Stahl 9146 Series User manual

Typ/Type 9146
Frequenzmessumformer
Frequency Transmitter
Betriebsanleitung
Operating Instruction

2
Inhaltsverzeichnis
1Sicherheitshinweise.....................................................................................................................3
2Normenkonformität......................................................................................................................3
3Funktion.......................................................................................................................................4
4Kennzeichnung und technische Daten ........................................................................................4
5Projektierung...............................................................................................................................5
5.1 Maximal zulässige Umgebungstemperaturen..........................................................................5
5.2 Verlustleistung.........................................................................................................................5
5.3 Projektierung der Verlustleistung in Schaltschränken..............................................................6
6Anordnung und Montage.............................................................................................................7
6.1 Maßzeichnung.........................................................................................................................7
6.2 Installation...............................................................................................................................7
6.3 Montage und Demontage........................................................................................................7
7Inbetriebnahme ...........................................................................................................................8
7.1 Anschlüsse..............................................................................................................................8
7.2 Anschluss von Kontakten ........................................................................................................9
7.3 Leitungsfehlererkennung.........................................................................................................9
7.4 Eingang (über Software IS pac Wizard)...................................................................................9
7.5 Signalverarbeitung (über Software IS pac Wizard)................................................................10
7.6 Ausgang (über Software IS pac Wizard)................................................................................10
7.7 Grenzwerteinstellung (über Software IS pac Wizard) ............................................................10
7.8 Wiedereinschaltsperre (über Software IS pac Wizard)...........................................................10
7.9 Anlaufüberbrückung ..............................................................................................................11
8Betrieb- und Betriebszustände ..................................................................................................11
9Reparatur und Instandhaltung...................................................................................................11
10 Zubehör und Ersatzteile.............................................................................................................11
Content
1Safety instructions.....................................................................................................................12
2Conformity to standards.............................................................................................................12
3Function.....................................................................................................................................13
4Marking and technical data........................................................................................................13
5Engineering...............................................................................................................................14
5.1 Max. ambient temperatures...................................................................................................14
5.2 Power dissipation ..................................................................................................................14
5.3 Engineering of the power dissipation in cabinets...................................................................15
6Engineering Arrangement and Fitting........................................................................................16
6.1 Dimensions............................................................................................................................16
6.2 Installation.............................................................................................................................16
6.3 Mounting and dismounting.....................................................................................................16
7Commissioning..........................................................................................................................17
7.1 Connections ..........................................................................................................................17
7.2 Connecting contacts..............................................................................................................18
7.3 Line fault detection ................................................................................................................18
7.4 Input (via configuration software IS pac Wizard)....................................................................18
7.5 Signal processing (via configuration software IS pac Wizard)................................................18
7.6 Output (via configuration software IS pac Wizard).................................................................19
7.7 Set-up of the limit value switch (via configuration software IS pac Wizard)............................19
7.8 Re-closing lockout function (via configuration software IS pac Wizard) .................................19
7.9 Start-up delay........................................................................................................................20
8Operation and operational states...............................................................................................20
9Maintenance and repair.............................................................................................................20
10 Accessories and spare parts .....................................................................................................20
EG-Konformitätserklärung / EC-Declaration of Conformity ....................................................................21
EG-Baumusterprüfbescheinigung..........................................................................................................22
EC-Type Examination Certificate...........................................................................................................23

