Stahl 9413 Operating instructions


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Stahl 9413 Operating instructions | Manualzz

Betriebsanleitung/Operating Instructions

Digital I/O Koppler FF

Digital I/O Coupler FF

> 9413/21 (4-Leiter) 

> 9413/21 (4-wire)

Betriebsanleitung

Digital I/O Koppler FF

> 9413/21 (4-Leiter)

Inhaltsverzeichnis

1 Inhaltsverzeichnis

1

2

Inhaltsverzeichnis ..................................................................................................2

Allgemeine Angaben .............................................................................................2

2.1

Hersteller ...............................................................................................................2

2.2

Angaben zur Betriebsanleitung .............................................................................3

2.3

Verwendete Symbole ............................................................................................3

2.4

Informationen zum Foundation Fieldbus ...............................................................3

2.5

Revision .................................................................................................................3

3 Allgemeine Sicherheitshinweise ............................................................................4

3.1

Sicherheitshinweise für Montage- und Bedienpersonal ........................................4

3.2

Warnhinweise ........................................................................................................4

3.3

Normenkonformität ................................................................................................4

4

5

6

7

Vorgesehener Einsatzbereich ...............................................................................5

Technische Daten .................................................................................................5

Transport, Lagerung und Entsorgung ...................................................................8

Montage ................................................................................................................9

7.1

Digital I/O Koppler ohne Gehäuse .........................................................................9

7.2

Digital I/O Koppler mit Gehäuse ............................................................................9

8 Installation ...........................................................................................................10

8.1

Digital I/O Koppler ohne Gehäuse .......................................................................10

8.2

Digital I/O Koppler mit Gehäuse ..........................................................................12

9 Inbetriebnahme ...................................................................................................13

10 Softwarebeschreibung .........................................................................................14

10.1 Allgemeines .........................................................................................................14

10.2 Gesamtübersicht: Zuordnung von function blocks und transducer blocks ..........16

10.3 Beschreibung des DO_Valve transducer blocks .................................................17

10.4 Übersicht DO function block und DO transducer block .......................................18

10.5 Übersicht DI function block und DI transducer block ...........................................18

10.6 Übersicht MDI und MDO .....................................................................................19

10.7 Übersicht AI function block und AI transducer block ...........................................19

10.8 Übersicht CI function block (Counter Input) ........................................................20

10.9 Beschreibung des Logik Transducer Blocks (LTB) .............................................20

11 Wartung ...............................................................................................................22

11.1 Regelmäßige Wartungsarbeiten ..........................................................................22

11.2 Reparaturarbeiten ...............................................................................................22

11.3 Reinigung ............................................................................................................22

12 Zubehör und Ersatzteile .....................................................................................23

13 EG-Konformitätserklärung ...................................................................................24

2 Allgemeine Angaben

2.1 Hersteller

R. STAHL Schaltgeräte GmbH

Am Bahnhof 30

74638 Waldenburg

Germany

Tel:

Fax:

+49 7942 943-0

+49 7942 943-4333

Internet: www.stahl-ex.com

2 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Allgemeine Angaben

2.2 Angaben zur Betriebsanleitung

ID-NR.:

Publikationsnummer:

Technische Änderungen vorbehalten.

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

2.3 Verwendete Symbole

Handlungsaufforderung: 

Beschreibt durch den Anwender auszuführende Tätigkeiten.

Reaktionszeichen: 

Beschreibt Resultate bzw. Reaktionen auf Tätigkeiten.

X Aufzählungszeichen

Hinweiszeichen: 

Beschreibt Hinweise und Empfehlungen.

Warnzeichen: 

Gefahr durch spannungsführende Teile

Warnzeichen: 

Gefahr durch explosionsfähige Atmosphäre!

2.4 Informationen zum Foundation Fieldbus

Allgemeine Angaben zu Projektierung und Betrieb einer Foundation Fieldbus An wendung finden Sie in verschiedenen Application Guides unter www.fieldbus.org, z.B.:

X AG 163: 31,25 kBit/s Intrinsically Safe Systems

X AG 170: Function Block Capabilities in Hybrid/Batch Applications

X AG 181: System Engineering Guidelines

2.5 Revision

Software 

Version *)

B.01

B.00

Benötigte DD 

Version

0301

0202

Änderungshistorie

Hersteller- und Geräte-ID geändert

MDI, MDO: DD für ABB Host geändert

Kanal in der DD: Text statt Zahlen

Neue Stack Version 2.20

A.03

0201 Erweiterter heap

MDI, MDO: DD für ABB Host geändert

*) Die Software Version ist auf dem Typschild links unter dem Barcode aufgedruckt.

