DEBetrieb

sanleitung

AirSafe / AirSafe ExKontinuierliche Staubüberwachungder Umgebungsluft

AirSafe Ex

SWR engineering Messtechnik GmbH PART OF THE ENVEA GROUP

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INHALTSVERZEICHNIS Seite

1. Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.1 Sicherheitshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2 Produktbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.3 Arbeitsweise des Gerätes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.4 System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.5 Montage und Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2. Elektrischer Anschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.1 AirSafe als Grenzwertwächter mit Relaisausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2 Anschluss Hutschienen-Converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.3 Hutschienen-Converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3. Abmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.1 Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.2 Hutschienen-Converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.3 Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4. Bedienung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.1 Alarmschwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.2 Ein-Knopf-Bedienung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.3 AutoSetup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.4 Hutschienen-Converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

4.5 PC-Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

5. Wartung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

6. Fehlersuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

6.1 Kein Schalten des Ausgangsrelais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

6.2 Keine Messwertanzeige, auch nach AutoSetup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

7. Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

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1. Einführung

1.1 SicherheitshinweiseDer AirSafe und der Hutschienen-Converter werden mit 24 ±10 % V DC versorgt. 24 V werden als sicher betrachtet.

1.2 ProduktbeschreibungDie elektrodynamische Sensortechnologie von ENVEA - SWR engineering hat sich zur Messung der Staub-konzentration in Prozessanlagen tausendfach bewährt. Mit dem AirSafe steht ein Messgerät zur Verfügung, welches die Staubkonzentration in der Umgebungs-luft zum Beispiel in Gebäuden, Produktionshallen, Siloeinhausungen, Kesselhäusern oder am Arbeitsplatz überwachen kann. Der AirSafe überwacht vorgegebene Grenzwerte. Zum Beispiel um die Entstehung von Staubexplosionszonen zu vermeiden, oder um unbemerkte Staub-austritte aus Anlagenteilen zu detektieren. Staubkonzentrationen, die möglicherweise zur Gefährdung der Mitarbeiter führen, werden mit AirSafe frühzeitig und zuverlässig erkannt.

1.3 Arbeitsweise des GerätesDer AirSafe besteht aus einem Strömungskanal und einem integrierten elektrodynamischen Staubsensor. Durch das Ansaugen von Luft in den Strömungskanal wird ein Luftstrom von ca. 100 m3/h erzeugt. Vom Luftstrom getragene Staubpartikel, die am Sensor vorbeiströmen, erzeugen einen Ladungstransfer, wodurch ein Messsignal erzeugt wird. Das Messsignal wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches dann angezeigt oder ausgegeben werden kann.

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1.4 SystemDer AirSafe-Strömungskanal hat eine Länge von 500 mm und einen Durchmesser von 100 x 100 mm. Der integrierte Staubsensor verfügt über einen Relaisausgang, der bei Überschreitung eines vom Kunden eingestellten Grenzwertes schaltet bzw. einen Alarm ausgibt. Der Messbereich des Sensors liegt zwischen 0,1 und 150 mg/m3. Das Gerät wird mit einer voreingestellten Alarmschwelle ausgeliefert, deren Schaltpunkt bei etwa 25 mg Staub* pro m3 liegt.

* kann von der Staubart abhängig sein.

▲

▲

150

3530252015105

t

+ 5 mg/m3

- 5 mg/m3

▲

▼

voreingestellteAlarmschwelle

mg/m3

Falls gewünscht, kann die Messstelle mit einem Messumformer zur Erzeugung eines kontinuierlichen Ausgangssignals (4 . . . 20 mA) erweitert werden.

Über eine RS 485-Schnittstelle kann das System außerdem an einen übergeordneten Rechner angeschlossen werden.

Mit Hilfe einer Visualisierungssoftware können Messwerte von bis zu 10 Messstellen dargestellt und gespei-chert werden. Gespeicherte Messwerte können jederzeit zum Beispiel mit Excel weiterverarbeitet werden.

AirSafe-Sensor

AirSafe Ex-Sensor

Auswerteeinheit

Computer

1.5 Montage und InstallationDer AirSafe kann innerhalb eines Raumes an beliebigen Orten platziert werden. Mit Ausnahme von zu hohen Umgebungstemperaturen (max 60 °C) müssen Abstände zu Aggregaten oder Wänden nicht beachtet werden. Mit Hilfe der dafür vorgesehenen Halterungen ist der AirSafe zur Wandmontage geeignet.