deutsch Betriebsanleitung
Frequenzmessumformer Typ 9146 3
1 Sicherheitshinweise
In diesem Kapitel sind die wichtigsten Sicherheitsmaßnahmen zusammengefasst. Es
ergänzt die entsprechenden Vorschriften, zu deren Studium das verantwortliche Personal
verpflichtet ist.
Bei Arbeiten in explosionsgefährdeten Bereichen hängt die Sicherheit von Personen und
Anlagen von der Einhaltung aller relevanten Sicherheitsvorschriften ab. Das Montage- und
Wartungspersonal trägt deshalb eine besondere Verantwortung. Die Voraussetzung dafür
ist die genaue Kenntnis der geltenden Vorschriften und Bestimmungen.
Bei Errichtung und Betrieb ist Folgendes zu beachten:
• Es gelten die nationalen Montage- und Errichtungsvorschriften (z.B. EN 60079-14)
• Der Frequenzmessumformer ist außerhalb explosionsgefährdeter Bereiche zu
installieren.
• Die Frequenzmessumformer Typen 9146/*0-1*-1* sind auch für den Betrieb in
explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 2 und Zone 22 zugelassen.
• Bei Einsatz in Zone 2 sind die Frequenzmessumformer in ein Gehäuse einzubauen,
das den Anforderungen der EN 50 021 genügt.
• Bei Einsatz in Zone 22 sind die Frequenzmessumformer in ein Gehäuse einzubauen,
das den Anforderungen der EN 50 281 genügt.
• Bei Einsatz in Zone 2 und Zone 22 dürfen an die eigensicheren Eingangsstromkreise
auch eigensichere Geräte der Zonen 1, 0, 21 und 20 angeschlossen werden.
• Der Frequenzmessumformer darf nur an Geräte angeschlossen werden, in denen
keine höheren Spannungen als AC 250 V (50 Hz) auftreten können.
• Die sicherheitstechnischen Werte der / des angeschlossenen Feldgeräte/s müssen
mit den Angaben des Datenblattes bzw. der EG-Baumusterprüfbescheinigung
übereinstimmen.
• Bei Zusammenschaltungen mehrerer aktiver Betriebsmittel in einem eigensicheren
Stromkreis können sich andere sicherheitstechnische Werte ergeben. Hierbei kann
die Eigensicherheit gefährdet werden!
• Die nationalen Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften
• Die allgemein anerkannten Regeln der Technik
• Die Sicherheitshinweise dieser Betriebsanleitung
• Beschädigungen können den Explosionsschutz aufheben.
Verwenden Sie das Gerät bestimmungsgemäß, nur für den zugelassenen Einsatzzweck
(siehe „Funktion“).
Fehlerhafter oder unzulässiger Einsatz sowie das Nichtbeachten der Hinweise dieser
Betriebsanleitung schließen eine Gewährleistung unsererseits aus.
Umbauten und Veränderungen am Gerät, die den Explosionsschutz beeinträchtigen, sind
nicht gestattet. Das Gerät darf nur in unbeschädigtem, trockenem und sauberem Zustand
eingebaut und betrieben werden
2 Normenkonformität
Die Frequenzmessumformer Typen 9146 entsprechen den folgenden Normen bzw. der
folgenden Richtlinie:
• Richtlinie 94/9/EG
• EN 50 014, EN 50 020
• EN 50 021
• EN 50 281

Betriebsanleitung deutsch
4 Frequenzmessumformer Typ 9146
3 Funktion
Die Frequenzmessumformer verarbeitet digitale Frequenzsignale aus dem
explosionsgefährdeten Bereich. Als Signalgebern können Initiatoren nach EN 60 947-5-6
(NAMUR) oder potentialfreien Kontakte / Optokopplerausgänge mit entsprechender
Widerstandsbeschaltung eingesetzt werden. Für unterschiedliche Anforderungen stehen
Ausgangsvarianten mit analogen 0/4...20mA , Grenzwertkontakten oder wahlweise
Impulsausgang zur Verfügung.
4 Kennzeichnung und technische Daten
Hersteller
Typbezeichnung
CE-Kennzeichnung
Ex-Kennzeichnung
Kennzeichnung Explosionsschutz
und
Prüfstelle und Bescheinigungsnummer
Umgebungstemperaturbereich
R. STAHL
9146/*0-1*-1*
c0102
e
II (1) GD [EEx ia] IIC/IIB
II 3 G EEx nAC II T4
BVS 05 ATEX E 171 X
-20 °C … + 70 °C
Sicherheitstechnische Daten
max. Spannung, Uo
max. Strom, Io
max. Leistung, Po
innere Kapazität, Ci/ Induktivität, Li
max. anschließbare Kapazität, CoIIC / IIB
max. anschließbare Induktivität, Lo IIC / IIB
Isolationsspannung Um
10,5 V
23,4 mA
61,4 mW
vernachlässigbar / vernachlässigbar
2,41 µF / 16,8 µF
63 mH / 230 mH
253 V
Weitere Angaben und Wertekombinationen siehe EG-Baumusterprüfbescheinigung
Technische Daten (Auszug aus dem Datenblatt)
Hilfsenergie
Nennspannung UN24 VDC
Nennstrom (bei UNund IAmax) 1 Kanal / 2 Kanäle 55 / 75 mA
Leistungsaufnahme (bei UN) 1 Kanal / 2 Kanäle 1,32 / 1,8 W
Ex i Eingang gem. EN 60 947-5-6
Ausgang
Analogausgang
Bürde
Grenzsignalrelais (nur 9146/10-11-12)
Impulsausgang (nur 9146/10-11-12)
0…20 mA / 4…20 mA
max. 600 Ω
2 Schließer, 30 V / 50 mA
unabhängig einstellbar
1 Schließer, 30 V / 50 mA
Umgebungsbedingungen
Betriebstemperatur -20...+70 °C
Lagertemperatur -40...+80 °C
relative Feuchte (keine Betauung) < 95 %
Weitere technische Daten sind dem aktuellen Datenblatt zu entnehmen.
Bei anderen vom Standard abweichenden Betriebsbedingungen nehmen Sie bitte
Rücksprache mit dem Hersteller.

