfalls bei Einzelgeräten oder

am jeweiligen Ende einer Gerätereihe benutzt werden. Bei

Nichteinhaltung dieses Hinweises besteht die Gefahr, mit der

Betriebsspannung in Berührung zu kommen oder einen

Kurzschluss zu erzeugen.

Das SU 501 Ex inEx-Ausführung ist ein zugehöriges eigensicheres

Betriebsmittel und darf nicht in explosionsgefährdeten

Bereichen installiert werden.

Ex-Trennkammer

Vor der Inbetriebnahme ist bei den Ex-Ausführungen die Ex-

Trennkammer wie nachfolgend abgebildet aufzustecken. Ein

gefahrloser Betrieb ist nur bei Beachtung der Betriebsanleitung

und der EU-Baumusterprüfbescheinigung gewährleistet.

Das SU 501 Ex darf nicht geöffnet werden.

Verschließen Sie die oberen Anschlussklemmen gemäß folgender

Abbildung.

1 2 3 4

Abb. 3: Montage der Trennkammer

Gerätecodierung

Alle Auswertgeräte sind je nach Typ und Ausführung mit

unterschiedlichen Aussparungen versehen (mechanische Codierung).

10 SU 501 Ex - Auswertgerät

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Montieren

Im Klemmsockel kann durch Stecken der mitgelieferten

Codierstifte das versehentliche Vertauschen der verschiedenen

Gerätetypen verhindert werden.

Bei einem SU 501 Ex inEx-Ausführung müssen die mitgelieferten

Codierstifte (Typ-Codierstift und Ex-Codierstift) entsprechend

der unten stehenden Abbildung vom Betreiber

gesteckt werden.

4

1 2 EEx ia

3

4

3

2

1

A

B

C

1

2

3

7

8

9

12

Plug-in socket

Typ 600-1

0...10V

DISBUS

N

L1

+ -

5 6 7 8

9 10

12 13 14

Abb. 4: Klemmsockel SU 501 Ex

1 Steckbrücken zum Durchschleifen der Versorgungsspannung

2 Typ-Codierung für SU 501 Ex

3 Ex-Codierung bei Ex-Ausführung

4 Ex-Trennkammer

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SU 501 Ex - Auswertgerät 11


An dieSpannungsversorgung anschließen

5 An dieSpannungsversorgung

anschließen

5.1 Anschluss vorbereiten

Sicherheitshinweise beachten

Sicherheitshinweise

für Ex-Anwendungen

beachten

Spannungsversorgung auswählen

Anschlusskabel auswählen

Kabelschirmung und Erdung

Beachten Sie grundsätzlich folgende Sicherheitshinweise:

l

l

Nur in spannungslosem Zustand anschließen

Falls Überspannungen zu erwarten sind, Überspannungsschutzgeräte

installieren.

In explosionsgefährdeten Bereichen müssen die entsprechenden

Vorschriften, Konformitäts- und Baumusterprüfbescheinigungen

der Sensoren und der Versorgungsgeräte

beachtet werden.

Die Spannungsversorgung kann 20 … 250 VAC, 50/60 Hz

oder 20 … 72 VDCbetragen.

Die Versorgungsspannung des SU 501 Ex wird mit handelsüblichem

Kabel entsprechend den landesspezifischen Installationsstandards

angeschlossen.

Zum Anschließen der Sensoren kann handelsübliches zweiadriges

Kabel ohne Schirmung verwendet werden. Falls

elektromagnetische Einstreuungen zu erwarten sind, muss

abgeschirmtes Kabel verwendet werden.

Legen Sie bitte den Kabelschirm beidseitig auf Erdpotenzial.

Im Sensor muss der Schirm direkt an die innere Erdungsklemme

angeschlossen werden. Die äußere Erdungsklemme

am Sensorgehäuse muss mit dem Potenzialausgleich verbunden

sein.

Falls Potentialausgleichströme zu erwarten sind, muss die

Schirmverbindung beim SU 501 Ex über einen Keramikkondensator

(z.B. 1 nF, 1500 V) hergestellt werden. Die niederfrequenten

Potentialausgleichströme werden nun unterbunden,

die Schutzwirkung für die hochfrequenten Störsignale

bleibt dennoch erhalten.