Beispiel:

Rev.HW/SW C/B.01 = Hardware Revision C mit Software Version B.01

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

3

Allgemeine Sicherheitshinweise

3 Allgemeine Sicherheitshinweise

3.1 Sicherheitshinweise für Montage- und Bedienpersonal

Die Betriebsanleitung enthält grundlegende Sicherheitshinweise, die bei Aufstellung, 

Betrieb und Wartung zu beachten sind. Nichtbeachtung hat eine Gefährdung für 

Personen, Anlage und Umwelt zur Folge.

WARNUNG

Gefahr durch unbefugte Arbeiten am Gerät!

 Verletzungen und Sachschäden drohen.

 Montage, Installation, Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung dürfen ausschließlich von dazu befugtem und entsprechend geschultem Personal durchgeführt werden.

Vor Montage/Inbetriebnahme:

 Betriebsanleitung lesen.

 Montage- und Betriebspersonal ausreichend schulen.

 Sicherstellen, dass der Inhalt der Betriebsanleitung vom zuständigen Personal voll verstanden wird.

 Es gelten die nationalen Montage- und Errichtungsvorschriften 

(z.B. IEC/EN 60079-14).

Bei Betrieb der Geräte:

 Betriebsanleitung am Einsatzort verfügbar halten.

 Sicherheitshinweise beachten.

 Nationale Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften beachten.

 Gerät nur entsprechend der Leistungsdaten betreiben.

 Wartungsarbeiten bzw. Reparaturen, die nicht in der Betriebsanleitung beschrieben sind, dürfen nicht ohne vorherige Abstimmung mit dem Hersteller durchgeführt  werden.

 Beschädigungen können den Explosionsschutz aufheben.

 Umbauten und Veränderungen am Gerät, die den Explosionsschutz beeinträchtigen, sind nicht gestattet.

 Gerät nur in unbeschädigtem, trockenem und sauberem Zustand einbauen und 

betreiben.

Bei Unklarheiten:

 Mit Hersteller Kontakt aufnehmen.

3.2 Warnhinweise

Warnhinweise sind in dieser Betriebsanleitung nach folgendem Schema gegliedert:

WARNUNG

Art und Quelle der Gefahr!

 Mögliche Folgen.

 Maßnahmen zur Vermeidung der Gefahr.

Sie sind immer mit dem Signalwort „WARNUNG“ und teilweise mit einem  gefahrenspezifischen Symbol gekennzeichnet.

3.3 Normenkonformität

Die relevanten Normen sind in der EG-Konformitätserklärung aufgelistet.

4 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Vorgesehener Einsatzbereich

4 Vorgesehener Einsatzbereich

Der Digital I/O Koppler FF dient zum Anschluss von eigensicheren Kontakten oder 

NAMUR-Initiatoren und eigensicheren Magnetventilen oder Leuchtmeldern an einen

Foundation Fieldbus H1.

FF Function blocks für DI, DO, MDI, MDO, AI (Frequenz), CI (Zähler) und Logik (AND,

OR, NOT) sind integriert.

Der Digital I/O Koppler wird extern mit Hilfsenergie versorgt (4-Leiter-Gerät), der Feldbus ist wahlweise eigensicher (FISCO) oder nicht-eigensicher zu betreiben.

Die Digital I/O Koppler sind für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen der 

Zonen 1, 2, 21 und 22 und im sicheren Bereich zugelassen.

WARNUNG

Gerät nur bestimmungsgemäß einsetzen!

 Sonst erlischt Herstellerhaftung und Gewährleistung.

 Gerät ausschließlich entsprechend den in dieser Betriebsanleitung festgelegten 

Betriebsbedingungen verwenden.

 Gerät darf in explosionsgefährdeten Bereichen nur gemäß dieser Betriebsanleitung betrieben werden.

