Ein Druckmessumformer im Tanklager, ein Näherungsschalter an einer Armatur, ein Magnetventil in der Ex-Zone: Überall dort, wo explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann, dürfen Signale nicht einfach vom Feld in den Schaltschrank verdrahtet werden. Zwischen Feldgerät und Steuerung sitzt eine eigensichere Trennbarriere. Die Serie D5000 von G.M. International (GMI) ist ein Baukasten aus solchen Trennbarrieren, ergänzt um Sicherheitsrelais, Netzteile und Anschlussplatinen. In diesem Beitrag erklären wir, wofür man die Module braucht, wie sie arbeiten und wie Sie die passende Ausführung finden.
Das Wichtigste in Kürze
- Eigensichere galvanische Trennbarrieren für den explosionsgefährdeten Bereich, laut GMI für SIL 2 und SIL 3 nach IEC 61508 und IEC 61511
- Bei Trennbarrieren wie D5014 und D5032 laut GMI Eingang aus Zone 0/Div. 1, Montage in Zone 2/Div. 2
- Hohe Packungsdichte von 6 mm pro Kanal, Versorgung 18–30 V DC, Betriebstemperatur −40 bis +70 °C
- Montage auf DIN-Schiene, mit Power Bus oder auf Anschlussplatinen für Prozessleit- und Sicherheitssysteme
- Dazu SIL-3-Sicherheitsrelais, Netzteile und Dummy-Module aus derselben Serie
Wofür braucht man eigensichere Trennbarrieren?
In explosionsgefährdeten Bereichen darf ein elektrischer Stromkreis keine Zündquelle sein. Bei der Zündschutzart Eigensicherheit wird dazu die Energie im Feldstromkreis so weit begrenzt, dass weder ein Funke noch eine Erwärmung ein explosionsfähiges Gemisch entzünden kann. Diese Begrenzung übernimmt ein zugehöriges Betriebsmittel außerhalb der Gefahrenzone, die Trennbarriere.
Eine galvanische Trennbarriere trennt den Feldstromkreis zusätzlich elektrisch vom Stromkreis der Steuerung. Sie versorgt das Feldgerät, überträgt sein Signal in den sicheren Bereich und verhindert, dass Fehler aus der Steuerung in den Ex-Bereich gelangen. Bei Sicherheitsfunktionen kommt der Safety Integrity Level (SIL) hinzu: Er beschreibt nach IEC 61508 und IEC 61511, wie zuverlässig eine Sicherheitsfunktion ausgeführt werden muss.
Typische Anwendungen
- Sicherheitsrelevante Systeme in Hochrisikobranchen: Für diesen Einsatz beschreibt GMI zum Beispiel die Module D5014 und D5032 mit SIL-3-Anforderungen.
- Offshore und Schifffahrt: Laut GMI ist die Serie für Offshore- und maritime Anwendungen zertifiziert.
- Messumformer in der Ex-Zone: Laut GMI versorgt der D5014 2-Draht-Messumformer mit 4–20 mA im explosionsgefährdeten Bereich und überträgt auch HART®-Signale.
- Anbindung an Leitsysteme: Bei IAM24 gibt es Anschlussplatinen der Serie für Systeme von ABB, Bailey, HIMA, Honeywell, Invensys/Foxboro, Schneider Modicon, Triconex und Yokogawa.
So funktioniert die Serie D5000
Jedes Modul hat eine Eingangsseite zum Feld und eine Ausgangsseite zur Steuerung. GMI spricht von dreifacher Portisolation: Eingang, Ausgang und Versorgung sind voneinander getrennt, laut GMI mit 2,5 kV Prüfspannung. Je nach Modul arbeitet die Barriere anders:
- Transmitter-Speisegeräte wie der D5014 liefern laut GMI eine potentialfreie Versorgung für 2-Draht-Messumformer und geben den 4–20-mA-Strom im sicheren Bereich wieder.
- Schaltverstärker wie der D5032 übertragen den Zustand eines Schalters oder Näherungsschalters auf einen Relaiskontakt. Die Leitungsfehlererkennung meldet laut GMI Unterbrechung und Kurzschluss der Feldleitung, programmiert wird per DIP-Schalter.
- Sicherheitsrelais wie der D5090 schalten laut GMI sicherheitsrelevante Stromkreise bis SIL 3, trennen die Last an beiden Versorgungsleitungen und sind mit der Impulsprüfung von Leitsystemen kompatibel.
- Netzteile wie der D5202S begrenzen laut GMI den Versorgungsstrom für die über den Power Bus angeschlossenen Module und erlauben eine redundante Einspeisung.