Anschlusskabel für

Ex-Anwendungen

auswählen

Bei Ex-Anwendungen sind die entsprechenden Errichtungsvorschriften

zu beachten. Insbesondere ist sicherzustellen,

dass keine Potenzialausgleichströme über den Kabelschirm

fließen. Dies kann bei der beidseitigen Erdung durch den

zuvor beschriebenen Einsatz eines Kondensators oder durch

einen separaten Potenzialausgleich erreicht werden.

12 SU 501 Ex - Auswertgerät

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5.2 Anschlussschritte

An dieSpannungsversorgung anschließen

Gehen Sie zum elektrischen Anschluss wie folgt vor:

1 Klemmsockel ohne SU 501 Ex auf Tragschiene aufschnappen

2 Sensorleitung an Klemme 1 und 2 anschließen, gegebenenfalls

Schirm auflegen

3 Stromlos geschaltete Spannungsversorgung auf Klemme 9

und 10 anschließen

4 SU 501 Ex inKlemmsockel einsetzen und festschrauben

Der elektrische Anschluss ist damit fertiggestellt.

Achten Sie darauf, dass bei den Ex-Ausführungen vor der

Inbetriebsnahme die Ex-Trennkammer (über den Sensoranschlussklemmen)

aufgesteckt ist. Ebenso müssen die Stifte für

die Typ- und Ex-Codierung korrekt gesteckt sein.

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SU 501 Ex - Auswertgerät 13


An dieSpannungsversorgung anschließen

5.3 Anschlussplan

1 2 3 4

1

2

3

+ -

5 6 7 8

9 10 12 13 14

+

L1

-

N

5 4

Abb. 5: Anschlussplan SU 501 Ex

1 Sensor

2 Sensoreingang

3 Transistorausgang

4 Relaisausgang

5 Versorgungsspannung

14 SU 501 Ex - Auswertgerät

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In Betrieb nehmen

6 In Betrieb nehmen

6.1 Bediensystem

5

1

2

EEx ia

3

4

6

TEST

1

A

B

C

1

2

3

Plug-in socket

Typ 600-1

0...10V

DISBUS

+ -

7

on

2

3

4

7

8

9

12

N

L1

7

8

5 6 7 8

5 6 7 8

9

9 10 12 13 14

9 10

12 13 14

10

Abb. 6: Anzeige- und Bedienelemente

1 Testtaste

2 Kontrollleuchte-Grenzstandrelais (LED)

3 Kontrollleuchte-Störmelderelais (LED)

4 Kontrollleuchte-Versorgungsspannung (LED)

5 Ex-Trennkammer

6 Anschlussklemme für Messsonde

7 Buchsen für die Verbindungsbrücken

8 Transistorausgang

9 Relaisausgang

10 Energieversorgung

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SU 501 Ex - Auswertgerät 15


1 2 3 4 5 6

In Betrieb nehmen

12

t sec 6

2

ze

za

A

off

B

1

PTB-Nr.: Ex-95/xxxx X

Sensorstromkreis EEx ia IIC

Uo < xx V Lo < xx mH

Io < xx mA Co < xx nF

Po < xx mW

IP 30

Insp.

a : -20...+60°C

Terminal

Sensor

+ -

1 2

out

max: 36V

60mA

+ -

5 6

power supply

max.250VAC/DC 20...250 VAC

500VA/54W 20...72VDC

3AAC/1ADC

2 W

L N

+ -

12 13 14 9 10

3

2

Kontrollleuchten

Abb. 7: Anzeige- und Bedienelemente

1 DIL-Schalterblock

2 Typschild

3 Klarsichtabdeckung

6.2 Bedienelemente

Kontrollleuchten (LED) in der Frontplatte zeigen Betriebsbereitschaft,

Schaltzustand und Störmeldung an.

l

l

Grün

- Betriebskontrollleuchte

- Netzspannung Ein, Gerät ist in Betrieb

Rot

- Störmeldeleuchte

- Störung am Sensorstromkreis durch Ausfall des

Sensors oder Leitungsdefekt

16 SU 501 Ex - Auswertgerät

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In Betrieb nehmen

DIL-Schalterblock

- Wenn das Störmelderelais stromlos ist, leuchtet die

rote Störmeldeleuchte

l Gelb

- Relaiskontrollleuchte

- Die gelbe Relaiskontrollleuchte reagiert je nach eingestellter

Betriebsart (A/B)