5 Technische Daten

Ausführung

Explosionsschutz

Typ 9413/21

E II 2 (1) G Ex mb e [ia] IIC T4

E II 2 (1) D Ex tD A21 [iaD] IP 66 T65 o C geeignetes, bescheinigtes Gehäuse notwendig

(z.B. R. STAHL Reihe 8146 oder 8125)

PTB 07 ATEX 2029 in Zonen 1 & 2, Zonen 21 & 22 und im sicheren Bereich

Bescheinigungen

Installation

Sicherheitstechnische Daten

Ex i Feldbus

Spezifikation FISCO (IEC 60079-27) Entity

Ex ia IIC / IIB Ex ia IIC

17,5 V DC 24 V DC Max. Spannung U i

Max. Strom I i

IIB

für IIC /

Max. Leistung P i

/ IIB

für IIC innere Kapazität C i innere Induktivität L i

380 mA

5,32 W

5 nF

10 mH

360 mA

1,04 W

5 nF

10 mH

Ex i Binäreingang

Spezifikation

Max. Spannung U o

Max. Strom I o

Max. Leistung P o

Max. anschließbare

Kapazität und

Induktivität

Ex ia IIC / IIB

9,56 V

10,9 mA

25,9 mW

IIC IIB

C o

= 0,5 mF L o

= 100 mH C o

= 2,7 mF

C o

= 0,75 mF L o

= 10 mH C o

= 3,9 mF

C o

= 1,2 mF

C o

= 2,1 mF

L

L o o

= 1 mH

= 0,1 mH

C

C o o

= 6,3 mF

= 12 mF

L o

= 100 mH

L o

= 10 mH

L o

= 1 mH

L o

= 0,1 mH

Ex ia IIB

24 V DC

380 mA

2,58 W

5 nF

10 mH

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

5

Technische Daten

Sicherheitstechnische Daten

Ex i Binärausgang

Spezifikation

Max. Spannung U o

Max. Strom I o

Max. Leistung P o

Max. anschließbare

Kapazität und

Induktivität

Ex ia IIC / IIB

27.4 V

100 mA

680 mW

IIC

C o

= 50 nF

C o

= 65 nF

C o

= 82 nF

L o

= 0,8 mH

L o

= 0,5 mH

L o

= 0,2 mH

IIB

C o

= 255 nF L o

= 12 mH

C o

= 355 nF L o

= 1 mH

C o

= 672 nF L o

= 0,1 mH

Isolationsspannung U m

253 V

Weitere Angaben und Wertekombinationen, siehe Bescheinigung

Hilfsenergie

Versorgung

Nennspannung U

N

Spannungsbereich extern

24 V DC

17 ... 32 V

Max. Nennstromaufnahme (Eingänge kurzgeschlossen, Ausgänge Volllast, LED Modul installiert) bei 17 V bei 22 V bei 24 V bei 28 V

200 mA 150 mA 140 mA 120 mA

Max. Stromaufnahme bei

Unterspannung

Betriebsanzeige

Verpolschutz

Galvanische Trennung

Prüfspannung gemäß 

EN 50020

Eingänge, Ausgänge zu Feldbus

300 mA bei 12 V

LED grün "PWR" ja

1,5 kV AC

Eingänge zu Ausgänge 500 V AC

Eingänge, Ausgänge untereinander keine

Externe Versorgung zu

Eingängen,

Ausgängen, Feldbus

1,5 kV AC

Feldbus

Ausführung

Spezifikation

Ex i oder nicht-Ex i (Ex e)

IEC 61158-2

Spannungsbereich 9 ... 32 V

Max. Nennstromaufnahme 12 mA

Max. Fehlerstrom

Betriebsanzeige

Anzeige Kommunikation

Binäreingänge, Ex i

17 mA

LED grün „PWR“

LED grün "TRUNK"

Anzahl Kanäle

Eingangssignal

Strom für EIN / AUS

Max. Schaltfrequenz

Eingang 1 und 2

Leerlaufspannung

Kurzschlussstrom

Max. Leitungswiderstand

Innenwiderstand

Anzeige Status ON / OFF

(optional)

Binärausgänge, Ex i

Anzahl Kanäle

8 gemäß EN 60947-5-6 (NAMUR)

) 2.1 mA / ( 1.2 mA als Frequenzeingang (ohne Fehlererkennung) 3 ... 20 kHz

8.7 V

7.25 mA

20 Ω

1200 Ω

LED gelb "IN" je Eingang

Leerlaufspannung

Innenwiderstand

Min. Einschaltstrom 

(0 ... 50 ms)

