WIKA S-20 Mode d'emploi

Safety manual

Sicherheitshandbuch

Manuel de sécurité

Manual de seguridad

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D

F

E

Sicherheitshandbuch zur funktionalen Sicherheit, Typ S-20

Pressure transmitter model S-20

Safety manual on functional safety, model S-20

Manuel de sécurité concernant la sécurité fonctionnelle, type S-20

Manual de seguridad para seguridad funcional, modelo S-20

2

GB

D

14082128.02 06/2014 GB/D/F/E

F

E

WIKA Safety manual pressure transmitter, model S-20

Safety manual, model S-20 Page 3 - 14

Sicherheitshandbuch, Typ S-20 Seite 15 - 25

Manuel de sécurité, type S-20 Page 27 - 38

Manual de seguridad, modelo S-20 Página 39 - 49

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27WIKA manuel de sécurité transmetteur de pression, Type S-20

F

14082128.02 06/2014 GB/D/F/E

1. Généralités 28

1.1 Objectif de ce document 28

1.2 Autre documentation d'instrument applicable 28

1.3 Normes pertinentes 28

1.4 Abréviations 29

2. Sécurité 30

2.1 Etendues de mesure 30

2.2 Etiquetage, marquages de sécurité 30

2.3 Conguration du raccordement 31

2.4 Signal de sortie/paramètres de courant 31

2.5 Description de la fonction de sécurité et diagnostic 33

2.6 Test permettant de découvrir une dérive de signal 34

2.7 Informations concernant la détermination de paramètres relatifs à la sécurité 35

2.8 Limites de fonctionnement (y compris les conditions ambiantes) 35

2.9 EMC 36

2.10 Mise en service du transmetteur de pression 36

2.11 Mise hors service du transmetteur de pression 37

2.12 Entretien correctif 37

2.13 Chires clés concernant le niveau de performance 37

Sommaire

28 WIKA manuel de sécurité transmetteur de pression, Type S-20

F

14082128.02 06/2014 GB/D/F/E

1. Généralités

1.1 Objectif de ce document

Ce manuel de sécurité pour la sécurité fonctionnelle concerne le transmetteur de pression type S-20 seulement en tant

que composant d'une fonction de sécurité. Ce manuel de sécurité s'applique en conjonction avec la documentation

mentionnée au chapitre 1.2 "Autre documentation d'instrument applicable". En outre, les instructions de sécurité

contenues dans le mode d'emploi (numéro d'article 14043170) doivent être respectées.

Ce mode d'emploi donne des indications importantes concernant l'utilisation du transmetteur de pression type S-20. Il

est possible de travailler en toute sécurité avec ce produit en respectant toutes les consignes de sécurité et d'utilisa-

tion.

Etendue d'application

Le transmetteur de pression type S-20 a été conçu pour une application universelle dans le domaine de la construc-

tion de machines et d'installations. L'opérateur doit assurer un changement régulier de la pression, et avec cela un

changement en proportion dans le signal de sortie. Le transmetteur de pression, à cause du niveau de performance

qui a été choisi, ne fournit pas une fonction de diagnostic pour détecter un signal statique provenant d'une panne de

l'instrument.

1.2 Autre documentation d'instrument applicable

En plus de ce manuel de sécurité, le mode d'emploi (numéro d'article 14043170) et la che technique PE 81.61 sont

applicables pour le type S-20.

1.3 Normes pertinentes

Standard Description

EN ISO 13849-1:2008 Sécurité des installations - composants de systèmes de contrôle ayant trait à la sécurité

Partie 1 : Principes généraux de conception (ISO 13849-1:2006) ;

EN ISO 13849-2:2012 Sécurité des installations - composants de systèmes de contrôle ayant trait à la sécurité

Partie 2 : Validation (ISO 13849-2:2012)

EN 61326-3-1:2008 Équipement électrique utilisé pour les mesures, le contrôle et l'usage en laboratoire - Exigences EMC

Partie 3-1 : Exigences d'immunité d'interférence pour des systèmes relatifs à la sécurité et pour des instal-

lations dont le but est d'eectuer des fonctions relatives à la sécurité (sécurité fonctionnelle) - Applications

industrielles générales

Tableau 1-1 : Normes pertinentes

1. Généralités

29WIKA manuel de sécurité transmetteur de pression, Type S-20

F

14082128.02 06/2014 GB/D/F/E

1.4 Abréviations

Abréviation Description

FMEA Analyse des modes de défaillance et de leurs eets

MTTFd Valeur attendue de la durée moyenne jusqu'à la défaillance dangereuse

PL Niveau de performance : niveau discret qui spécie la capacité des pièces de systèmes de contrôle en relation avec

la sécurité d'eectuer une fonction de sécurité dans des conditions prévisibles.