- Generell zeigt die Relaiskontrollleuchte den aktivierten

(stromdurchflossenen) Zustand des Relais an

- Eine dunkle Relaiskontrollleuchte bedeutet also, dass

sich das Relais im stromlosen Zustand befindet

(Transistor sperrt)

Seitlich oben (im eingebauten Zustand abgedeckt) befindet

sich ein DIL-Schalterblock mit sechs Schaltern. Die einzelnen

Schalter sind wie folgt belegt:

l 1 – A/B-Umschaltung

- A – Maximalstanderfassung bzw. Überlaufschutz

- B – Minimalstanderfassung bzw. Trockenlaufschutz

l 2 – Ausschaltverzögerung (za)

l 3 – Einschaltverzögerung (ze)

l 4 – Integrationszeit 2 s

l 5 – Integrationszeit 6 s

l 6 – Integrationszeit 12 s

Mit dem Schalter 1 können Sie die Betriebsart (A – Überlaufschutz

bzw. B – Trockenlaufschutz) einstellen.

Mit den Schaltern 2 und 3 können Sie unabhängig voneinander

die Ausschaltverzögerung und/oder Einschaltverzögerung

einstellen.

Im Beispiel (siehe vorstehende Abbildung) ist die Betriebsart A

(Maximalstanderfassung bzw. Überlaufschutz) gewählt

(Schalter 1). Die Einschaltverzögerung ist aktiviert (Schalter 3)

und die Integrationszeit ist auf 8 Sekunden eingestellt

(Schalter 4, 5 und 6).

Mit den Schaltern 4, 5 und 6 können Sie die Integrationszeit

entsprechend einstellen. Die Zeiten der aktivierten Zeitschalter

summieren sich. Wenn die Ein- (ze) und Ausschaltverzögerung

(za) gleichzeitig eingeschaltet sind, gilt die eingestellte

Zeit für beide Verzögerungsarten.

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Information:

Beachten Sie, dass sich die Integrationszeit des Sensors und

des Auswertgeräts summieren.

SU 501 Ex - Auswertgerät 17


In Betrieb nehmen

Schalter 1 2 3 4 5 6

Zeit za ze 2 s 6 s 12 s

0,2 s A/B off off off off off

0,5 s A/B

1)

off off off

2 s A/B on off off

6 s A/B off on off

8 s A/B on on off

12 s A/B off off on

14 s A/B on off on

18 s A/B off on on

20 s A/B on on on

Funktionsüberwachung

Testtaste

Die Messeinrichtung wird kontinuierlich überwacht. Folgende

Kriterien werden dabei überprüft:

l Zweiaderleitung auf Leitungsbruch und Kurzschluss

l Unterbrechung der Verbindungsleitung zu den Piezoelementen

l Korrosion oder Beschädigung der Schwinggabel

(Schwingstab)

l Bruch der Schwinggabel (Schwingstab)

l Ausfall der Schwingung

l Zu niedrige Schwingfrequenz

l Behälterseitig eingedrungenes Füllgut im Sensor

Bei Messanordnungen mit Grenzschaltern OPTISWITCH in

Verbindung mit einem Zweileiter-Elektronikeinsatz kann ein

Funktionstest durchgeführt werden. Der SU 501 Ex hat eine

integrierte Testtaste. Die Testtaste ist in der Frontplatte des

Auswertgeräts versenkt angebracht. Drücken Sie die Testtaste

mit einem geeigneten Gegenstand (Schraubendreher, Kugelschreiber

etc).

Bei Betätigung wird die Messanordnung auf folgende Kriterien

überprüft:

l

l

l

Schaltfunktion der Schaltausgänge

Potentialtrennung der Ausgänge

Die Signalverarbeitung des Auswertgeräts

1)

Wahlweise Schalter 2 und/oder 3 auf "on". Die Zeiten gelten für die jeweils

eingeschaltete Verzögerungsart.

18 SU 501 Ex - Auswertgerät

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In Betrieb nehmen

Nach Betätigen der Testtaste wird die komplette Messeinrichtung

auf korrekte Funktion geprüft. Während des Tests

werden die folgenden Betriebszustände simuliert:

l Störmeldung

l Leermeldung

l Vollmeldung

Kontrollieren Sie, ob alle drei Schaltzustände in der richtigen

Reihenfolge und der angegebenen Dauer auftreten. Ist dies

nicht der Fall, liegt ein Fehler in der Messeinrichtung vor (siehe

Kapitel "Störungsbeseitigung").

