Ein Druckmessumformer am Tank, ein Näherungsschalter an einer Armatur, ein Temperaturfühler in der Rohrleitung: In Raffinerien, Chemieanlagen oder Lagern für brennbare Flüssigkeiten sitzen viele Feldgeräte in explosionsgefährdeten Bereichen. Ihre Signale müssen trotzdem zur Steuerung im Schaltraum. Damit dabei kein Funke und keine heiße Oberfläche eine Explosion auslösen kann, sitzt dazwischen ein eigensicherer Isolator. G.M. International (GMI) bietet dafür die Serien D1000, D5000 und X1 an. In diesem Beitrag erklären wir, wofür man einen eigensicheren Isolator braucht, wie er arbeitet und wie Sie die passende Ausführung finden.
Das Wichtigste in Kürze
- Übertragen Signale zwischen Ex-Bereich und sicherem Bereich, galvanisch getrennt
- Laut GMI für SIL-2- und SIL-3-Anwendungen nach IEC 61508 und IEC 61511, SIL-zertifiziert durch TÜV
- D1000: Ein-, Zwei- und Vierkanalmodelle für DIN-Schiene und Power Bus
- D5000: 6 mm pro Kanal, 18–30 V DC, 2,5 kV Isolation, −40 bis +70 °C
- X1: Module für 8- oder 16-kanalige I/O-Karten, Installation in Zone 2
Wofür braucht man eigensichere Isolatoren?
In explosionsgefährdeten Bereichen kann eine zündfähige Atmosphäre aus Gas, Dampf oder Staub entstehen. Elektrische Geräte dürfen dort nur eingesetzt werden, wenn sie gegen Zündung geschützt sind. Eine verbreitete Zündschutzart für Sensoren und Schalter ist die Eigensicherheit (Ex i): Die elektrische Energie im Feldstromkreis wird so stark begrenzt, dass weder ein Funke noch eine Erwärmung zur Zündung führen kann.
Diese Begrenzung übernimmt der Isolator. Er sitzt im sicheren Bereich oder in Zone 2, versorgt das Feldgerät, überträgt dessen Signal zur Steuerung und trennt beide Stromkreise galvanisch voneinander. GMI nennt als Merkmal seiner D1000-Module eine 3-Port-Isolation zwischen Eingang, Ausgang und Versorgung, die laut GMI eine hochwertige Sicherheitserdung überflüssig macht.
Typische Anwendungen
- Messumformer: Speisung von 2- und 4-Draht-Transmittern mit 4–20 mA, viele Module HART®-kompatibel (z. B. D1010, D5014).
- Schalter und Näherungsschalter: Schaltverstärker übertragen Kontakte oder NAMUR-Sensoren auf Relais- oder Transistorausgänge (z. B. D1030, D5032).
- Ausgänge ins Feld: Digitalausgangstreiber und HART®-Trenntreiber geben Signale der Steuerung an Feldgeräte im Ex-Bereich weiter (z. B. D1040, D5020).
- Spezielle Signale: GMI führt Funktionen für Temperatur, Wägezellen, Schwingungsaufnehmer, Frequenz und RS-422/485.
- Füllstand: D1080, D1081 und D1180 sind Isolatoren mit Anwesenheitserkennung für brennbare Flüssigkeiten.
So arbeitet ein eigensicherer Isolator
Am Beispiel des D1030D: Laut GMI ist der Schalter-/Näherungsmelder-Repeater ein DIN-Schienengerät mit zwei unabhängigen Kanälen. Der Eingang darf aus Zone 0 (Zone 20) bzw. Division 1 kommen, das Gerät selbst wird im sicheren Bereich oder in Zone 2 bzw. Division 2 installiert. Jeder Kanal liest einen Kontakt oder einen NAMUR-Näherungsmelder und schaltet ein potenzialfreies SPDT-Relais im sicheren Bereich. Konfiguriert wird vor Ort per DIP-Schalter, versorgt wird mit 24 V DC.
Viele Module überwachen zusätzlich die Feldleitung. GMI nennt bei der Serie D1000 eine Leitungsfehlererkennung bei Drahtbruch und Kurzschluss, sodass ein defektes Kabel nicht als gültiges Signal durchgeht.