4

23,5 V

( 340 Ω

30 mA

Min. Haltestrom (> 50 ms) 15 mA

Max. Schaltfrequenz 10 Hz

Max. Leitungswiderstand

Anzeige Status ON / OFF

(optional)

20 Ω

LED gelb "OUT" je Ausgang

6 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Funktionen

FF stack

Funktionsblock für FF

Fehlererkennung

Softing

DO, DI, MDO, MDI, AI, CI, MDO, MDI, LTB

Ausfall zyklische

Buskommunikation

Binäreingang

Drahtbruch

Kurzschluss

Anzeige (optional)

Überwachung, abschaltbar

Binärausgang

Drahtbruch

Kurzschluss

Anzeige (optional)

Überwachung /

Prüfstrom, abschaltbar

Elektromagnetische

Verträglichkeit

LED rot "BUS"

I < 0,05 ... 0,35 mA

R < 100 Ω ... 360 Ω

LED rot "ERR"

Ja (Transducer Block Parameter)

R > 26 kΩ

R < 90 kΩ

LED rot "ERR"

Ja (Transducer Block Parameter) geprüft nach folgenden Normen und Vorschriften

EN 61326 (IEC/EN 61000-4-1...--6 und 11; EN 55022 Class B)

NAMUR NE21 (IEC/EN 61000-4-1...--6 und 11; EN 55022 Class B) ca. 20 Jahre (bei 40 °C) MTBF (nach SN 29500)

Umgebungsbedingungen

Umgebungstemperatur

Anschlusstechnik ohne Gehäuse: - 20 ... + 65 °C mit Kunststoffgehäuse 8146/.S71: - 20 ... + 60 °C mit Edelstahlgehäuse 8125/.073: - 20 ... + 60 °C

Ausführung für Leitungen

Schraubklemme 0,2 ... 2,5 mm

2 flexibel mit Aderendhülse: Schraubklemme 0,25 ... 1,5mm 2

Mechanische Daten

Gewicht ca. 1,5 kg

Schutzart ohne Gehäuse IP30 / IP20

Digital I/O Koppler im

Einbaugehäuse

Ausführung Material Gehäusereihe Feldgeräte-Koppler

Polyester

Edelstahl

8146/.S71

8125/.073

9413/21-221-84

9413/21-222-84

Schutzart IP66

Maßzeichnungen (alle Maße in mm / Zoll) - Änderungen vorbehalten

Technische Daten

9413/21-210-84-FF ohne Gehäuse

231 mm / 9.09 "

253 mm / 9.96 "

Ø 5,4 mm

Ø 0.21 "

74,5 mm / 2.93 "

11551E00

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

7

Transport, Lagerung und Entsorgung

Maßzeichnungen (alle Maße in mm / Zoll) - Änderungen vorbehalten

340,5 mm / 13.41 "

322,5 mm / 12.7 "

R 3,5 mm

R 0.14 "

9413/21-211-84-FF

Gehäuse 8146/.S71 inkl. Digital I/O Koppler

362 mm / 14.25 "

360 mm / 14.17 "

320 mm / 12.6 "

05994E00

9413/21-212-84-FF

Gehäuse 8125/.073 inkl. Digital I/O Koppler

6 Transport, Lagerung und Entsorgung

Transport

 Erschütterungsfrei in Originalkarton, nicht stürzen, vorsichtig handhaben.

05995E00

8 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Montage

Lagerung

 Trocken in Originalverpackung lagern.

 Lagertemperatur: - 20 °C ... + 65 °C

 Relative Feuchte: ( 95% (keine Betauung)

Entsorgung

 Umweltgerechte Entsorgung aller Bauteile gemäß den gesetzlichen Bestimmungen  sicherstellen.

7 Montage

WARNUNG

Gefahr durch fehlenden Explosionsschutz bei Digital I/O Koppler ohne

Gehäuse!

 Digital I/O Koppler ohne Gehäuse nur in sicherer Umgebung einsetzen.

 Bei Einsatz in explosionsgefährteten Bereichen, Digital I/O Koppler ohne

Gehäuse in bescheinigte Gehäuse/Schaltschränke 

(z.B. Ex e nach IEC/EN 60079-7) einbauen.

7.1 Digital I/O Koppler ohne Gehäuse

X Zur Installation in nicht explosionsgefährdeten Bereichen, z.B. in einem normalen

Schaltschrank oder offenen Gestell.