Hinweis:

Beachten Sie, dass die nachgeschalteten Geräte während des

Funktionstests aktiviert werden. Damit können Sie die korrekte

Funktion der Messeinrichtung kontrollieren.

Testablauf A-Betrieb B-Betrieb

1 Simulation einer Störmeldung (ca. 3 s)

Füllstandrelais stromlos

1 Simulation einer Störmeldung

Störmeldeleuchte

2 Simulation einer Leermeldung (ca. 1,5 s)

Füllstandrelais betätigt

2 Simulation einer Leermeldung

Störmeldeleuchte

3 Simulation einer Vollmeldung (ca. 1,5 s)

Füllstandrelais stromlos

3 Simulation einer Vollmeldung

Störmeldeleuchte

4 Zurück zum aktuellen Betriebszustand (bedeckt/unbedeckt

Relaiskontrollleuchte

aus

Störmeldeleuchte

leuchtet

Relaiskontrollleuchte

leuchtet

Störmeldeleuchte

aus

Relaiskontrollleuchte

aus

Störmeldeleuchte

aus

Relaiskontrollleuchte

aus

Störmeldeleuchte

leuchtet

Relaiskontrollleuchte

aus

Störmeldeleuchte

aus

Relaiskontrollleuchte

leuchtet

Störmeldeleuchte

aus

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SU 501 Ex - Auswertgerät 19


Instandhalten und Störungen beseitigen

7 Instandhalten und Störungen beseitigen

7.1 Wartung

Der SU 501 Ex bedarf bei bestimmungsgemäßer Verwendung

im Normalbetrieb keiner besonderen Wartung.

7.2 Störungen beseitigen

Störungsursachen

Störungsbeseitigung

Störung

Das SU 501 Ex bietet Ihnen ein Höchstmaß an Funktionssicherheit.

Dennoch können während des Betriebes Störungen

auftreten. Diese können z.B. folgende Ursachen

haben:

l Messwert vom Sensor nicht korrekt

l Spannungsversorgung

l Störungen auf den Leitungen

Die ersten Maßnahmen sind die Überprüfung des Ein- und

Ausgangsignals. Die Vorgehensweise wird nachfolgend beschrieben.

In vielen Fällen lassen sich die Ursachen auf

diesem Wege feststellen und die Störungen so beseitigen.

? Die rote Störmelde-LED des Auswertgeräts leuchtet

l Sensor falsch angeschlossen

à Stromwert auf der Verbindungsleitung zum Sensor

messen

Achten Sie bei Ex-Anlagen darauf, dass der Ex-Schutz durch

die verwendeten Messgeräte nicht beeinträchtigt wird.

à Störungen am Sensor, die eine Stromveränderung

unter 2 mA bzw. über 23 mA bewirken, führen bei

Auswertgeräten zu einer Störmeldung.

20 SU 501 Ex - Auswertgerät

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Instandhalten und Störungen beseitigen

4... 20mA

mA

12... 20V

V

+

2

-

1

1 2 3 4

Abb. 8: Anschluss eines Multimeters

1 Auswertgerät SU 501 Ex

2 Sensor

l Sensor falsch angeschlossen

à Spannung auf der Verbindungsleitung zum Sensor

messen

Achten Sie bei Ex-Anlagen darauf, dass der Ex-Schutz durch

die verwendeten Messgeräte nicht beeinträchtigt wird.

à Die Klemmenspannung des Sensors beträgt im Normalzustand

mindestens 12 V

? Die rote Störmelde-LED des Auswertgeräts leuchtet

l Stromwert


Instandhalten und Störungen beseitigen

Auswertgerät austauschen bzw. zur Reparatur einsenden

3 Sollte die Störmeldeleuchte erlöschen, Sensor wieder

anschließen. Auswertgerät von der Verbindungsleitung

trennen und an dessen Sensoreingang einen Widerstand

von 1 kOhm anschließen

4 Wenn die Störmeldeleuchte weiter leuchtet, ist vermutlich

die Verbindungsleitung unterbrochen

Verbindungsleitung zum Sensor überprüfen

5 Sollte die Störmeldeleuchte erlöschen, ist der Sensor

defekt

Sensor austauschen bzw. zur Reparatur einsenden

? Die rote Störmelde-LED des Auswertgeräts leuchtet

l Stromwert >22 mA

à Stromwert auf der Verbindungsleitung zum Sensor

messen

1 Alle Anschlüsse und Verbindungsleitungen zum Sensor

überprüfen

2 Sollte die rote Störmeldeleuchte weiter leuchten, Sensor

von der Verbindungsleitung trennen und statt dessen einen

Widerstand von 1 kOhm am Auswertgerät anschließen

Wenn die Störmeldeleuchte erlischt, ist der Sensor defekt.