D1030D (D1000)
D5014S (D5000)
D5072S (D5000)
X1-IS-AI-01-S (X1)
Praxisbeispiel aus den GMI-Produktdaten
Das X1-IS-AI-01-S versorgt einen passiven 2-Draht-Messumformer (4–20 mA) im Ex-Bereich mit isolierter Spannung und gibt dessen Strom an die Systemkarte weiter. Aktive 2-Draht-Messumformer werden ebenfalls unterstützt, HART®-Kommunikation läuft in beide Richtungen. Für Wartungsarbeiten lässt sich das Feldgerät über einen Hebelmechanismus trennen. Laut GMI ist das Modul für SIL 3 ausgelegt, der Eingang darf aus Zone 0 kommen, und es braucht eine separate Anschlussplatine.
D1000, D5000 oder X1?
Alle drei Serien decken digitale und analoge Signale ab. Sie unterscheiden sich vor allem in Bauform und Einbauart:
| Serie | Einbau | Kennwerte laut GMI |
|---|---|---|
| D1000 | DIN-Schiene, Power Bus | 1, 2 oder 4 Kanäle, 1,5 kV Isolation; D1130 bis D1180 mit Versorgung 85–264 V AC oder 100–350 V DC |
| D5000 | DIN-Schiene, Power Bus, Anschlussplatinen | 6 mm pro Kanal, 1 bis 8 Kanäle, 18–30 V DC, 2,5 kV Isolation, −40 bis +70 °C |
| X1 | Steckmodule auf I/O-Karten, TS35-Schiene | Karten für 8 oder 16 Kanäle, Zone 2 / Div. 2, −40 bis +70 °C, Fernzugriff über Gateway |
Wer einzelne Signale nachrüstet oder wenige Kanäle braucht, ist mit Hutschienenmodulen der D1000 oder D5000 gut bedient. Die D5000 spielt ihre Stärke bei vielen Kanälen auf engem Raum aus, auch auf Anschlussplatinen für Prozessleit- und Sicherheitssysteme. Die X1 ist laut GMI auf kompakte Systemplatinen mit zentraler Konfiguration und Diagnose ausgelegt.
Innerhalb einer Serie entscheidet das Feldsignal über das Modul. Den Endbuchstaben nach steht S in der Regel für einkanalige, D für zweikanalige und Q für vierkanalige Ausführungen. Prüfen Sie außerdem die geforderte SIL-Stufe: Nicht jedes Modul ist für SIL 3 zertifiziert, die Angabe steht im Titel und im Datenblatt.
Gut zu wissen
- Für die D5000 nennt GMI Zertifizierungen von mehr als 15 Zertifizierungsstellen weltweit, auch für Offshore- und maritime Anwendungen.
- Die Anschlussklemmen der D1000 und D5000 nehmen laut GMI Leiter bis 2,5 mm² auf.
- Für die Versorgung von Geräten im Ex-Bereich gibt es eigene Netzteile wie PSD1001 und PSD5201.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Isolator und Zenerbarriere?
Beide begrenzen die Energie im eigensicheren Stromkreis. Eine Zenerbarriere braucht dafür eine sichere Erdverbindung. Ein Isolator trennt Feld- und Steuerungsseite galvanisch, laut GMI entfällt damit die hochwertige Sicherheitserdung.
Wo wird der Isolator montiert?
Im sicheren Bereich oder in Zone 2 bzw. Division 2. Das Feldgerät darf je nach Modul in Zone 0, 1 oder 2 sitzen. Die genauen Angaben stehen im Datenblatt.
Was bedeuten SIL 2 und SIL 3?
SIL steht für Safety Integrity Level nach IEC 61508. Die Stufe beschreibt, wie zuverlässig eine Sicherheitsfunktion arbeiten muss, SIL 3 stellt höhere Anforderungen als SIL 2. Welche Stufe ein GMI-Modul erreicht, steht im Titel und im Datenblatt.
Unterstützen die Isolatoren HART®?
Viele Transmitter-Speisegeräte und Trenntreiber sind HART®-kompatibel, zum Beispiel D1010, D5014, D5020 und X1-IS-AI-01-S. Die Angabe finden Sie im Produkttitel.
Wo finde ich das Datenblatt?
Auf jeder Produktseite finden Sie oben den Link zum Datenblatt (PDF) und zur offiziellen Produktseite von GMI.
Den passenden Isolator finden
Alle eigensicheren Isolatoren der Serien D1000, D5000 und X1 auf einer Seite. Original GMI, Preise netto.
Alle eigensicheren Isolatoren ansehenAngebot für Mengen anfragenQuellen: GMI Serie D1000, GMI Serie D5000, GMI X1 Series und Produktangaben von G.M. International. Allgemeine Erklärungen zur Eigensicherheit sind redaktionell von IAM24.