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2.1 AirSafe als Grenzwertwächter mit Relaisausgang

Wenn der AirSafe als Grenzwertwächter mit Relaisausgang betrieben werden soll, müssen folgende Kontakte belegt werden:

2. Elektrischer AnschlussDer AirSafe verfügt über einen internen Anschlussraum mit steckbaren Kontakten, der je nach Installationsoption verkabelt wird:

Stecker Nr. Signal

1 V+ (24 V DC)

2 V- (0 V)

3 RS 485 - A

4 RS 485 - B

5 Relais NO

6 Relais COM

7 Relais NC

Stecker Nr. Signal

1 V+ (24 V DC)

2 V- (0 V)

5 Relais NO

6 Relais COM

7 Relais NC (alternativ)

2.2 Anschluss Hutschienen-ConverterDer nachrüstbare Hutschienen-Converter kann die bestehende 4-adrige Verkabelung nutzen, aber im Sensor ist eine andere Belegung der Steckklemmen zu verwenden, da hier die digitalen Kommunikationsleitungen benötigt werden.

Sensor Hutschienen-Konverter

Max. 300 m beiausreichendemLeitungsquerschnitt

16 (+ 24 V)15 (GND)14 (A)13 (B)

1234

Für lange Distanzen und Umgebungen mit großen Störquellen wird eine geschirmte und verdrillte Leitung empfohlen!

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2.3 Hutschienen-Converter

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

Stromausgang - 4 ... 20 mA

Stromausgang + 4 ... 20 mA

Eingang Versorgungsspannung 0 V DC

Eingang Versorgungsspannung + 24 V DC

nicht belegt Alarmrelais NC (Öffner)

Alarmrelais COM

Alarmrelais NO (Schließer)

1 2 3 4

5 6 7 8

nicht belegt nicht belegt RS 485- Schnittstelle Daten B

RS 485- Schnittstelle Daten A

Sensoranschluss Kabel 4 RS 485 Daten B

Sensoranschluss Kabel 3 RS 485 Daten A

Sensoranschluss Kabel 2 Spannungs- versorgung 0 V

Sensoranschluss Kabel 1 Spannungs- versorgung + 24 V

9 10 11 12

13 14 15 16

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3. Abmessungen

3.1 Sensor

Abb. 1: Abmessungen AirSafe Ex / AirSafe

Abb. 2: Abmessungen Hutschienen-Converter

3.2 Hutschienen-Converter

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3.3 Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich

Kennzeichnung StaubEx: II 2/3D Ex ia/tc IIIC 120 °C

- Gerätegruppe 2

- Gerätekategorie: 3

- Für explosionsfähige Gemische aus Luft und brennbaren Stäuben

- IP-Code 66

- Zulässige Prozesstemperatur -20 bis 120 °C

Kennzeichnung GasEx: II 3G Ex ia/d IIC T4

Der Sensor darf nicht in Bereichen der Gasgruppe IIC eingesetzt werden, in denen mit intensiven Aufladeprozessen zu rechnen ist.

- Gerätegruppe 2

- Gerätekategorie: 3

- Für explosionsfähige Gemische aus Luft und brennbaren Gasen

- IP-Code 66

- Zulässige Prozesstemperatur -20 bis 120 °C

Explosionsgefährdeter BereichStaubEx-Zone 21 /22GasEx-Zone 1/2

Nicht explosionsgefährdeter Bereich

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4. Bedienung

Der AirSafe misst die Staubbeladung in vorbeiströmendem Gas nach dem elektrodynamischen Prinzip durch den Austausch von Ladungsträgern zwischen den Staubpartikeln und der Sonde des Sensors.

Nach dem Einschalten blinken die LEDs, um über den Status des Sensors zu informieren: zunächst blinkt die rote LED während interner Systemüberprüfungen. Danach blinkt die gelbe LED, um über den eingestellten Multiplikator für die Alarmschwelle zu informieren. Danach zeigt die grüne LED Messbetrieb an durch eine Frequenz, die sich mit steigender Staubbeladung erhöht. Ist die Alarmschwelle erreicht bzw. überschritten, erlischt die grüne LED.