Angeschlossenen Sensor überprüfen

3 Sollte die Störmeldeleuchte weiter leuchten, Sensor wieder

anschließen. Auswertgerät von der Verbindungsleitung

trennen und an dessen Sensoreingang einen Widerstand

von 1 kOhm anschließen.

4 Wenn die Störmeldeleuchte erlischt, liegt vermutlich ein

Kurzschluss in der Verbindungsleitung vor

Verbindungsleitung zum Sensor überprüfen

5 Sollte die Störmeldeleuchte weiter leuchten, ist das Auswertgerät

defekt

Auswertgerät austauschen bzw. zur Reparatur einsenden

22 SU 501 Ex - Auswertgerät

27953-DE-050616


Instandhalten und Störungen beseitigen

? Fehlfunktion beim Funktionstest

l Nach dem Betätigen der Testtaste treten die Schaltzustände

nicht in der richtigen Reihenfolge oder der

richtigen Dauer auf, z.B. es wird keine Vollmeldung

ausgegeben.

à Leitungswiderstand messen

à Wenn die Leitung hochohmig geworden ist, diese

durch entsprechende Maßnahmen auf einen normalen

Widerstand bringen, z.B. Klemmen und Kabelverbindungen

auf Korrosion überprüfen

7.3 Das Gerät reparieren

Sollte eine Reparatur erforderlich sein, gehen Sie folgendermaßen

vor:

Im Internet können Sie auf unserer Homepage http://www.

krohne-mar.com/fileadmin/media-lounge/PDF-Download/

Specimen_e.pdf ein Rücksendeformular herunterladen.

Sie helfen uns damit, die Reparatur schnell und ohne Rückfragen

durchzuführen.

l

l

l

Für jedes Gerät ein Formular ausdrucken und ausfüllen

Das Gerät reinigen und bruchsicher verpacken

Dem Gerät das ausgefüllte Formular und eventuell ein

Sicherheitsdatenblatt beilegen

27953-DE-050616

SU 501 Ex - Auswertgerät 23


Ausbauen

8 Ausbauen

8.1 Ausbauschritte

Warnung:

Achten Sie vor dem Ausbauen auf gefährliche Prozessbedingungen

wie z.B. Druck im Behälter, hohe Temperaturen,

aggressive oder toxische Füllgüter etc.

Beachten Sie die Kapitel "Montieren" und "An die Spannungsversorgung

anschließen" und führen Sie die dort angegebenen

Schritte sinngemäß umgekehrt durch.

8.2 Entsorgen

Der SU 501 Ex besteht aus Werkstoffen, die von darauf

spezialisierten Recycling-Betrieben wiederverwertet werden

können. Wir haben hierzu die Elektronikeinsätze leicht trennbar

gestaltet und verwenden recyclebare Werkstoffe. Kennzeichnen

Sie das Gerät als Schrott und entsorgen Sie es

entsprechend den gesetzlichen Bestimmungen (Elektronikschrottverordnung,

…).

Werkstoffe: siehe "Technische Daten"

Sollten Sie keine Möglichkeit haben, das Altgerät fachgerecht

zu entsorgen, so sprechen Sie mit uns über Möglichkeiten der

Entsorgung bzw. Rücknahme.

24 SU 501 Ex - Auswertgerät

27953-DE-050616


Funktionale Sicherheit

9 Funktionale Sicherheit

9.1 Allgemein

Geltungsbereich

Einsatzbereich

Sicherheitsfunktion

Relevante Normen

Sicherheitsanforderungen

Dieses Sicherheitshandbuch gilt für das Auswertgerät SU 501

Ex. Das Gerät entspricht einem Teilsystem des Typs A.