X Zur Montage in einem bescheinigten Schaltschrank oder Gehäuse (z.B. Ex e nach

IEC/EN 60079-7) bei Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen.

 Montage mit Schrauben M5 (Lochabstand s. Kapitel 5, „Technische Daten“).

 Einbaulage: waagrecht oder senkrecht

Montage mit Hutschienen-Montageset

3

1

2

4

12144E00

 Montageplatte (1) von unten so an Hutschiene (2) ansetzen, dass die Feder (3) hinter der Hutschiene liegt.

 Montageplatte kräftig nach oben drücken und auf die Hutschiene einrasten.

 Den Digital I/O-Koppler mit 4 Schrauben M5 x 12 (4) auf Montageplatte festschrauben.

7.2 Digital I/O Koppler mit Gehäuse

 Montage mit Schrauben M6 (Lochabstände s. Kapitel 5, „Technische Daten“).

 Einbaulage: senkrecht, Klimastutzen nach unten.

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

9

Installation

8 Installation

8.1 Digital I/O Koppler ohne Gehäuse

Übersicht Klemmen und Ausgänge

LED module

4

BUS

Simulate disabled

+ + -

24V DC

+ + -

SHIELD

BUS

PA

1 2 3

06194E00

Versorgungsanschluss

WARNUNG

Gefahr durch beeinträchtigten Explosionsschutz!

 Wurde der Digital I/O Koppler einmal mit nicht-eigensicheren Feldbussen

(Ex e) betrieben, darf er nicht mehr mit eigensicheren Feldbussen (Ex i) betrieben werden!

 Bei Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, Digital I/O Koppler in  bescheinigte Gehäuse/Schaltschränke (z.B. Ex e nach IEC/EN 60079-7) einbauen.

 Externe Spannungsversorgung an den Ex e Klemmen „24 V DC“ (1) anschließen.

 Feldbus (nicht-Ex oder Ex i) an „BUS“ (2) anschließen.

Busabschluss

Am Ende eines Feldbusses muss sich ein definierter Abschlusswiderstand befinden, um Signalreflektionen zu vermeiden. Falls der Digital I/O Koppler der letzte Teilnehmer am Trunk ist, muss an ihm ein Abschlusswiderstand 

(z.B. R. STAHL Feldbus Terminator, Reihe 9418) angeschlossen werden.

2

T

 Feldbus Terminator (1) (nicht-Ex oder Ex i) an „BUS“ (2) anschließen.

10 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

07031E00

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Installation

Kabelschirm der Busleitung direkt zum Gehäuse erden

 Kabelschirm der Busleitung auf rechte Klemme der Klemmen „SHIELD“ (3) auflegen.

Kabelschirm der Busleitung kapazitiv zum Gehäuse erden

Zur Ableitung von EMV-Störungen zum Erdpotential ist in dem Gerät ein 

Kondensator mit einer Kapazität < 10 nF eingebaut.

Bei Parallelschaltung mehrerer Geräte mit kapazitiver Schirmerdung darf die im Fehlerfall in den Kondensatoren gespeicherte Energie die zulässigen

Grenzwerte nach IEC/EN 60079-11 nicht überschreiten.

Für die Ermittlung der gespeicherten Energie muss die maximal zulässige

Busspannung berücksichtigt werden.

 Kabelschirm der Busleitung auf die zwei linken Klemmen der Klemmen „SHIELD“ (3) auflegen.

 Kabelschirm durchgängig verbinden.

 Kabelschirm an einer Stelle des Busstrangs erden.

Gerät erden

 Anschlusskabel für den Potentialausgleich am Erdungsbolzen (4) anschließen.

Anschlusskabel:

X minimaler Querschnitt: 2,5 mm

2

X maximale Länge: 0,5 m

Aktoren anschließen

Der Digital I/O Koppler hat leistungsreduzierte Ausgänge. Der zum Anzug des Aktors notwendige Strom wird im Schaltaugenblick zur Verfügung  gestellt und nach einer festgelegten Zeit auf den Haltestrom reduziert.

Die Aktorausgänge sind in der Zündschutzart Ex ia ausgeführt.

 Anschlusskabel der Aktoren an den folgenden Klemmen anschließen:

Klemmenbezeichnung

Polung + Polung Binäre Ausgänge, Ex i

OUT 1

OUT 2

OUT 3

OUT 4

1

7

13

19

2

8

14

20

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

11

Installation

Sensoren anschließen

Der Digital I/O Koppler hat acht NAMUR-Sensoreingänge, wobei immer zwei

Sensoren logisch einem Aktorausgang zugeordnet sind.