Messwerte über dem Alarmlevel werden durch die gelbe LED angezeigt. Gleichzeitig schaltet auch der Alarmausgang (Relais).

Ein Blinken der roten LED im Messbetrieb signalisiert einen detektierten internen Fehler.

4.1 AlarmschwelleDie Alarmschwelle ist werkseitig eingestellt auf eine Staubbeladung von ca. 25 mg/m³ mit organischem Material bei einer Gasgeschwindigkeit von ca. 10 m/s.

Diese Staubkonzentration entspricht einer Referenzmessung im Staubkanal und ist keine absolute Referenz für das kundenseitige Material oder die Fließkonditionen.

Um den Sensor auf die Gegebenheiten der Einbausituation anzupassen, bietet der AirSafe einen Multiplikator mit dem die Alarmschwelle nach oben oder unten verschoben werden kann:

• Der interne Messpegel wird in einer Referenzmessung auf ca. 5 mg/m³ festgelegt.• Der Multiplikator wird auf den Wert 5 festgelegt.• Die Alarmschwelle berechnet sich aus [Multiplikator * interne Messpegel] = [5 * 5 mg/m³]. • Alarmschwelle = 25 mg/m³.• Verändern des Multiplikators auf 4 bedeutet, die Alarmschwelle auf = 4*5 mg/m³ = 20 mg/m³.• Verändern des Multiplikators auf 10 bedeutet, die Alarmschwelle auf = 10*5 mg /m³ = 50 mg/m³. • Verändern des Multiplikators auf 30 bedeutet, die Alarmschwelle auf = 30*5 mg/m³ = 150 mg/m³.

Höhere Staubkonzentrationen können durch eine AutoSetup-Funktion eingestellt werden.

4.2 „Ein-Knopf-Bedienung“

Taste S1

Durch das Drücken von der Taste S1 wird eine Sequenz von Blinksignalen an den LEDs gestartet. Um eine bestimmte Funktion auszulösen wird die Taste losgelassen, wenn die gewünschte Funktion durch das entsprechende Blinkmuster angezeigt wird.

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1. Kommando Sequenz: nur Information! Zunächst blinken alle drei LEDs gemeinsam bis zu 5-mal. Wird S1 während dieser Sequenz losgelassen, wird das Einschaltprozedere wiederholt, d. h. die rote LED blinkt 2-mal während des internen Funktionstests und die gelbe LED blinkt entsprechend dem eingestellten Multiplikator.

2. Kommando Sequenz: verändern des Multiplikators! Wird S1 über die erste Sequenz hinaus gehalten, beginnt die gelbe LED zu blinken. Wird S1 losgelassen, dann bestimmt die Blinkanzahl der gelben LED den Wert des Multiplikators. Die gelbe LED blinkt maximal 30-mal.

3. Kommando Sequenz: AutoSetup! Wird S1 weiterhin gedrückt, beginnt ein Countdown auf allen 3 LEDs. Danach blinken alle drei LEDs 5-mal. Wird S1 während des gemeinsamen Blinkens losgelassen, beginnt die AutoSetup-Funktion. (Siehe Kapitel 4.3)

4. Kommando Sequenz: wiederherstellen der Werkseinstellung! Wird S1 immer noch gedrückt, zeigt ein erneuter Countdown die letzte Sequenz an: Wieder blinken die LEDs gemeinsam bis zu 5-mal. Wird S1 währenddessen losgelassen, werden die Werkseinstellungen wiederhergestellt.

Die LEDs erlöschen nach der letzten Sequenz bis die Taste S1 wieder losgelassen wird. In diesem Fall werden keine Änderungen vorgenommen.

4.3 AutoSetup

Um eine individuelle Alarmschwelle zu setzen, wird die AutoSetup-Funktion verwendet. AutoSetup betrachtet die aktuelle Staubbeladung im Kanal und speichert diese als internen Messpegel multipliziert mit dem aktuell eingestellten Multiplikator als neue Alarmschwelle. (Siehe Kapitel 4.1)

Um die AutoSetup-Funktion erfolgreich einzusetzen, sollte der Prozess mit einer gleichmäßigen Staubbeladung laufen und das Gerät für mindestens 10 Minuten in Betrieb sein. Über Taste S1 wird die AutoSetup-Funktion gestartet. (Siehe Kapitel 4.2)

Die LEDs blinken während des AutoSetup als Lauflicht und der Sensor vermisst nun die Staubbeladung im Kanal. Der Sensor speichert während des AutoSetup die auftretenden Spitzenwerte der Messung. Der höchste Spitzenwert (nach interner Messwert-Filterung) wird zur Berechnung des internen Messpegels herangezogen und mit dem eingestellten Multiplikator zu einer neuen Alarmschwelle berechnet.