Das Auswertgerät kann in Kombination mit einem Vibrationsgrenzschalter

als Messsystem zur Grenzstanderfassung,

welche den besonderen Anforderungen der Sicherheitstechnik

genügt, eingesetzt werden, z.B.

l Betriebsart "max." =A-Betrieb für Überlaufschutz

l Betriebsart "min." =B-Betrieb für Trockenlaufschutz

In beiden Betriebsarten ist das Messsystem nach IEC 61508-2/

IEC 61511 mit folgendem Anforderungsgrad qualifiziert:

l SIL2 bei Architektur 1oo1D (einkanalig)

l SIL3 bei Architektur 1oo2D (zweikanalig/redundant)

Die Sicherheitsfunktion des Auswertgerätes ist das Erkennen

der im Folgenden genannten Messströme und deren Umsetzung

in ein entsprechendes Schaltsignal am Relaiskontakt

bzw. am Transistorausgang. Der sichere Zustand ist abhängig

von der Betriebsart:

l

l

In der Betriebsart "max.": 16 ±1 mA für Zustand "bedeckt"

In der Betriebsart "min.": 8 ±1 mA für Zustand "unbedeckt"

l IEC 61508-1, -2, -4

- Functional safety of electrical/electronic/programmable

electronic systems

l IEC 61511-1

- Functional safety – safety instrumented systems for the

process industry sector – Part 1: Framework, definitions,

system, hardware and software requirements

Ausfallgrenzwerte für eine Sicherheitsfunktion, abhängig von

der SIL-Klasse (IEC 61508-1, 7.6.2)

Sicherheits-Integritäts-Level

Betriebsart mit niedriger

Anforderungsrate

Betriebsart mit hoher

Anforderungsrate

SIL PFD avg PFH

4 >=10 -5 bis =10 -9 bis =10 -4 bis =10 -8 bis =10 -3 bis =10 -7 bis =10 -2 bis =10 -6 bis


Funktionale Sicherheit

Sicherheitsintegrität der Hardware für sicherheitsbezogene

Teilsysteme vom Typ A (IEC 61508-2, 7.4.3)

Anteil ungefährlicher

Ausfälle

Fehlertoleranz

der

Hardware

SFF HFT = 0 HFT = 1 HFT = 2


Funktionale Sicherheit

Betriebsart mit niedriger Anforderungsrate

Betriebsart mit hoher Anforderungsrate

Beträgt die Anforderungsrate nicht mehr als einmal pro Jahr,

so darf das Messsystem als sicherheitsrelevantes Teilsystem

in der Betriebsart "low demand mode" eingesetzt werden

(IEC 61508-4, 3.5.12).

Wenn das Verhältnis der internen Diagnosetestrate des

Messsystems zur Anforderungsrate den Wert 100 überschreitet,

kann das Messsystem so behandelt werden, als

wenn es eine Sicherheitsfunktion in der Betriebsart mit

niedriger Anforderungsrate ausführt (IEC 61508-2, 7.4.3.2.5).

Zugehörige Kenngröße ist der Wert PFD avg (average Probability

of dangerous Failure on Demand). Der Wert ist abhängig

vom Prüfintervall T Proof zwischen den Funktionstests der

Schutzfunktion.

Zahlenwerte siehe Abschnitt "Sicherheitstechnische Kennzahlen".

Trifft "Betriebsart mit niedriger Anforderungsrate" nicht zu, so

ist das Messsystem als sicherheitsrelevantes Teilsystem in

der Betriebsart "high demand mode" einzusetzen

(IEC 61508-4, 3.5.12).

Die Fehlertoleranzzeit des Gesamtsystems muss dabei größer

sein als die Summe der Reaktionszeiten bzw. der Diagnosetestdauern

aller Komponenten der Sicherheits-Messkette.

Zugehörige Kenngröße ist der Wert PFH (Ausfallrate).

Zahlenwerte siehe Abschnitt "Sicherheitstechnische Kennzahlen".

27953-DE-050616

Sicherer Zustand und Fehlerbeschreibung

Der sichere Zustand des Messsystems ist der abgeschaltete

Zustand (Ruhestromprinzip):

l Relaisausgang – Relais stromlos

l Transistorausgang – Transistor sperrt

Ein störsicherer Fehler (safe failure) liegt vor, wenn das

Messsystem ohne Anforderung des Prozesses in den definierten

sicheren Zustand wechselt.

