Stahl 9411/11 Series, Operating Instructions Manual

Page 1: ...E EN DE EN DE EN DE EN DE EN DE EN DE Betriebsanleitung Operating instructions Additional languages www stahl ex com DE EN Feldgeräte Koppler Zone 1 Ex e Zone 1 Ex e field device coupler Reihe 9411 11 Series 9411 11 ...

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Page 3: ...DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE Betriebsanleitung Additional languages www stahl ex com DE Feldgeräte Koppler Zone 1 Ex e Reihe 9411 11 ...

Page 4: ...Sicherheitshinweise 5 3 1 Aufbewahrung der Betriebsanleitung 5 3 2 Sichere Verwendung 5 3 3 Umbauten und Änderungen 6 4 Funktion und Geräteaufbau 6 4 1 Funktion 6 4 2 Geräteaufbau 8 5 Technische Daten 9 6 Projektierung 12 7 Transport und Lagerung 12 8 Montage und Installation 12 8 1 Maßangaben Befestigungsmaße 13 8 2 Montage Demontage Gebrauchslage 13 8 3 Installation 14 9 Inbetriebnahme 21 10 Bet...

Page 5: ...tung ID Nr 161936 941160310020 Publikationsnummer 2015 09 15 BA00 III de 08 Die Originalbetriebsanleitung ist die englische Ausgabe Diese ist rechtsverbindlich in allen juristischen Angelegenheiten 1 3 Weitere Dokumente Datenblatt Dokumente in weiteren Sprachen siehe www stahl ex com 1 4 Konformität zu Normen und Bestimmungen Siehe Zertifikate und EG Konformitätserklärung www stahl ex com Das Gerä...

Page 6: ...n der Gefahr Ergreifen von Gegenmaßnahmen zum Vermeiden der Gefahr bzw des Schadens Symbol Bedeutung Tipps und Empfehlungen zum Gebrauch des Geräts Gefahr durch explosionsfähige Atmosphäre Gefahr durch spannungsführende Teile GEFAHR Gefahren für Personen Nichtbeachtung der Anweisung führt zu schweren oder tödlichen Verletzungen bei Personen WARNUNG Gefahren für Personen Nichtbeachtung der Anweisun...

Page 7: ...aten des Geräts nicht abgedeckt werden unbedingt bei der R STAHL Schaltgeräte GmbH rückfragen Für Schäden die durch fehlerhaften oder unzulässigen Einsatz des Geräts sowie durch Nichtbeachtung dieser Betriebsanleitung entstehen besteht keine Haftung Bei Montage und Installation Nationale Montage und Errichtungsvorschriften beachten z B IEC EN 60079 14 Nationale Sicherheits und Unfallverhütungsvors...

Page 8: ...sionsgefährdeten Bereichen der Zonen 1 2 21 und 22 und im Nicht Ex Bereich Wird der Koppler im Ex Bereich eingesetzt ist er in ein für diesen Bereich zugelassenes Gehäuse einzubauen Bestimmungsgemäßer Gebrauch Die Geräte können bestimmungsgemäß eingesetzt werden Für alle Feldbusse mit IEC 61158 2 Physik z B Foundation Fieldbus H1 und Profibus PA Bei nicht eigensicherem Trunk Anschlüsse Ex e Bei ni...

Page 9: ...r LED angezeigt Weitere LEDs zeigen den Status der Spurs an siehe Kapitel Anzeigen Der Koppler wird auf DIN Schiene montiert Die Kabelschirme können an den Klemmen geerdet werden oder direkt mittels der optionalen Schirmschiene Der Feldgeräte Koppler verfügt über ein Power Management um die Strombelastung des Trunks so klein wie möglich zu halten Feldgeräte Koppler Ex e Ex e Zone 0 Zone 1 Zone 2 Z...