Die AutoSetup-Funktion dauert 5 Minuten. Danach wird die neue Alarmschwelle gespeichert, die LEDs erlöschen, und die grüne LED beginnt wieder mit einer Frequenz entsprechend dem Verhältnis von Staubbeladung zu Alarmschwelle zu blinken und somit Funktionsbereitschaft anzuzeigen.

Die AutoSetup-Funktion kann durch einen Tastendruck auf Taste S1 abgebrochen werden. Dadurch werden keine Parameter gespeichert oder verändert.

4.4 Hutschienen-Converter

Der Hutschienen-Converter kommuniziert mit dem Sensor mittels digitalen Protokolls. Dazu ist zwischen Converter und Sensor eine alternative Verkabelung notwendig.

Einmal angeschlossen nimmt der Hutschienen-Converter die im Sensor gespeicherte Alarmschwelle als 12 mA-Punkt, und Messwert Null als 4 mA-Punkt zur Definition einer linearen Übertragungskennlinie vom aktuellen Messwert zur Stromausgabe. Im Hutschienen-Converter werden keine Parameter gespeichert und er benötigt keinerlei Inbetriebnahme.

Wird die Alarmschwelle durch AutoSetup verändert, wird der Gradient der Übertragungskennlinie automatisch angepasst.

Der Relaisausgang des Hutschienen-Converters zeigt exakt das Verhalten des Relaisausgangs des Sensors.

Mit einer einfachen Bediensoftware kann über den Hutschienen-Converter mit dem Sensor kommuniziert werden, um auch in ungünstig zu erreichenden Einbausituationen auf den Sensor einwirken zu können.

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4.5 PC-Software

Wird der Hutschienen-Converter eingesetzt, kann über eine einfache Bediensoftware auf den Sensor zugegriffen werden, um die Funktion des Relais festzulegen und die Funktionen der Taste S1 nachzubilden.

Diese Software ist sehr einfach gehalten und nahezu selbsterklärend.

Man kann die Alarmschwelle und den Multiplikator verändern sowie die Zeitdauer für die AutoSetup-Funktion einstellen. Dadurch werden allerdings die Werkseinstellungen überschrieben.

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Man kann die AutoSetup-Funktion mittels der Schaltfläche „FindTRH“ auslösen.

Über die entsprechenden Schaltflächen „ON/OFF“ kann man folgende Funktionen aktivieren bzw. deaktivieren: • Fix AS Time: Wenn aktiviert, wird AutoSetup für die eingestellte Zeit ausgeführt. Wenn deaktiviert, wird die AutoSetup-Funktion jedes Mal um die eingestellte Zeit verlängert, wenn ein neuer Spitzenwert gefunden wurde.

• S1Active: Wenn aktiviert, kann die Taste S1 vom Sensor ausgewertet werden. Wenn deaktiviert, wird die Taste nicht ausgewertet, um nicht autorisierte Bedienung zu verhindern.

• DIN Rail Relais NC: Wenn aktiviert, verhält sich das Relais des Hutschienen-Converters als Öffner (NC - Normally Closed), wenn deaktiviert als Schließer (NO - Normally Open).

Des Weiteren informiert die Software über die Seriennummer des Sensors, die DB- und FW-Version des Sensors und stellt den Messwert und den Status des Alarmausgangs (Dust > TRH) und eine ggf. laufende AutoSetup-Funktion dar.

In einem Trendfenster kann der aktuelle Messwert zusammen mit der Alarmschwelle und ggf. dem Status des Relais dargestellt werden.

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5. WartungDie Wartungsarbeiten beschränken sich darauf, den Sensor hin und wieder aus dem Prozess zu nehmen, und die Sonde sowie die Isolationsstrecke mit einem Tuch von anhaftenden Partikeln zu befreien.

Dadurch soll verhindert werden, dass anhaftendes Material zu einer Brückenbildung gegen die geerdete Umgebung führt, da dies die Messung stark beeinträchtigt. Auch eine Ummantelung der Sonde mit anhaftendem Material ist zu verhindern.