Transmitter-Speisegerät D5014S
Schaltverstärker D5032S
Sicherheitsrelais D5090S
Anschlussplatine TB-D5016-GMI-001
Montage: DIN-Schiene, Power Bus oder Anschlussplatine
Laut GMI lassen sich die Module einzeln auf die DIN-Schiene setzen, über ein Power-Bus-System versorgen oder auf Anschlussplatinen stecken. Angeschlossen werden sie über steckbare Schraubklemmen bis 2,5 mm². Die universelle Anschlussplatine TB-D5016-GMI-001 verbindet laut GMI die E/A-Karte des Leitsystems direkt mit den Modulen. Ihre 24-V-Versorgung ist für eine redundante Einspeisung an zwei Steckklemmen ausgelegt, die Module werden über den Strombus der Platine versorgt.
Praxisbeispiel aus den GMI-Daten zum D5032S
Schaltpunkte: Der Eingang meldet „ein“ ab 2,1 mA und „aus“ bis 1,2 mA. Als Leitungsfehler gelten laut GMI eine Unterbrechung bei höchstens 0,2 mA und ein Kurzschluss ab 6,8 mA.
Eckdaten: 12,5 mm breit, 123 mm tief, 120 mm hoch, rund 115 g. Versorgung 24 V DC (18–30 V DC), typisch 18 mA. Der Relaiskontakt schaltet 100 mA bei 50 V AC oder DC, Betriebstemperatur −40 bis +70 °C.
Die richtige Ausführung wählen
Entscheidend ist das Signal im Feld. Die Übersicht zeigt, welche Modulgruppe dazu passt:
| Signal im Feld | Modulgruppe | Beispiele |
|---|---|---|
| 2- oder 4-Draht-Messumformer 4–20 mA, HART® | Transmitter-Speisegerät | D5011, D5014, D5015, D5016 |
| Schalter oder Näherungsschalter | Schaltverstärker | D5030, D5032, D5034, D5036 |
| Digitaler Ausgang ins Feld | Digitalausgangstreiber | D5040, D5048, D5049 |
| Analoger Ausgang 4–20 mA, HART® | Trenntreiber | D5020 |
| Temperatur, Schwingung, Wägezelle | Wandler und Verstärker | D5072, D5062, D5263 |
| Sicherheitsabschaltung im sicheren Bereich | Sicherheitsrelais SIL 3 | D5090, D5091, D5290, D5291 |
Bei vielen Modulen kennzeichnet der letzte Buchstabe die Kanalzahl: Der D5014S hat laut GMI einen Kanal, der D5014D zwei vollständig unabhängige Kanäle. Prüfen Sie die Kanalzahl im Zweifel auf der Produktseite oder im Datenblatt.
Gut zu wissen
- Bei den Sicherheitsrelais steht NE laut GMI für Lasten, die zum Auslösen energiefrei geschaltet werden. ND-Lasten werden dagegen zum Auslösen eingeschaltet.
- Der Zusatz LFD im Produktnamen steht für Line Fault Detection, also Leitungsfehlererkennung.
- Laut GMI versorgt ein Netzteil D5202S etwa 40 bis 50 D5000-Module über den Power Bus, einfach oder redundant.
- Zur Serie gehören außerdem Dummy- und Durchleitungsmodule wie der D5000D.
Häufige Fragen
Dürfen die Module im explosionsgefährdeten Bereich montiert werden?
Laut GMI ist die Installation in Zone 2/Div. 2 zulässig. Bei Trennbarrieren wie D5014 und D5032 dürfen sich die Feldgeräte am Eingang laut GMI in Zone 0/Div. 1 befinden.
Welche Zulassungen hat die Serie?
GMI nennt eine Zertifizierung durch über 15 Zertifizierungsstellen weltweit, darunter ATEX, IECEx und die SIL-Zertifizierung durch TÜV. Die Zulassungen je Modul stehen auf der Produktseite von GMI.
Sind die Module HART®-fähig?
Viele analoge Module, etwa D5011, D5014, D5015, D5016 und D5020, sind laut GMI HART®-kompatibel. Für den Anschluss von HART®-Multiplexern gibt es eigene Anschlussplatinen.
Wie werden die Module versorgt?
Mit 24 V DC, laut GMI im Bereich 18 bis 30 V DC. Die Spannung kommt über die Klemmen, den Power Bus oder die Anschlussplatine.
Wo finde ich Datenblatt und Zertifikate?
Auf jeder Produktseite verlinken wir das Datenblatt (PDF) und die offizielle Produktseite von GMI mit Handbüchern, Sicherheitshandbüchern und Zertifikaten.
Das passende D5000-Modul finden
Trennbarrieren, Sicherheitsrelais, Netzteile und Anschlussplatinen der Serie D5000 auf einer Seite. Original GMI, Preise netto.
Alle D5000 ansehenAngebot für Mengen anfragenQuellen: GMI Serie D5000, GMI Produktseite D5032S und Produktangaben von G.M. International. Allgemeine Erklärungen zu Eigensicherheit und SIL sind redaktionell von IAM24.