TM Durée de vie

Durée de stabili-

sation

Le laps de temps qui s'écoule entre la variation brusque dans le signal de pression et le moment où le signal de

sortie s'écarte d'une tolérance maximale de 1 % de la valeur de la condition stable nale.

Durée de démarrage Le laps de temps entre l'allumage jusqu'à la première valeur de mesure valide (max. ±1% erreur FSO) est présent à

la sortie de signal.

Tableau 1-2 : Abréviations (voir aussi EN ISO 13849-1:2008 et EN ISO 13849-2:2012)

1. Généralités

30 WIKA manuel de sécurité transmetteur de pression, Type S-20

F

14082128.02 06/2014 GB/D/F/E

2. Sécurité

2.1 Etendues de mesure

L'étendue de mesure admissible pour le transmetteur de pression gure sur la plaque signalétique.

AVERTISSEMENT !

■

Il ne faut jamais excéder la surcharge, même si des pannes se produisent. Une charge dépassant la

limite peut provoquer des écarts de mesure dans le signal de sortie et ainsi entraver la fonction de

sécurité.

■

Des dépassements de pression en-dessous de la pression nominale durant moins de 1 ms peuvent

provoquer des écarts de mesure dans le signal de sortie et ainsi entraver la fonction de sécurité. Pour

cela, des ports de pression en option ayant un diamètre plus faible sont disponibles pour réduire les

dépassements de pression. Il est important de s'assurer que le diamètre réduit convient pour la taille

des particules se trouvant dans le uide.

2.2 Etiquetage, marquages de sécurité

Plaque signalétique

Type

P# numéro produit

S# numéro de série

Niveau de performance

Etendue de mesure

Signal de sortie

Alimentation

Conguration du

raccordement

voir les explications

des symboles

Explication des symboles

CE, Communauté Européenne

Les instruments avec ce marquage sont conformes aux directives européennes pertinentes.

2. Sécurité

31WIKA manuel de sécurité transmetteur de pression, Type S-20

F

14082128.02 06/2014 GB/D/F/E

2.3 Conguration du raccordement

La distribution des plots de connexion sur les signaux, ainsi que la mise à l'échelle des signaux, se trouvent sur la

plaque signalétique du produit.

■

Connexion 0 V / U- : borne commune pour la tension de service négative et la masse de signal.

■

Connexion U+ : tension de service positive.

■

Connexion S+ : signal de sortie pour sorties de tension.

AVERTISSEMENT !

Pour des instruments munis de connexions électriques prêtes à brancher, il faut utiliser le bon connec-

teur. Il faut empêcher la pénétration d'humidité de manière able. Les notes concernant la mise en

service contenues dans le mode d'emploi doivent être respectées.

2.4 Signal de sortie/paramètres de courant

Paramètres Signal de sortie

4 ... 20 mA

(2 ls)

20 ... 4 mA (2

ls)

1 … 5 VDC 1 … 6 VDC 0,5 … 4,5 VDC 0,5 ... 4,5 VDC

ratiométrique

Etendue de l'échelle 16 mA 16 mA 4 V 5 V 4 V 4 V * U

B

/ 5 V

Valeur limite inférieure de

l'étendue de contrôle

3,6 mA 23 mA -0,4 V -0,4 V -0,4 V 0,1 * U

B

/ 5 V

L'échelle

Valeur limite initiale

3,8 mA 20,5 mA 0,9 V 0,9 V 0,4 V 0,4 V * U

B

/ 5 V

L'échelle

Valeur nominale initiale

4 mA 20 mA 1 V 1 V 0,5 V 0,5 * U

B

/ 5 V

L'échelle

Valeur nominale nale

20 mA 4 mA 5 V 6V 4,5 V 4,5 * U

B

/ 5 V

L'échelle

Valeur limite nale

20,5 mA 3,8 mA 5,5 V 6,5 V 4,7 V 4,7 V * U

B

/ 5 V

Valeur limite supérieure de

l'étendue de contrôle

23 mA 3,6 mA 11,5 V 11,5 V 11,5 V 4,9 * U

B

/ 5 V

Tension de fonctionnement

nominale U

B

[VDC]