Page 10: ...sgeschaltet bis der Kurzschluss beseitigt ist Bei Kurzschluss in mehreren Spurs wird der Trunk mit maximal einem Kurzschlussstrom belastet Damit sind die Stromaufnahme des Trunks und die Verlustleistung des Feldgeräte Kopplers unter allen Betriebsbedingungen minimiert 4 2 Geräteaufbau 11187E00 Gerätelement Beschreibung 1 Anschlussklemmen Ex e Bereich Ex e Anschlussklemmen für Trunk und Brücke zur ...

Page 11: ...te DNV Technische Daten Elektrische Daten Trunk nicht eigensicher Ex e Anschlüsse 2 Anschlüsse für Trunk IN OUT intern gebrückt Min Eingangs spannung 10 7 V gemäß FF 846 Hinweis Damit wird garantiert dass die Ausgangsspannung der Spurs bei voller Last mindestens 9 3 V beträgt Bemessungs betriebsspannung 9 32 V Bemessungs betriebsstrom 2 A Unterspannungs überwachung U 12 V Spurs stromlos Überspannu...

Page 12: ... 9418 am Anschluss Trunk OUT verwendet werden Spurs Ex e Anzahl 4 8 Galvanische Trennung keine Anzahl Feldgeräte je Spur 1 Max Kabellänge 120 m Spannungsabfall Trunk Spur 1 4 V Strombereich 0 41 mA pro Spur Max Kurzschlussstrom 50 mA Erdung der Kabelschirme Trunk und Spurs Direkte Erdung auf Schirmschiene Kapazitive Erdung über 4 7 nF an Klemme S Erdungsbolzen M6 Fehlererkennung Kurzschluss Spur 4...

Page 13: ...nschluss klemmen Schutzart Gehäuse IP30 Ex e Klemmen IP20 Brandfestigkeit UL 94 HB Montage Installation Einbaubedingungen Montageart auf DIN Schiene EN 50022 NS 35 15 NS 35 7 5 oder Montageplatte Einbaulage senkrecht oder waagrecht Anschlussplan Technische Daten 3 polig Schirm Schraubklemmen Trunk Spurs Ex e Federzugklemmen Trunk Spurs Ex e starr 0 2 4 mm2 0 5 2 5 mm2 flexibel 0 25 2 5 mm2 0 5 2 5...

Page 14: ...reichs betrieben wird GEFAHR Explosionsgefahr bei Installation ohne zugelassenes Feldgehäuse Nichtbeachten führt zu schweren oder tödlichen Verletzungen Gerät in explosionsgefährdeten Bereichen Zone 1 2 21 oder 22 in ein Gehäuse einbauen das die Anforderungen der IEC EN 60079 7 IEC EN 60079 15 oder der IEC EN 60079 31 erfüllt GEFAHR Explosionsgefahr durch falsche Installation des Geräts Nichtbeach...

Page 15: ...unter gefährlichen Umgebungsbedingnungen Nichtbeachten kann zu schweren oder tödlichen Verletzungen führen Hinweisschilder anbringen Bei Einbau in ein Ex e Schutzgehäuse Hinweisschild nach IEC EN 60079 7 anbringen Nicht unter Spannung öffnen Bei Einbau in ein Schutzgehäuse entsprechend EN 61241 1 für Zone 21 oder 22 Hinweisschild anbringen Nicht in explosionsfähiger Staubatmosphäre öffnen Montageo...

Page 16: ...eichen z B in einem Schutzgehäuse von R STAHL der Reihen 8146 8125 8150 oder in einem bescheinigten Gehäuse eines anderen Herstellers 8 3 Installation 11627E00 12946E00 Aufschnappen auf eine Montageschiene Schraubmontage auf eine Montageplatte VORSICHT Gefahr eines Stromschlags durch spannungsführende Teile Nichtbeachten kann zu leichten Verletzungen führen Alle Anschlüsse spannungsfrei schalten A...

Page 17: ...ie Struktur von Feldbus Segmenten Daisy Chain Struktur Der Trunk ist durch die Feldgeräte Koppler geschleift 11193E00 T Connector Der Trunk wird durch Abzweigdosen geschleift Die Feldgeräte Koppler sind in den Abzweigdosen T Connector an den Trunk angeschlossen 11194E00 Sternstruktur Der Trunk wird in eine Abzweigdose geführt Aus dieser Abzweigdose verlaufen die Trunks zu den einzelnen Feldgeräte ...