deutsch Betriebsanleitung
Frequenzmessumformer Typ 9146 5
5 Projektierung
5.1 Maximal zulässige Umgebungstemperaturen
Die Geräte der Reihe IS pac sind über einen weiten Temperaturbereich einsetzbar. Je
nach Geräteausführung und Einbaubedingung ergeben sich unterschiedliche, maximal
zulässige Umgebungstemperaturen.
Belüftung: Ohne Umluft
Installation: Einzelgerät DIN-Schiene pac-Träger
Einbaulage: beliebig vertikal horizontal vertikal horizontal
Kanäle
Typ:
1
9146/10-11-12
70°C 50°C 65°C 40°C 60°C
2
9146/20-11-11
70°C 50°C 65°C 40°C 60°C
Belüftung: Mit Umluft
Installation: Einzelgerät DIN-Schiene pac-Träger
Einbaulage: beliebig vertikal horizontal vertikal horizontal
Kanäle
Typ:
1 9146/10-11-12
70°C 60°C 70°C 50°C 65°C
2
9146/20-11-11
70°C 60°C 70°C 50°C 65°C
5.2 Verlustleistung
In den Datenblättern wird die max. Verlustleistung im Nennbetrieb angegeben. Da in der
Praxis nicht alle Geräte gleichzeitig unter Volllast betrieben werden, erfolgt die
Projektierung üblicherweise mit einer durchschnittlichen Verlustleistung von 70 %. (P70%).
Typ Kanäle max. Verlustleistung 70 % Verlustleistung
9146/10-1*-1* 1 1,1 W 0,77 W
9146/20-1*-1* 2 1,5 W 1,05 W

Betriebsanleitung deutsch
6 Frequenzmessumformer Typ 9146
5.3 Projektierung der Verlustleistung in Schaltschränken
Beim Einbau von Geräten innerhalb von Schaltschränken wird der freie Luftstrom begrenzt
und die Temperatur steigt. Um die Temperaturerhöhung zu minimieren, ist es wichtig, die
Verlustleistung sowie die produzierte Wärme innerhalb des Schrankes zu optimieren.
a) Natürliche Konvektion in geschlossenen Schränken
• Anwendung: bei geringer Verlustleistung und wenn das System in einer staubigen
oder rauen Umgebung installiert ist
• Berechnung der maximal zulässigen Verlustleistung:
Pmax = ∆t * S * K
Pmax [W] max. zulässige Verlustleistung im Schaltschrank
∆t [°C] max. zulässige Temperaturerhöhung
S [m²] freie, wärme-emittierende Oberfläche des Schaltschrankes
K [(W/m²*°C)] thermischer Leitfähigkeitskoeffizient (lackierter Stahl: K = 5,5)
Der errechnete Wert Pmax muss kleiner als die Summe der durchschnittlichen Verlust-
leistungen (70 % der max. Verlustleistung) der eingebauten Geräte sein: Pmax < ∑P70%
b) Natürliche Konvektion in offenen Schränken
• Funktion: die Wärme wird mittels kühler Luftströme zwischen den Geräten verdrängt
• Voraussetzungen:
Luftein und – Auslassöffnungen an den unteren und oberen Enden des Schrankes der
Weg des Luftstroms muss frei von Hindernissen gehalten werden
• Ergebnis: Je nach Ausführung kann die doppelte zulässige Verlustleistung wie unter
a) erreicht werden.
c) Erzwungene Belüftung mit Wärmetauscher in geschlossenen Schränken
• Anwendung: wenn entweder die Umgebung oder die hohe Verlustleistung keine
natürliche Konvektion erlauben
• Funktion: ein Wärmetauscher mit Lüfter saugt Luft in den Schrank und drückt sie in
die Wärmetauscherplatten, die durch einen zweiten Lüfter mit Umgebungsluft gekühlt
werden
• Ergebnis: Je nach Ausführung kann die 5- bis 6-fache zulässige Verlustleistung wie
unter a) erreicht werden.
d) Erzwungene Belüftung in offenen Schränken
• Funktion: Ein oder mehrere Lüfter erzeugen einen Luftstrom von der unteren
Schranköffnung an den Geräten vorbei durch die obere Schranköffnung hinaus.
• Berechnung des notwendigen Luftstroms:
Q = (3,1 * P70%) / ∆t
Q [m³/h] notwendiger Luftstrom
P
70% [W] entstehende Verlustleistung (70 % der max. Verlustleistung)
∆t [°C] zulässige Temperaturerhöhung im Schaltschrank
e) Klimaanlage
• Anwendung: bei heißem Klima – eine Schranktemperatur gleich groß oder geringer
als die Umgebungstemperatur ist erreichbar.
• Funktion: Nutzung eines spezifisches Kältemaschinen-Systems oder des
existierenden Klimasystems für die Schrankkühlung.