24 24 24 24 24 5

2. Sécurité

32 WIKA manuel de sécurité transmetteur de pression, Type S-20

F

14082128.02 06/2014 GB/D/F/E

Paramètres Signal de sortie

4 ... 20 mA

(2 ls)

20 ... 4 mA

(2 ls)

1 … 5 VDC 1 … 6 VDC 0,5 … 4,5 VDC 0,5 ... 4,5 VDC

ratiométrique

Tension de fonctionnement

minimum U

B

[VDC]

8 8 8 9 8 4,5

Tension de fonctionnement

minimum UB [VDC]

36

(35 avec

cULus)

36

(35 avec

cULus)

36

(35 avec

cULus)

36

(35 avec

cULus)

36

(35 avec

cULus)

5,5

Tension de fonctionnement U

B

maximum absolu [VDC]

40 40 40 40 40 5,5

Ondulation maximum dans la

tension de service [% de VDC ]

Plage de fréquence avec 50 Hz,

60 Hz, 100 Hz, 120 Hz

±0,5 ±0,5 ±0,5 ±0,5 ±0,5 N/A

Alimentation de courant maximale

[mA]

25 25 12 12 12 12

Perte par dissipation

[mW]

828 828 432 432 432 432

Inuence de la tension de

fonctionnement [% tous les 10 V]

±0,05 ±0,05 ±0,05 ±0,05 ±0,05 N/A

Charge maximale [Ω] ≥ (U

B

- 7,5 V) /

0,023 A

≥ (U

B

- 7,5 V) /

0,023 A

≤ 5.000 ≤ 6.000 ≤ 4.500 ≤ 4.500

Capacité maximale de charge [nF] N/A N/A 100 100 100 0,47

Protection contre l'inversion de

polarité entre U

B+

/U

B-

oui oui oui oui oui non

Résistance court-circuit entre

S

+

/U

B+

N/A N/A non non non non

Résistance court-circuit entre

S

+

/U

B-

N/A N/A oui oui oui oui

Durée de stabilisation [ms] 3 3 3 3 3 3

Durée de démarrage [ms] 150 150 150 150 150 150

Tableau 2-1: Paramètres

2. Sécurité

33WIKA manuel de sécurité transmetteur de pression, Type S-20

F

14082128.02 06/2014 GB/D/F/E

2.5 Description de la fonction de sécurité et diagnostic

La fonction de sécurité du type S-20 est que le transmetteur de pression convertit le paramètre de pression de l'entrée

physique en un signal électrique.

■

Le type S-20 reconnaît les situations d'erreur suivantes

Détection d'erreur Signal de sortie

4 ... 20 mA

(2 ls)

20 ... 4 mA

(2 ls)

1 … 5 VDC 1 … 6 VDC 0,5 … 4,5 VDC 0,5 ... 4,5 VDC

ratiométrique

Tests cycliques

Sous-pression à partir de

laquelle l'erreur est détectée

-2,5 %

Valeur d'alarme

basse

max. 3,6 mA

-6,25 %

Valeur d'alarme

basse

max. 3,6 mA

-12,5 %

Valeur d'alarme

basse

0,2 … 0,5 V

-10 %

Valeur d'alarme

basse

0,2 … 0,5

-5 %

Valeur d'alarme

basse

0,1 … 0,3 V

-5 %

Valeur d'alarme

basse

0,1 … 0,3 V

Surpression à partir de laquelle

l'erreur est détectée

+6,25%

Valeur d'alarme

basse

max. 3,6 mA

+2,5 %

Valeur d'alarme

basse

max. 3,6 mA

+25 %

Valeur d'alarme

basse

0,2 … 0,5 V

+20 %

Valeur d'alarme

basse

0,2 … 0,5 V

+10 %

Valeur d'alarme

basse

0,1 … 0,3 V

+10 %

Valeur d'alarme

basse

0,1 … 0,3 V

Erreur de communication ADC

(au sein de l'instrument)