Page 18: ...egen des Spannungsabfalls kürzer sein Generell gilt Spurs immer so kurz wie möglich projektieren Maximale Spurlänge 120 m 8 3 3 Erdung Feldgeräte Koppler ohne Gehäuse Der Feldgeräte Koppler muss nicht geerdet werden Feldgeräte Koppler eingebaut in ein Feldgehäuse aus Metall Das Gehäuse auf dem kürzestem Weg erden Erdung der Kabelschirme Die Kabelschirme müssen geerdet werden Für die Erdung der Kab...

Page 19: ...nd verbinden Auslieferungs zustand Schirmschiene auf kürzestem Weg mit Erde verbinden Kabelschirme der Spurs an den Feldgeräten dort direkt erden S HOST Single Point Grounding TRUNK OUT TRUNK IN S T FPS S TRUNK IN TRUNK OUT TERM T1T2 S S Shielding bar SPUR 1 SPUR 2 SPUR 3 SPUR 4 S S S S nicht Ex i TRUNK IN TRUNK OUT TERM T1T2 S S Shielding bar SPUR 1 SPUR 2 SPUR 3 SPUR 4 nicht Ex i nicht Ex i TRUN...

Page 20: ...Klemmen des Klemmenblocks TERM angeschlossen Befindet sich der Feldgeräte Koppler am Ende des Trunks d h die Klemmen am Klemmenbock TRUNK OUT sind nicht belegt dann muss der Abschlusswiderstand durch Einlegen der Brücke am Klemmenblock TRUNK aktiviert werden Befindet sich der Feldgeräte Koppler nicht am Ende des Trunks d h die Klemmen am Klemmenbock TRUNK OUT sind belegt dann dürfen die Klemmen am...

Page 21: ...DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE 8 3 5 Elektrische Anschlüsse 09967E00 11182E00 GEFAHR Explosionsgefahr durch geöffneten Gehäusedeckel bei aktiviertem Feldbus Nichtbeachten führt zu schweren oder tödlichen Verletzungen Vor dem Öffnen des Gehäusedeckels den Feldbus deaktivieren Feldbus vor Aktivierung sichern ...

Page 22: ...eren Abisolierlänge 7 mm Leiter nicht beschädigen Leiter in Klemmen einführen und festklemmen Aderendhülsen mit geeignetem Werkzeug aufpressen Die Leiterisolation muss bis an die Klemmen heranreichen Klemmen mit vorgegebenem Anzugsdreh moment festziehen Anzugsdrehmoment 0 5 0 6 Nm Trunk anschließen TRUNK IN Klemmen S TRUNK OUT Klemmen S TRUNK IN Eingangsleitung des Trunks TRUNK OUT Abgangsleitung ...

Page 23: ...e Metallteilchen Verschmutzungen und Feuchtigkeitsspuren aus dem Anschlussraum entfernen Leitungseinführungen festdrehen Vorgegebene Anzugsdrehmomente der Leitungseinführungen beachten Nicht benutzte Leitungseinführungen verschließen Bescheinigte Stopfen für die Leitungseinführungen verwenden Stopfen verwenden deren Größe zum Klemmbereich der jeweiligen Leitungseinführung passen Offene Gehäusebohr...

Page 24: ...ten Typ und Seriennummer des Geräts Kaufdaten Fehlerbeschreibung Einsatzzweck insbesondere Eingangs Ausgangsbeschaltung LED Farbe Bedeutung LED PWR grün Spannung am Trunk LED S1 S8 rot Betriebsanzeige LEDs für Spur 1 8 Fehler Fehlerursache Fehlerbehebung LED PWR erloschen Keine Busversorgungs spannung am Trunk vorhanden Koppler defekt Busversorgung zu niedrig min 16 V Busversorgungsleitung prüfen ...