Detektiert das Auswertgerät Ströme 21,6 mA,

so wird der sichere Zustand eingenommen.

Ein gefährlicher unentdeckter Fehler (dangerous undetected

failure) liegt vor, wenn das Messsystem bei einer Anforderung

des Prozesses nicht in den definierten sicheren Zustand

wechselt.

SU 501 Ex - Auswertgerät 27


Funktionale Sicherheit

Konfiguration der Auswerteinheit

Die Auswerteinheit muss den Ausgangskreis des Messsystems

unter Beachtung des Ruhestromprinzips auswerten.

Die Auswerteinheit muss dem SIL-Level der Messkette

entsprechen.

9.3 Inbetriebnahme

Montage und Installation

Die jeweilige Anlagenbedingungen haben Einfluss auf die

Sicherheit des Messsystems. Es sind deshalb die Montageund

Installationshinweise der Betriebsanleitung zu beachten.

Insbesondere ist auf die richtige Einstellung der Betriebsart

(min./max.) zu achten.

9.4 Verhalten im Betrieb und bei Störungen

l

l

l

l

l

Die Einstellelemente dürfen im Betrieb nicht verändert

werden

Bei Veränderungen im Betrieb sind die Sicherheitsfunktionen

zu beachten

Auftretende Störmeldungen sind in der Betriebsanleitung

beschrieben

Bei festgestellten Fehlern oder Störmeldungen muss das

gesamte Messsystem außer Betrieb genommen und der

Prozess durch andere Maßnahmen im sicheren Zustand

gehalten werden

Wird aufgrund eines festgestellten Fehlers das Gerät

ausgetauscht, so ist dies dem Hersteller zu melden

(inklusive einer Fehlerbeschreibung)

9.5 Wiederkehrender Funktionstest

Der wiederkehrende Funktionstest dient dazu, die Sicherheitsfunktion

zu überprüfen, um mögliche, nicht erkennbare

gefährliche Fehler aufzudecken. Die Funktionsfähigkeit des

Messsystems ist in angemessenen Zeitabständen zu prüfen.

Es liegt in der Verantwortung des Betreibers, die Art der

Überprüfung zu wählen. Die Zeitabstände richten sich nach

dem in Anspruch genommenen PFD avg -Wert laut Tabelle und

Diagramm im Abschnitt "Sicherheitstechnische Kennzahlen".

Bei hoher Anforderungsrate ist in der IEC 61508 kein wiederkehrender

Funktionstest vorgesehen. Ein Nachweis der

Funktionstüchtigkeit wird hier in der häufigeren Inanspruchnahme

des Messsystems gesehen. In zweikanaligen Archi-

28 SU 501 Ex - Auswertgerät

27953-DE-050616


tekturen ist es jedoch sinnvoll, die Wirkung der Redundanz

durch wiederkehrende Funktionstests in angemessenen Zeitabständen

nachzuweisen.

Die Prüfung ist so durchzuführen, dass die einwandfreie

Sicherheitsfunktion im Zusammenwirken aller Komponenten

nachgewiesen wird.

Die bei den Tests verwendeten Methoden und Verfahren

müssen benannt und deren Eignungsgrad spezifiziert werden.

Die Prüfungen sind zu dokumentieren.

Verläuft der Funktionstest negativ, muss das gesamte Messsystem

außer Betrieb genommen werden und der Prozess

durch andere Maßnahmen im sicheren Zustand gehalten

werden.

In der zweikanaligen Architektur 1oo2D gilt dies getrennt für

beide Kanäle.

9.6 Sicherheitstechnische Kennzahlen

Die Ausfallraten der Elektronik wurden durch eine FMEDA

nach IEC 61508 ermittelt. Den Berechnungen sind Bauelemente-Ausfallraten

nach SN 29500 zugrunde gelegt. Alle

Zahlenwerte beziehen sich auf eine mittlere Umgebungstempertur

während der Betriebszeit von +40°C (104°F). Die

Berechnungen stützen sich weiterhin auf die im Kapitel

"Projektierung" genannten Hinweise.

Die Daten gelten gleichermaßen für Überlaufschutz (A-Betrieb)

wie auch für Trockenlaufschutz (B-Betrieb).

