Ein Druckmessumformer im Tank, ein Näherungsschalter an der Armatur, eine Wägezelle unter dem Behälter: In explosionsgefährdeten Bereichen dürfen solche Feldgeräte nur über Stromkreise angeschlossen werden, deren Energie sicher begrenzt ist. Diese Aufgabe übernehmen eigensichere Isolatoren zwischen Feld und Steuerung. Mit der Serie D1000 bietet GMI (G.M. International) dafür Module für die Hutschiene an, vom Transmitter-Netzteil über Schaltverstärker bis zum Sicherheitsrelais. In diesem Beitrag erklären wir, wofür man einen eigensicheren Isolator braucht, wie die D1000 aufgebaut ist und welches Modul zu Ihrem Signal passt.
Das Wichtigste in Kürze
- Eigensichere Isolatoren für Hutschiene oder Power Bus, mit einem, zwei oder vier Kanälen
- Laut GMI für SIL 3- und SIL 2-Anwendungen nach IEC 61508 und IEC 61511, TÜV-zertifiziert
- Galvanische Trennung zwischen Eingang, Ausgang und Versorgung mit 1,5 kV Isolation
- Module für Analog- und Schaltsignale, Digitalausgänge, Frequenz, RS485, Wägezellen, Schwingung und Flüssigkeitserkennung
- Viele Module werden vor Ort per DIP-Schalter eingestellt
Wofür braucht man einen eigensicheren Isolator?
Bei der Zündschutzart Eigensicherheit wird die Energie in einem Stromkreis so begrenzt, dass weder ein Funke noch eine heiße Oberfläche eine explosionsfähige Atmosphäre zünden kann. Der Isolator sitzt im sicheren Bereich oder in Zone 2 und versorgt das Feldgerät im Ex-Bereich über einen solchen energiebegrenzten Kreis. Gleichzeitig überträgt er das Signal zur Steuerung, oft mit zusätzlichen Funktionen wie Transmitterspeisung, Signalverdopplung oder Leitungsüberwachung.
Gegenüber einer einfachen Zenerbarriere hat der Isolator einen wichtigen Vorteil: Er trennt Feld, Steuerung und Versorgung galvanisch. Laut GMI beseitigt die Trennung zwischen drei Ports Störungen und Erdschleifen und ermöglicht Eigensicherheit ohne eine hochwertige Sicherheitserdung.
Typische Anwendungen
- Messumformer speisen: Das D1010D liefert laut GMI eine potenzialfreie Versorgung für 2-Draht-Transmitter 4–20 mA oder separat versorgte 3- und 4-Draht-Transmitter im Ex-Bereich und gibt den Strom an die Last im sicheren Bereich weiter. HART®-Signale laufen in beide Richtungen.
- Schalter und Näherungsmelder auswerten: Das D1032 überträgt laut GMI auf zwei oder vier unabhängigen, isolierten Kanälen den Zustand von Kontakten oder Näherungsmeldern im Ex-Bereich auf Relaisausgänge.
- Sicherheitsgerichtet abschalten: Das Relaismodul D1092S eignet sich laut GMI zum Schalten sicherheitsrelevanter Stromkreise bis SIL 3 nach IEC 61508:2010 Ed. 2.
- Brennbare Flüssigkeiten erkennen: D1080D, D1081D und D1180D werten laut GMI optoelektronische 3-Draht-Sensoren oder 3-Draht-Näherungssensoren im Ex-Bereich aus.
- Sondersignale übertragen: Trennverstärker für RS422/RS485 (D1061S), Schwingungsaufnehmer (D1062S) sowie Wägezellen und Dehnungsmessstreifen (D1063S, D1064S).
So ist die Serie D1000 aufgebaut
Die Module werden laut GMI auf die Hutschiene oder auf den Power Bus montiert und sitzen in einem steckbaren Gehäuse. Angeschlossen wird über steckbare Schraubklemmen für Leiter bis 2,5 mm². Für die Konfiguration lässt sich die Platine laut GMI aus dem Gehäuse ziehen, bei vielen Modulen erfolgt die Einstellung per DIP-Schalter. Das D1010D ist zum Beispiel 22,5 mm breit, 99 mm tief und 114,5 mm hoch und wird auf eine Hutschiene TH 35 nach EN/IEC 60715 geschnappt.
Versorgt werden die meisten Module mit 24 V DC, beim D1010D laut GMI im Bereich 20 bis 30 V DC. Die Schaltverstärker D1130 und D1180 lassen sich dagegen direkt mit Wechselspannung versorgen, das D1180D laut GMI mit 85 bis 264 V AC oder 100 bis 350 V DC. Relaiskontakte für 2 A schalten laut GMI auch größere Lasten direkt, und eine Leitungsfehlererkennung meldet Unterbrechungen oder Kurzschlüsse der Feldleitungen.