Die Sensoren melden die Endstellungen eines angeschlossenen Prozessventils zurück. Sie können aber auch unabhängig von den Aktor-Ausgängen andere Prozesswerte zurückmelden (z.B. Bedientaster, Molch-Endlagen,...)

Die Sensoreingänge sind in der Zündschutzart Ex ia ausgeführt.

 Anschlusskabel der Sensoren an den den folgenden Klemmen anschließen:

IN 1

IN 2

IN 3

IN 4

IN 5

IN 6

IN 7

Binäre Eingänge, Ex i

Klemmenbezeichnung

Polung +

3

Polung -

4

5

9

11

15

17

21

6

10

12

16

18

22

IN 8 23 24

Der Digital I/O Koppler liest 2 binäre Eingänge in 50 ms. Daher benötigt er

200 ms um alle 8 binären Eingänge zu lesen.

Mit der „key input“-Funktion (siehe Kapitel 10.5 „Übersicht DI function block und DI transducer block) können sehr kurze Impulse erkannt werden.

8.2 Digital I/O Koppler mit Gehäuse

Kabeleinführungen

6 7 8

6 7

06182E00

Kunststoffgehäuse Metallgehäuse

 Kabel für Aktoren und Sensoren durch Kabeleinführungen (6) einführen.

 Kabel für Spannungsversorgung durch Kabeleinführungen (7) einführen.

 Kabel für Feldbus-Trunk durch Kabeleinführungen (8) einführen.

 Anschluss der Kabel siehe Kapitel 8.1 „Digital I/O Koppler ohne Gehäuse“.

8

06183E00

12 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Inbetriebnahme

Busabschluss

Am Ende eines Feldbusses muss sich ein definierter Abschlusswiderstand befinden, um Signalreflektionen zu vermeiden. Falls der Digital I/O Koppler der letzte Teilnehmer am Trunk ist, muss an ihm ein Abschlusswiderstand 

(z.B. R. STAHL Feldbus Terminator, Reihe 9418) angeschlossen werden.

 Feldbus Terminator in Kabeleinführung für Feldbus Trunk einführen und diese mit dem vorgeschriebenen Anzugsdrehmoment verschließen.

 Feldbus Terminator (nicht-Ex oder Ex i) an „BUS“ anschließen 

(siehe Kapitel 8.1 „Digital I/O Koppler ohne Gehäuse“).

Gehäuse erden

2

1

3

06189E00

Kunststoffgehäuse

Erdung bei Kunstoffgehäusen

 Kabel durch Kabeleinführung (1) einführen.

 Kabel an Klemme (2) anschließen.

Metallgehäuse

06188E00

Erdung bei Metallgehäusen

 Kabel an Erdungsbolzen (3) anschließen.

9 Inbetriebnahme

Vor Inbetriebnahme

 Sicherstellen, dass das Gerät vorschriftsmäßig installiert ist.

 Leitungen auf festen Sitz prüfen.

 Kabeleinführung auf Schäden untersuchen.

 Anzugsdrehmoment kontrollieren.

 Kontrolle, ob Auflagefläche der Dichtung plan ist.

 Sicherstellen, dass nicht benutzte Kabel- und Leitungseinführungen mit gemäß 

Richtlinie 94/9/EG bescheinigten Stopfen und nicht benutzte Bohrungen mit gemäß

Richtlinie 94/9/EG bescheinigten Verschlussstopfen abgedichtet sind.

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

13

Softwarebeschreibung

LED-Anzeigen und Funktionsbeschreibung

1

LED module

BUS

2,3

Simulate disabled

06181E00

LED

1

2

3

Farbe grün grün rot

Funktionsbeschreibung

Leuchtet, wenn an der Bussversorgung Spannung anliegt.

Leuchtet, wenn das Gerät in den TOKEN-Umlauf aufgenommen wird.

Leuchtet, wenn das Gerät 5 s lang keinen TOKEN empfangen hat

DIP-Schalter „Simulate“

DIP-Schalter

„Simulate“

ON OFF

Funktionsbeschreibung

ON:

Ausgangswert wird für Tests simuliert

OFF:

Stellung für Normalbetrieb

Simulate

14974E00

Es ist nur der DIP-Schalter „Simulate“ mit einer Funktion belegt.