Wenn die Partikel sehr stark zur Anhaftung neigen, sollte die Wartung öfter durchgeführt werden.

Im Sensorgehäuse und an der Feldelektronik sind keine Wartungsarbeiten notwendig.

6. Fehlersuche6.1 Kein Schalten des Ausgangsrelais

1. Überprüfen der Spannungsversorgung und der Anschlusskontakte.

2. Überprüfen, ob die grüne LED blinkt oder die gelbe LED leuchtet: Rückschluss auf den Relaiskontakt!

3. Überprüfen, ob die rote LED während aktiver Messung blinkt: Fehlercode!!

Wenn der Sensor nach diesen Überprüfungen noch immer keine Signale liefert, wenden Sie sich an unsere Vertretung oder direkt an ENVEA - SWR engineering.

6.2 Keine Messwertanzeige, auch nach AutoSetup

1. Überprüfen, ob der Prozess normal läuft und ob während der AutoSetup-Prozedur normale Bedingungen geherrscht haben.

2. Überprüfen der Blinkfrequenz der grünen LED bzw. Status der gelben LED.

3. Überprüfen der Spannungsversorgung und der Verkabelung.

4. Überprüfen auf Brückenbildung und Kurzschluss.

• Kontakt zwischen Sonde und Kanalwandung?

• Brückenbildung zwischen Sonde und Kanal?

• Mantelbildung um die Sonde durch Kondensat?

Die Geräte entsprechen dem folgenden Standard:

Produktstandard - Elektrische Ausstattung für Messung, Kontrolle und Laboreinsatz EMC Anforderung

Referenz StandardEN 61326

Jahr der Veröffentlichung (1997) Novellierungen A1 (1998), A2 (2001), A3 (2003)

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SensorMessobjekte Feste Teilchen im GasflussPartikelgröße 0,3 µm oder größerMessbereich Ab 0,1 mg/m3

Umgebungstemperatur - 20 . . . + 60 °C

Feuchtigkeit 95 % RH (nicht kondensierend)Messprinzip ElektrodynamikDämpfungszeit 1 s

Ausgabesignale Relaisausgang, wahlweise NC (Öffner) oder NO (Schließer) / AirSafe Ex: ModBus

Abmessungen 500 x 100 x 240 (L x B x H)Gehäusematerial Sensor: Aluminium - Strömungskanal: St52 pulverbeschichtetSpannungsversorgung 24 ± 10 % V DCLeistung Max. 10 WElektrischer Anschluss Schraubklemmen / AnschlussraumGewicht 5,5 kgKennzeichnung StaubEx II 3D Ex ia/tc IIIC 120 °CKennzeichnung GasEx II 3G Ex ia/d IIC T4Auswerteeinheit (Hutschienen-Converter)Versorgungsspannung 24 ± 10 % V DCLeistungsaufnahme 20 W / 24 VASchutzart IP 40 nach EN 60 529Betriebsumgebungstemperatur -10 … +45 °CAbmessungen 23 x 90 x 118 (B x H x T)Gewicht Ca. 172 gInterface RS 485 (ModBus RTU) / USBDIN Rail Befestigung DIN 60715 TH35Anschlussklemmen Leiterquerschnitt 0,2 - 2,5 mm

2 [AWG 24-14]Stromausgang 1 x 4 … 20 mA (0 … 20 mA), Bürde < 500 Ω

Relaiskontakt

Max. Schaltleistung: 250 V AC Max. Einschaltstrom: 6 A Max. Schaltleistung 230 V AC: 250 VAMax. Schaltstrom DC1: 3/110/220 V: 3/0.35/0.2 AMin. Schaltlast: 500 mW (10 V/5 mA)

Datensicherung Flash-SpeicherImpulsausgang Open Collector - Max. 30 V, 20 mAAirSafe Ex-SensorBetriebsdruck 3 barLuftverbrauch 34 m³/hLuftanschluss 8 mmAbmessungen 500 x 100 x 300 (L x B x H)Relaiskontakt Optional: NC oder NO - Max. 125 V AC, 1A

7. Technische Daten

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DE 08/04/2019

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Fon +49 7635 827248-0 · Fax +49 7635 827248-48 · www.swr-engineering.com

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