Page 25: ...chtigkeit im Gehäuse Einhaltung der zulässigen Umgebungstemperaturen bestimmungsgemäße Funktion 11 2 Wartung VORSICHT Stromschlaggefahr bzw Fehlfunktion des Geräts durch unbefugte Arbeiten Nichtbeachten kann zu leichten Verletzungen führen Vor Arbeiten am Gerät Spannung abschalten Arbeiten am Gerät ausschließlich von dazu autorisierter und entsprechend geschulter Elektro Fachkraft ausführen lassen...

Page 26: ...kratzende Reinigungsmittel verwenden Keine aggressiven Reinigungsmittel oder Lösungsmittel verwenden 13 Entsorgung Nationale und lokal gültige Vorschriften und gesetzliche Bestimmungen zur Entsorgung beachten Materialien getrennt dem Recycling zuführen Umweltgerechte Entsorgung aller Bauteile gemäß den gesetzlichen Bestimmungen sicherstellen 14 Zubehör und Ersatzteile GEFAHR Explosionsgefahr durch...

Page 27: ...tung zur Versorgung der Feldgeräte in den Feldbus ein und bewirkt die Impendanzanpassung zwischen Feldbus und Power Der Host verhält sich elektrisch wie ein Feldgerät Feldgerät Feldgeräte werden häufig aus dem Feldbus gespeist sie können aber auch eine eigene Stromversorgung haben 4 Leiter Gerät Host Der Host Anbieter Moderator ist das Gehirn in der Feldbusphysik In der Regel ist der Host ein Proz...

Page 28: ...te Koppler Zone 1 Ex e Reihe 9411 11 DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE Struktur eines Profibus PA Segments 11462E00 Struktur eines Foundation Fieldbus H1 Segments 11463E00 Trunk Der Trunk Stamm Rumpf ist die Hauptleitung in der Feldbusphysik ...

Page 29: ...161936 941160310020 2015 09 15 BA00 III de 08 Zubehör und Ersatzteile 27 Feldgeräte Koppler Zone 1 Ex e Reihe 9411 11 DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE DE ...

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Page 31: ...EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN Operating instructions Additional languages www stahl ex com EN Zone 1 Ex e field device coupler Series 9411 11 ...

Page 32: ...on the Device 5 3 Safety Notes 5 3 1 Operating Instructions Storage 5 3 2 Safe Use 5 3 3 Modifications and Alterations 6 4 Function and Device Design 6 4 1 Function 6 4 2 Device Design 8 5 Technical Data 9 6 Engineering 12 7 Transport and Storage 12 8 Mounting and Installation 12 8 1 Dimensions Fastening Dimensions 13 8 2 Mounting Dismounting Operating Position 13 8 3 Installation 14 9 Commissioni...

Page 33: ...tion Regarding the Operating Instructions ID No 161936 941160310020 Publication Code 2015 09 15 BA00 III en 08 The original instructions are the English edition They are legally binding in all legal affairs 1 3 Further Documents Data sheet For documents in further languages see www stahl ex com 1 4 Conformity with Standards and Regulations See certificates and EC Declaration of Conformity www stah...

Page 34: ... Type and source of danger damage Consequences of danger Taking countermeasures to avoid the danger or damage Symbol Meaning Tips and recommendations on the use of the device Danger due to explosive atmosphere Danger due to live components DANGER Danger to persons Non compliance with the instruction results in severe or fatal injuries to persons WARNING Danger to persons Non compliance with the in...

Page 35: ...tgeräte GmbH if using the device under operating conditions which are not covered by the technical data We cannot be held liable for damage caused by incorrect or unauthorized use of the device or for non compliance with these operating instructions For mounting and installation Observe national installation regulations e g IEC EN 60079 14 Observe national safety and accident prevention regulation...

Page 36: ...uitable for use in hazardous areas in Zones 1 2 21 and 22 and in a non hazardous area If the coupler is used in a hazardous area an enclosure approved for this area must be installed Intended use The devices can be used as intended For all fieldbuses with an IEC 61158 2 physical layer e g Foundation Fieldbus H1 and Profibus PA For non intrinsically safe trunks Ex e connections For non intrinsicall...