10 Softwarebeschreibung

10.1 Allgemeines

Konfigurieren des Netzwerks

Grundlage für die Konfiguration des Netzwerkes ist das Handbuch Ihres 

Leitsystems.

Auf der mitgelieferten CD-ROM erhalten Sie, die für die Konfiguration  notwendigen Dateien, z.B.: *.ffo, *.sym, *.fhx, *.cff.

Folgende Dateien sind auch auf der FOUNDATION FIELDBUS Webseite  abrufbar:*.ffo, *.sym, *.cff

Ausführliche Beschreibung der Parameter, die dem Standard der 

FF-Spezifikation entsprechen, siehe AG-170 bzw. FF89x.

14 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Softwarebeschreibung

Standardadresse

Die Standardadresse des Digital I/O-Koppler ist im Auslieferungszustand 33.

Übersicht der Kanäle:

Das Gerät verfügt physikalisch über 4 Ausgänge und 8 Eingänge.

2 dieser 8 Eingänge können folgendermaßen genutzt werden:

X als binärer Eingang (DI)

X als Frequenzeingang (AI)

X als Impulszähler (CI)

Die Auswahl der Funktion erfolgt über die Einstellung des Kanals am entsprechendem

Eingang.

Kanal

1-4

5-8

11-18

21

23

22

24

31, 32

41, 42

0, 100

Beschreibung

DO_valve, Discrete Output

DO, Discrete Output

DI, Discrete Input

MDI, Multiple Discrete Input

MDI, Multiple Discrete Input Logic

MDO, Multiple Discrete Output

MDO, Multiple Discrete Output Logic

AI, Analoge Input

CI, Counter Input

Nicht belegt

Belegung der physikalischen Ein-Ausgänge

Ausgänge 1-4 und Eingänge 1-8

Ausgänge 1-4

Eingänge 1-8

Eingänge 1-8 kein direkter Zugriff auf Eingänge

Ausgänge 1-4 kein direkter Zugriff auf Ausgänge

Eingänge 1-2

Eingänge 1-2

Im Auslieferungszustand des Gerätes sind folgende Kanäle eingestellt:

DO, belegt Kanäle 5 - 8

DI, belegt Kanäle 11 - 18

AI, nicht belegt (0)

CI, nicht belegt (0)

MDI, nicht belegt (0)

MDO, nicht belegt (0)

CALIB_DO_OUT_5..8, ON

CALIB_DI_11..18, ON

Soll ein vorher belegter Kanal als nicht belegt geschaltet werden, muss 0 oder

100 eingetragen werden.

Um einen Block in Modus "Auto" zu schalten muss:

- der Kanal richtig gesetzt sein

- beim AI Funktionsblock der Parameter "Ltype" auf "indirect" gesetzt werden

- der Schedule ins Gerät geladen sein

Um einen Parameter eines Funktionsblocks zu schreiben, muss der "Target

Mode" des Blocks auf OOS (Out of Service) stehen.

Die Standardadresse des Digital I/O-Koppler ist im Auslieferungszustand 33.

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

15

Softwarebeschreibung

Ausführungszeit (Execution time) der function blocks

DO

DI

MDI

MDO

AI

CI

100 ms

20 ms

50 ms

50 ms

30 ms

50 ms

10.2 Gesamtübersicht: Zuordnung von function blocks und transducer blocks

Anwendung

Ventil mit Rückmeldung

Ventil, LED, ...

Kontakte, Näherungsschalter physical in / out out 1 / in 1, 2 in 2 in 3 in 4 in 5 in 6 in 7 in 8 out 2 / in 3, 4 out 3 / in 5, 6 out 4 / in 7, 8 out 1 out 2 out 3 out 4 in 1 transducer block

(TB)

DO_VALVE

DI

DI

DI

DI

DI

DI

DI

DO

DO

DO

DI

DO_VALVE

DO_VALVE

DO_VALVE

DO function block (FB)

DO 1

DI 2

DI 3

DI 4

DI 5

DI 6

DI 7

DI 8

DO 2

DO 3

DO 4

DO 1

DO 2

DO 3

DO 4

DI 1 channel

1

16

17

18

12

13

14

15

6

7

8

11

4

5

2

3

Folgende function blocks müssen Kanal 0 oder 100  zugeordnet sein.