Valeur d'alarme

basse

max. 3,6 mA

Valeur d'alarme

basse

max. 3,6 mA

Valeur d'alarme

basse

0,2 … 0,5 V

Valeur d'alarme

basse

0,2 … 0,5 V

Valeur d'alarme

basse

0,1 … 0,3 V

Valeur d'alarme

basse

0,1 … 0,3 V

Vérication lors de la mise

en marche

Erreur de capteur, erreur de

checksum EEPROM (erreur

de matériel détectée par

l'instrument)

Valeur d'alarme

basse

max. 3,6 mA

Valeur d'alarme

basse

max. 3,6 mA

Valeur d'alarme

basse

0,2 … 0,5 V

Valeur d'alarme

basse

0,2 … 0,5 V

Valeur d'alarme

basse

0,1 … 0,3 V

Valeur d'alarme

basse

0,1 … 0,3 V

Tableau 2-2: Détection d'erreur

■

Toutes les pannes détectées sont achées comme signaux d'alarme à échelle réduite (valeurs d'alarme basse).

■

Des erreurs non détectées peuvent créer un signal de sortie indéni en-deçà ou au-delà de l'échelle.

■

Le signal d'alarme pour la sur- ou la sous-pression est déclenché lorsque la condition d'erreur existe de manière

ininterrompue pendant un minimum de 10 secondes.

■

Les erreurs qui sont vériées de manière cycliques ne sont pas actives de manière permanentes, c'est-à-dire

qu'une nouvelle entrée dans le mode de mesure après être sorti de la plage d'erreur est possible durant le fonction-

nement.

2. Sécurité

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■

Une résistance de court-circuit manquante entre les signaux en accord avec le tableau 2-1 : Paramètres peut

conduire à la destruction de l’instrument de mesure de pression. Un court-circuit conduit à la perte de la fonction de

sécurité.

■

L’unité de logique de supervision externe doit placer l’installation dans des conditions sûres si on entre un état

d’alarme.

AVERTISSEMENT !

Le type S-20 convient seulement pour la mesure de pression dans des applications où les valeurs de

pression changent de manière dynamique. L'unité de logique de supervision externe doit placer l'instal-

lation dans des conditions sûres si une valeur d'alarme basse se produit.

L'utilisateur est obligé de concevoir la totalité de la fonction de sécurité en conformité avec EN ISO 13849-1:2008.

La fonction de sécurité peut, tout au plus, atteindre le PL du type S-20. L'unité de logique externe doit, au minimum,

répondre aux mêmes exigences par rapport à EN ISO 13849-1:2008 que le type S-20.

Précision de la fonction de mesure sécuritaire

La précision de sécurité totale est de ±(2 % + 0,3 % dérive/an).

L'écart de mesure maximal, en plus des incertitudes indiquées sur la che technique, comprend les erreurs suivantes :

■

EMC

■

Erreur de température

■

Stabilité à long terme

2.6 Test permettant de découvrir une dérive de signal

Une vérication du transmetteur de pression pour tout comportement possible de la dérive doit être eectuée par

l'unité logique externe après la mise sous tension à l'état non pressurisé. Il faut supposer qu'il n'y a pas d'erreurs dans

l'instrument si la condition suivante s'applique:

■

Oset zéro inférieur à 0,2 % de la pression nominale

On peut procéder à cette vérication

■

à chaque mise en service de l'application à l'état non pressurisé

■

soit à un intervalle maximum de 12 mois lors de l'entretien de l'application.

2. Sécurité

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2.7 Informations concernant la détermination de paramètres relatifs à la sécurité

Les taux de panne de l'électronique ont été déterminés par un FMEA. Les calculs sont basés sur des taux de panne des

composants selon SN29500 et aussi sur les spécications des fabricants des composants.

Pour cela, on suppose que :

La température ambiante moyenne durant la période de fonctionnement est de 40°C.