Page 37: ...dicated by an LED Additional LEDs show the status of the spurs see the section on Displays The coupler is mounted on a DIN rail The cable shields can be capacitively connected to earth at the terminals or directly by means of the shield bus The field device couplers are equipped with power management to minimise the current load of the trunk Ex e Ex e field device couplers Zone 0 Zone 1 Zone 2 Zon...

Page 38: ... until the short circuit is eliminated In the event of a short circuit in several spurs the trunk will be loaded with no more than one short circuit current This minimises the current consumption of the trunk and the power dissipation of the field device coupler under all operating conditions 4 2 Device Design 11187E00 Device component Description 1 Connection terminals for the Ex e area Ex e conn...

Page 39: ... Data Electrical data Trunk non intrinsically safe Ex e Connections 2 trunk connections IN OUT internally bridged Minimum input voltage 10 7 V acc to FF 846 Note This ensures that the output voltage of the spurs at full load is at least 9 3 V Rated operational voltage 9 32 V Rated operational current 2 A Undervoltage monitoring U 12 V spurs de energised Surge protection yes Max current consumption...

Page 40: ...the Trunk OUT connection Spurs Ex e Quantity 4 8 Galvanic isolation no isolation Number of field devices per spur 1 Max cable length 120 m Voltage drop trunk spur 1 4 V Current range 0 41 mA per spur Max short circuit current 50 mA Earthing of cable shields trunk and spurs Direct earthing on grounding bar Capacitive earthing via 4 7 nF at terminal S earth bolt M6 Error detection Spur short circuit...

Page 41: ...f protection Enclosure IP30 Ex e terminals IP20 Fire resistance UL 94 HB Mounting Installation Installation conditions Mounting type on DIN rail EN 50022 NS 35 15 NS 35 7 5 or mounting plate Mounting orientation vertical or horizontal Connection diagram Technical Data 3 pole shield Screw terminals Trunk spurs Ex e Spring clamp terminals Trunk spurs Ex e rigid 0 2 4 mm2 0 5 2 5 mm2 flexible 0 25 2 ...

Page 42: ...he permissible temperature range DANGER Explosion hazard due to installation without approved field enclosure Non compliance results in severe or fatal injuries In hazardous areas Zones 1 2 21 or 22 the device must be installed in an enclosure which meets the requirements of IEC EN 60079 7 IEC EN 60079 15 or IEC EN 60079 31 DANGER Explosion hazard due to incorrect installation of the device Non co...

Page 43: ...he enclosure in hazardous environmental conditions Non compliance can result in severe or fatal injuries Attaching warning notices When installing in an Ex e protective enclosure attach a warning notice as per IEC EN 60079 7 Do not open under voltage When installing in a protective enclosure attach a warning notice as per EN 61241 1 for Zone 21 or 22 Do not open in a potentially explosive dust atm...

Page 44: ...on in non hazardous areas e g in a Series 8146 8125 or 8150 R STAHL protective enclosure or in a certified enclosure made by another manufacturer 8 3 Installation 11627E00 12946E00 Snapping onto a mounting rail Screw mounting on a mounting plate CAUTION Danger of electric shock due to energised parts Non compliance can result in minor injuries All connections must be disconnected from the power su...

Page 45: ... of Fieldbus Segment Topologies Daisy chain structure The trunk is looped through the field device couplers 11193E00 T connectors The trunk is looped through the junction boxes The field device couplers are connected to the trunk with junction boxes T connectors 11194E00 Star structure The trunk is fed through a junction box The trunks run from this junction box to the individual field device coup...

Page 46: ...g generally applies Spurs should be kept as short as possible Maximum spur length 120 m 8 3 3 Earthing Field device coupler without enclosure The field device coupler does not need to be connected to earth Field device coupler installed in a metal field enclosure Earth the enclosure via the shortest possible route Earthing of cable shields The cable shields must be earthed before use The following...