deutsch Betriebsanleitung
Frequenzmessumformer Typ 9146 7
6 Anordnung und Montage
6.1 Maßzeichnung
6.2 Installation
Der Frequenzmessumformer ist in der Zone 2, Zone 22 oder außerhalb explosions-
gefährdeter Bereiche zu installieren.
Bei Betrieb in Zone 2 bzw. Zone 22 ist der Temperaturmessumformer in ein Gehäuse
einzubauen, das den Anforderungen der EN 50 021 bzw. EN 50 281 genügt (z.B. in ein
Gehäuse Typ 8146 der Fa. R.STAHL Schaltgeräte GmbH).
6.3 Montage und Demontage
Einbaulage: beliebig
a) Die abziehbaren Klemmen
Alle Geräte sind mit abziehbaren Klemmen versehen. Zum Abziehen die
Klemmen mit z.B. einem Schraubendreher wie im Bild dargestellt
lösen.
b) Montage auf DIN-Schienen nach EN 50 022
Geräte wie im Foto dargestellt ansetzen und auf die DIN-Schiene
aufschwenken. Dabei nicht verkanten. Zur Demontage den Fußriegel
mit einem Schraubendreher etwas herausziehen und das Modul
entnehmen.
c) Montage auf Hutschienen mit installiertem pac-Bus
Geräte wie im Foto oben dargestellt ansetzen und auf die DIN-Schiene mit
dem pac-Bus aufschwenken.
Dabei nicht verkanten.
Hinweis: um eine Verpolung bei der Installation zu Verhindern, sind die pac-Bus-Elemente
mit einer Codierleiste (siehe Foto) und die Module mit dem entsprechendem Codierschlitz
versehen.
Demontage wie unter b) beschrieben.
Maß X
Schraubklemmen 108 mm
Federzugklemmen 128 mm
Schneid-Klemm
Technik 131 mm

Betriebsanleitung deutsch
8 Frequenzmessumformer Typ 9146
c) Montage im pac-Träger
Schwarze und grüne Klemmen entfernen.
Die IS pac Module wie unter a) und b) beschrieben ansetzen und in
den pac-Träger vollständig einschwenken.
Den roten Rasthebel mit leichtem Druck schließen. Der Rasthebel
muss vollständig eingerastet sein.
Zur Demontage den Rastmechanismus mit einem
Schraubendreher wie im Bild dargestellt öffnen. Das Modul wird
aus dem Steckplatz geschoben und kann entnommen werden.
7 Inbetriebnahme
7.1 Anschlüsse
Typ 9146/10-11-12
A, B: Grenzwertrelais A, Grenzwertrelais B Konfiguration Kapitel 7.6
Typ 9146/20-11-11