En accord avec EN ISO 13849-1:2008, on prévoit une durée de fonctionnement maximum de 20 ans pour une applica-

tion de sécurité pour le transmetteur de pression. Le transmetteur de pression doit être retiré du service à l'expiration

de sa durée de fonctionnement.

2.8 Limites de fonctionnement (y compris les conditions ambiantes)

2.8.1 Exigences concernant le uide de pression

AVERTISSEMENT !

Le port de pression ne doit pas se trouver bloqué par des particules se trouvant dans le uide de

pression.

Les autres exigences sont en conformité avec le mode d'emploi du type S-20.

2.8.2 Plages de température admissibles

Fluide et ambiante: -20 ... +80 °C

En-dehors de la plage de température admissible, la précision de mesure du transmetteur de pression ne pourra être

garantie, et ainsi la fonction de sécurité peut se trouver entravée.

2. Sécurité

36 WIKA manuel de sécurité transmetteur de pression, Type S-20

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2.8.3 Valeurs pour la tension de fonctionnement sur la connexion U

B+

■

Les valeurs concernant la charge maximum et minimum admissible en fonction de la tension de service doivent

également être respectées. Voir tableau 2-1 : Paramètres

■

L'alimentation d'un transmetteur de pression doit être faite par un circuit électrique limité en énergie en accord avec

la Section 9.3 de UL / EN / CEI 61010-1, ou un LPS à UL / EN / CEI 60950-1, ou (pour l'Amérique du Nord) Class 2

en accord avec UL1310/UL1585 (NEC ou CEC). L'alimentation doit être capable de fonctionner au-dessus de 2.000

m dans le cas où le transmetteur de pression serait utilisé à cette altitude.

AVERTISSEMENT !

L'opérateur doit s'assurer que la tension de service se trouve bien dans les limites admissibles. L'ali-

mentation électrique ne doit jamais descendre en-dessous du minimum ni excéder le maximum. Sinon,

cela pourrait provoquer un dysfonctionnement de la fonction de sécurité.

2.9 EMC

Le standard EN 61326-3-1:2008 s'applique.

AVERTISSEMENT !

En accord avec EN 61326-3-1:2008, pour un test en conformité avec CEI 61000-4-5, on a besoin d'un

niveau de test de 2 kV. L'immunité d'interférence du S-20 est de 1 kV. Pour obtenir une immunité d'inter-

férence plus haute, des mesures externes de protection doivent être prises.

2.10 Mise en service du transmetteur de pression

Il faut vérier le fonctionnement correct au moment de la mise en service.

AVERTISSEMENT !

Après avoir mis en service le transmetteur de pression, il faut procéder à un test de fonction de la totali-

té de la sécurité fonctionnelle (boucle de sécurité), pour vérier si la sécurité fonctionnelle du système

demeure garantie. Les tests de fonction ont pour but de prouver que la totalité du système de sécurité

fonctionne correctement, ainsi que tous les instruments (capteur, unité logique, actionneur).

Il faut prévenir tout dommage mécanique du transmetteur de pression au point d'installation.

2. Sécurité

37WIKA manuel de sécurité transmetteur de pression, Type S-20

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2.11 Mise hors service du transmetteur de pression

En conformité avec les chapitres 9 et 10 du mode d'emploi type S-20.

AVERTISSEMENT !

Assurez-vous que les instruments qui ont été mis hors service ne soient pas remis en service

accidentellement (par exemple par marquage de l'instrument). Après avoir remplacé le transmetteur

de pression, il faut procéder à un test de fonction de la totalité de la sécurité fonctionnelle (boucle de

sécurité), pour vérier si la sécurité fonctionnelle du système demeure garantie. Les tests de fonction

ont pour but de prouver que la totalité du système de sécurité fonctionne correctement, ainsi que tous

les composants (capteur, unité logique, actionneur).

2.12 Entretien correctif

Aucune tâche d'entretien n'est requise pour le type S-20.

2.13 Chires clés concernant le niveau de performance

MTTF

d

: 546 ans

Catégorie: B

PL: b

T

M

: 20 ans

2. Sécurité

38 WIKA manuel de sécurité transmetteur de pression, Type S-20

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