D1010D
D1032D
D1092S
D1180D
Praxisbeispiel aus den GMI-Daten: D1010D
Das zweikanalige D1010D speist einen 2-Draht-Transmitter 4–20 mA aus Zone 0. Laut GMI stehen dem Transmitter bei 20 mA mindestens 15 V zur Verfügung, der Strom wird bei rund 25 mA begrenzt. Ausgangsseitig liefert das Modul 0/4–20 mA an eine Bürde von höchstens 600 Ω oder 0/1–5 V an einem internen 250-Ω-Shunt.
GMI nennt eine Kalibriergenauigkeit von ≤ ±0,1 % vom Endwert und eine Antwortzeit von 50 ms. Die Leistungsaufnahme liegt typisch bei 1,9 W bei 24 V und 20 mA. HART®-Signale überträgt das Modul im Bereich 0,5 bis 40 kHz.
Welches Modul passt zu Ihrem Signal?
Die Übersicht ordnet die Module der Serie D1000 bei IAM24 nach Signalart. Die SIL-Einstufung steht jeweils im Produkttitel.
| Signal | Module bei IAM24 | Merkmale laut GMI |
|---|---|---|
| 4–20 mA vom Transmitter | D1010, D1012Q, D1014 | Repeater-Netzteile, D1010 und D1014 HART-kompatibel, D1012Q vierkanalig |
| 4–20 mA ins Feld | D1020, D1022 | Trenntreiber mit Smart-HART® bzw. schleifengespeister Stromverstärker |
| Kontakt oder Näherungsmelder | D1030 bis D1034, D1130 | Relais- oder Transistorausgang, D1130 mit Weitbereichs-Wechselspannung |
| Digitalausgang ins Feld | D1040Q bis D1046Y | schleifen- oder busgespeist |
| Frequenz und Impulse | D1035S, D1060S | Frequenzimpuls-Trennverstärker, D1060S mit Auslöseverstärker |
| Feldbus, Wägezelle, Schwingung | D1061S, D1063S, D1064S, D1062S | RS422/RS485, Dehnungsmessstreifen-Brücken, Schwingungsaufnehmer |
| Brennbare Flüssigkeiten | D1080D, D1081D, D1180D | Relais- oder Transistorausgang |
| Sicherheitsgerichtetes Schalten | D1092, D1093S | SIL 3, D1093S mit Leitungs- und Lastdiagnose |
Die Endung im Typ zeigt die Kanalzahl: Laut GMI sind das D1032D zweikanalig und das D1032Q vierkanalig, beim D1130 hat die Ausführung S einen und die Ausführung D zwei Eingangskanäle. Beachten Sie beim Sicherheitsrelais D1092S den Hinweis von GMI: Es ist nicht für Anwendungen mit sehr kleinen Strömen geeignet, etwa die Signalisierung zwischen Systemen oder die Ansteuerung von LEDs.
Gut zu wissen
- Für das D1010D nennt GMI den Status „Phase-out“, ab 01.01.2027 nur noch als Ersatzteil, und als Alternative das D5014D aus der Serie D5000. Dieses und weitere D5000-Module finden Sie ebenfalls in der Kollektion D1000.
- Mehr zur Serie D5000 lesen Sie im Beitrag GMI Serie D5000: Funktion und Auswahl.
- Kommt das Signal nicht aus einem Ex-Bereich, genügt ein Isolator für den Nicht-Ex-Bereich.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Isolator und Zenerbarriere?
Beide begrenzen die Energie im Ex-Bereich. Die Zenerbarriere braucht dafür eine eigensichere Erdung. Der Isolator trennt Feld, Steuerung und Versorgung galvanisch und kommt laut GMI ohne hochwertige Sicherheitserdung aus.
Wo darf das Modul installiert werden?
Am Beispiel D1010D: Der Eingang darf laut GMI aus Zone 0 (Zone 20) bzw. Division 1 kommen, das Modul selbst wird im sicheren Bereich oder in Zone 2 bzw. Division 2 installiert.
Welche Zulassungen haben die Module?
Für das D1010D nennt GMI unter anderem ATEX, IECEx, FM und UL-cUL sowie Schiffszulassungen von DNV und KR. Die Zulassungen jedes Moduls stehen in seinem Datenblatt.
Wie werden die Module eingestellt?
Bei Modulen wie D1010D, D1032, D1130 und D1180D erfolgt die Einstellung laut GMI vor Ort per DIP-Schalter, beim D1130 zum Beispiel die Betriebsart und die Leitungsfehlererkennung.
Wo finde ich das Datenblatt?
Auf jeder Produktseite verlinken wir das Datenblatt (PDF) und die offizielle Produktseite von GMI.
Das passende D1000-Modul finden
Alle Module der GMI Serie D1000 auf einer Seite. Original GMI, Preise netto.
Alle D1000 ansehenAngebot für Mengen anfragenQuellen: GMI Serie D1000, GMI Produktseite D1010D und Produktangaben von GMI (G.M. International). Allgemeine Erklärungen zur Eigensicherheit sind redaktionell von IAM24.