Page 47: ...at good conductance is achieved delivery status Connect the shield bus to earth via the shortest possible route Directly earth the cable shields of the spurs to the field devices S HOST Single Point Grounding TRUNK OUT TRUNK IN S T FPS S TRUNK IN TRUNK OUT TERM T1T2 S S Shielding bar SPUR 1 SPUR 2 SPUR 3 SPUR 4 S S S S nicht Ex i TRUNK IN TRUNK OUT TERM T1T2 S S Shielding bar SPUR 1 SPUR 2 SPUR 3 ...

Page 48: ...minals on the TERM terminal block If the field device coupler is located at the end of the trunk i e the terminals on the TRUNK OUT terminal block are not being used the EOL resistor must be activated by inserting the jumper at the TRUNK terminal block If the field device coupler is not located at the end of the trunk i e the terminals on the TRUNK OUT terminal block are being used the terminals a...

Page 49: ... EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN 8 3 5 Electrical Connections 09967E00 11182E00 DANGER Explosion hazard due to opened enclosure cover while fieldbus is active Non compliance can result in severe or fatal injuries Deactivate the fieldbus before opening the enclosure cover Secure the field bus before activating ...

Page 50: ...tripping length 7 mm Take care not to damage the conductor Insert the conductor into the terminals and clamp in place Press on the core end sleeves using a suitable tool The conductor insulation must reach to the terminals Tighten the terminals to the specified tightening torque Tightening torque 0 5 0 6 Nm Connect the trunk TRUNK IN terminals S TRUNK OUT terminals S TRUNK IN Trunk input cable TRU...

Page 51: ... inside of the enclosure If necessary remove loose metal chips dirt and traces of moisture from the connection enclosure Tighten the cable entries Refer to the specified tightening torques for the cable entries Seal any unused cable entries Use certified plugs for the cable entries Use plugs which can be adapted in size to the clamping range of the relevant cable entry Seal open enclosure holes Us...

Page 52: ...eady Type and serial number of the device Purchase information Error description Intended use in particular input output wiring LED Colour Meaning PWR LED green Voltage on the trunk LED S1 S8 red Operation indication LEDs for spurs 1 8 Error Cause of error Troubleshooting PWR LED is off No bus power supply at the trunk Coupler defective Bus power supply too low min 16 V Check the bus power supply ...

Page 53: ...rmissible ambient temperatures are observed whether the device is used according to its designated use 11 2 Maintenance CAUTION Risk of electric shock or malfunction of the device due to unauthorized work Non compliance can result in light injuries Before carrying out work on the device switch off voltage supply Work performed on the device must only be carried out by authorized and appropriately ...

Page 54: ... water or mild non abrasive non scratching cleaning agents Do not use aggressive detergents or solvents 13 Disposal Observe national and local regulations and statutory regulation regarding disposal Separate materials when sending it for recycling Ensure environmentally friendly disposal of all components according to the statutory regulations 14 Accessories and Spare Parts DANGER Explosion hazard...

Page 55: ...mpedance matching between the fieldbus and the main power From an electrical point of view the host behaves the same as a field device Field device Field devices are often supplied by the fieldbus however they can also have their own power supply 4 wire device Host The host provider moderator is the brain of the fieldbus topology The host is generally a process control system a programmable logic ...

Page 56: ...1 Ex e field device coupler Series 9411 11 EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN EN Structure of a Profibus PA segment 11462E00 Structure of a Foundation Fieldbus H1 segment 11463E00 Trunk The trunk is the main line when describing fieldbus topology ...

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Page 58: ...adian Electrical Code CSA C22 1 Part 1 Appendix F 4 Each channel shall be installed within a separately shielded cable or a single cable with a separate shield for each channel 5 Alternatively use Terminal S for connection of the cable shield for capacitive 5 2 nF decoupled grounding or use ground busbar terminals for direct ground connection 6 Ambient temperature 40 C 75 C Type 9411 1 1 2a0 c0 20...