deutsch Betriebsanleitung
Frequenzmessumformer Typ 9146 9
7.2 Anschluss von Kontakten
Beschaltung bei spannungsfreien Kontakten am Eingang:
Drahtbrucherkennung: 22 kΩparallel
Kurzschlusserkennung: 2,7 kΩin Reihe
Die Beschaltung ist in unmittelbarer Nähe des Kontaktes
vorzunehmen.
7.3 Leitungsfehlererkennung
Auf der Frontseite des Frequenzmessumformers befindet sich ein 4-poliger DIP Schalter.
Leitungsfehlererkennung LF
deaktiviert *) aktiviert
Kanal 1
Kanal 2
*) Standardeinstellung bei Auslieferung
Leitungsfehler und Hilfsenergieausfall werden über LED, Fehlermeldekontakt am Modul
und Sammelfehlermeldung über pac Bus (siehe Kapitel 7.1) signalisiert.
Die Änderung der DIP-Schalter-Einstellungen ist im Betrieb auch in der Zone 2 und bei
angeschlossenen, eigensicheren Eingangssignalen zulässig.
Das Verhalten des Ausgangssignals wird mittels IS pac Wizard Software eingestellt (Siehe
7.6). Hier kann die Leitungsfehler auch komplett deaktiviert werden. (Diese Einstellung
bestimmt das Verhalten des Gerätes, der DIP Schalter ist in diesem Fall wirkungslos.)
7.4 Eingang
(über Software IS pac Wizard)
Der Frequenzmessumformer bietet verschiedene Betriebsarten, die in abhängig von der
Anwendung eingestellt werden. Die Defaulteinstellung ist die Betriebart „Frequenz über
Periodeneinstellung“.
Auswahl Beschreibung
Zähler (0...65535)
Überlauf:
Eingehende Impulse werden gezählt. Das analoge
Ausgangssignal (0/4...20mA) wird linear zum Zählerwert
erhöht. Der maximale Zählerwert kann eingestellt
werden.
Wird der Überlauf aktiviert, dann fängt der Zähler beim
Überschreiten des maximalen Zählerwertes wieder von
neuem an zu zählen und das Ausgangssignal folgt.
(Sägezahn).
Bei ausgeschaltetem Überlauf bleibt der Zähler und das
Analogsignal auf dem maximalen Wert stehen.
Zurücksetzen über den frontseitigen DIP-Schalter ADJ
(OFF-ON-OFF oder ON-OFF-ON)
Frequenz über
Periodenmessung Für Messungen im Bereich 1mHz bis 1kHz
Frequenz über Ereignisse
(50, 200 oder 1000 ms) Für Messungen im Bereich 1kHz bis 20kHz
2,7
k
kΩ
22 k
Ω
LF1
LF2
ON OFF
1
2
LF1
LF2
ONOFF
1
2

Betriebsanleitung deutsch
10 Frequenzmessumformer Typ 9146
7.5 Signalverarbeitung
(über Software IS pac Wizard)
Die Auswahl erlaubt die Einschränkung des Frequenzbereichs zur weiteren Verarbeitung
im Modul. Der minimale Wert des Analogausgangs entspricht der eingestellten minimalen
Frequenz und in der selben Art und Weise verhält es sich mit den maximalen Werten.
Der Anwender kann damit den für Ihn relevanten Frequenzbereich festlegen und auf den
Bereich des Ausgangssignals (0...20mA oder 4...20mA) beziehen.
7.6 Ausgang
(über Software IS pac Wizard)
Hier können sie das Verhalten des Analog- und Impulsausgangs konfigurieren.
Analogausgang: Neben der Auswahl ob das Analogsignal Werte zwischen 0...20mA oder
4...20mA annehmen soll, können sie das Verhalten des Ausgangs im Fehlerfall definieren.
Sie haben die Auswahl zwischen „Fehlerwert ausgeben“ (frei wählbar), „Letzten Wert
halten“ oder „ Fehlererkennung aus“
Impulsausgang: Der Impulsausgang (Relaisausgang B) kann aktiviert und deaktiviert
werden. Zusätzlich lässt sich ein Teilerverhältnis zwischen 1 und 20.000 eingeben.
7.7 Grenzwerteinstellung
(über Software IS pac Wizard)
Die Grenzwertfunktion wird mit Hilfe der Software IS pac Wizard konfiguriert.
Die folgende Darstellung soll die Einstellmöglichkeiten der Grenzwertkontakte der Relais A
und B zeigen. Es handelt sich hier um ein Beispiel, andere Zuordnungen sind möglich.
Einstellung im IS pac Wizard:
„Ein oberhalb Grenzwert“
„Aus oberhalb Grenzwert“
„Ein unterhalb Grenzwert“
„Aus unterhalb Grenzwert“
Bei detektiertem Leitungsfehler nehmen die Grenzwertrelais die eingestellte Wirkrichtung
ein, d.h. bei „Aus oberhalb Grenzwert“ fallen die Relais ab . Dies ist die empfohlene
Einstellung für sicherheitsgerichtete Schaltungen.
7.8 Wiedereinschaltsperre
(über Software IS pac Wizard)
Die Widereinschaltsperre wird mit Hilfe der Software IS pac Wizard konfiguriert.
Die Wiedereinschaltsperre sorgt dafür, das bei Erreichen eines Grenzwertes der
Grenzwertkontakt in Arbeitsstellung (EIN oder AUS siehe Kapitel 7.6) verbleibt, auch wenn
die Prozessgröße, die zum Ansprechen führte nicht mehr wirksam ist. Die Funktion dient
dazu, dass Grenzwert Über –oder Unterschreitungen vom Personal nicht übersehen
werden.
Grenzwert A
Grenzwert A - Hysterese
Grenzwert B +Hysterese
Grenzwert B
t