λ sd 0 FIT safe detected failure (1 FIT = Ausfall/10 9 h)

λ su 516 FIT safe undetected failure

λ dd 0 FIT dangerous detected failure

λ du 100 FIT dangerous undetected failure

SFF >84 % Safe Failure Fraction

Funktionale Sicherheit

Allgemeine Daten

T Reaction Fehlerreaktionszeit

0,5 sec

27953-DE-050616

MTBF = MTTF + MTTR

max. Nutzungsdauer des Messsystems für die Sicherheitsfunktion

1,52x10 6 h

ca. 10 Jahre

SU 501 Ex - Auswertgerät 29


Funktionale Sicherheit

Einkanalige Architektur

Aus den oben genannten Daten sind folgende Kennzahlen

abgeleitet:

SIL2 (Safety Integrity Level)

HFT = 0 (Hardware Fault Tolerance)

Architektur 1oo1D

PFD avg

T Proof = 1 Jahr

T Proof = 5 Jahre

T Proof = 10 Jahre


Funktionale Sicherheit

4

PFD avg

3

2

1

1 5 10 T Proof

Abb. 9: Zeitabhängiger Verlauf von PFD avg

2)

1 PFD avg = 0

2 PFD avg nach 1 Jahr

3 PFD avg nach 5 Jahren

4 PFD avg nach 10 Jahren

27953-DE-050616

2)

Zahlenwerte siehe oben dargestellte Tabellen.

SU 501 Ex - Auswertgerät 31


Anhang

10 Anhang

10.1 Technische Daten

Allgemeine Daten

Bauform

Maße

Gewicht

Gehäusewerkstoff

Sockelwerkstoff

Schraubklemmen

Spannungsversorgung

Versorgungsspannung

Leistungsaufnahme

Einbaugerät mit Klemmsockel zur Montage auf

Tragschiene 35x7,5 oder 35x15 nach

EN 50022

B = 36 mm (1.42 in), H = 118,5 mm (4.66 in), T

= 134 mm (5.28 in)

ca. 170 g (6 oz)

Noryl SE100, Lexan 920A

Noryl SE100, Noryl SE1 GFN3

max. 1x1,5 mm²

20 … 250 VAC, 50/60 Hz, 20 … 72 VDC

max. 3 W (3 … 18 VA)

Sensoreingang

Anzahl 1

Datenübertragung

analog

Hysterese 100 µA

Schaltschwelle

12 mA

Strombegrenzung

24 mA (dauerkurzschlussfest)

Sensorversorgungsspannung

15 … 18 VDC

Detektion Leitungsunterbrechung

=21 mA

Verbindungsleitung

2-adrig

Wiederstand je Leiter

max. 35 Ohm

Relaisausgang

Anzahl, Funktion

Integrationszeit

Betriebsart

Kontakt

Kontaktwerkstoff

Schaltspannung

Schaltstrom

Schaltleistung

1x Schaltrelais (Wechsler)

0,2 … 20 s, richtungsabhängig schaltbar

A/B-Umschalter (A - Maximalstanderfassung

bzw. Überlaufschutz; B - Minimalstanderfassung

bzw. Trockenlaufschutz)

1x Umschaltkontakt

AgNi, hartvergoldet

min. 10 mV DC, max. 250 VAC, 250 VDC

min. 10 µA DC, max. 3 AAC, 1 ADC

max. 500 VA, max. 54 WDC

32 SU 501 Ex - Auswertgerät

27953-DE-050616


Anhang

Transistorausgang

Anzahl, Funktion

1 Ausgang, synchron mit dem Relais schaltend

Galvanische Trennung

potentialfrei

Höchstwerte

- U B max. 36 VDC

- I B max. 60 mA (kurzschlussfest)

Transistorspannungsabfall

U CE min. -1,5 V bei I B 60 mA

Sperrstrom


Anhang

10.2 Maße

1

2

118,5mm (4 43/64")

54,5mm (2 9/64")

on

5 6 7 8

9 1 0 1 2 1 3 1 4

134mm (5 9/ 32")

36mm (1 27/ 64")

Abb. 10: Maße SU 501 Ex

1 Klarsichtabdeckung

2 Tragschiene 35x7,5 oder 35x15 nach EN 50022

34 SU 501 Ex - Auswertgerät

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10.3 Zertifikat

CE-Konformitätserklärung

27953-DE-050616

Abb. 11: CE-Konformitätserklärung

SU 501 Ex - Auswertgerät 35


Änderungen vorbehalten

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