DI 1, 2, MDO 1, AI 1, 2, CI 1,

2

DI 3, 4, MDO 1

DI 5, 6, MDO 1

DI 7, 8, MDO 1, 2

MDO 1

MDO 1

MDO 1

MDO 1

DO 1 mit ch 1, AI 1, CI 1

DO 1 mit ch 1, AI 2, CI 2

DO 2 mit ch 2

DO 2 mit ch 2

DO 3 mit ch 3

DO 3 mit ch 3

DO 4 mit ch 4

DO 4 mit ch 4

Kontakte, Näherungsschalter

Ventil, LED, ...

wenn LTB genutzt wird

Frequenzeingang in 1..8

out 1..8

keine keine in 1 in 2

MDI

MDO

LOGIC

LOGIC

AI

AI

MDI 1

MDO 2

MDI 2

MDO 2

AI 1

AI 2

21

22

23

24

31

32 keine

DO 1..4

keine keine

DO 1 mit ch 1, DI 1

DO 1 mit ch 1, DI 2

Zählereingang in 1 keine CI 1 41 DO 1 mit ch 1, DI 1 in 2 keine CI 1 42 DO 1 mit ch 1, DI 2

Der function block MDI 1 kann dazu genutzt werden, alle Eingänge (1 ... 8) zu lesen.

Der function block MDI kann auch, zusätzlich zu anderen function blocks, dazu genutzt werden folgende Eingänge zu lesen: DO 1..4 mit Kanal 1..4, 

DI 1..8, AI 1, 2, CI 1, 2.

Die function blocks MDI 2 und MDO 2 arbeiten unabhängig von allen anderen function blocks.

Sie bilden die Schnittstelle zu den eingebetteten logischen Funktionen.

16 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Softwarebeschreibung

10.3 Beschreibung des DO_Valve transducer blocks

X geeignet für Magnetventilanwendungen

X zwei Näherungsschalter für jeden Magnetausgang

X die Eingangssignale weisen auf den ON/OFF-Zustand des Ventils hin

Parameter Beschreibung

VALVE_MAN_1...4

Name des Ventil-Herstellers

ACTUATOR_MAN_1...4

Name des Antrieb-Herstellers

VALVE_SER_NUM_ 

1...4

Seriennummer des zum Gerät gehörenden Ventils

VALVE_ID_1...4

ACTUATOR_ID_1...4

Kennzeichnung des Ventils (Ventiltyp)

Kennzeichnung des Antriebs (Antriebstyp)

TRAVEL_COUNT_1...4

Anzahl der Zyklen von OFFEN bis GESCHLOSSEN und von GESCHLOSSEN bis OFFEN.

Der Zahlenbereich des TRAVEL_COUNT überschreitet die Speicherfähigkeit des EEPROM.

Jeweils nach 100 Schreibzyklen wird der Wert im EEPROM gespeichert. Ist der

TRAVEL_COUNT_LIM1...4 auf 0 eingestellt, wird nicht gezählt.

TRAVEL_COUNT_LIM_

1...4

TRAVEL_TIME_CLOSE

_OPEN_1...4

TRAVEL_TIME_OPEN_

CLOSE_1...4

Begrenzung des Parameters TRAVEL_ COUNT. Bei 0 wird TRAVEL_COUNT_LIM nicht bearbeitet.

Beim Überschreiten der LIMIT-Werte wird das entsprechende Bit im Parameter CHECK_BACK gesetzt.

Sollwert für die Zeit in Sekunden zwischen dem Wechsel des Zustandes von GESCHLOSSEN zu 

OFFEN. Bei 0 wird die Zeit nicht bearbeitet. Beim Überschreiten wird das entsprechende Bit im 

Parameter CHECK_BACK gesetzt.

Sollwert für die Zeit in Sekunden zwischen dem Wechsel des Zustandes von OFFEN zu 

GESCHLOSSEN. Bei 0 wird die Zeit nicht bearbeitet. Beim Überschreiten wird das entsprechende Bit im Parameter CHECK_BACK gesetzt.

Maximale Zeitdifferenz zwischen TRAVEL_ TIME_CLOSE_OPEN und der aktuellen Schaltzeit.

TRAVEL_TIME_CLOSE

_OPEN_TOL_1...4

TRAVEL_TIME_OPEN_

CLOSE_TOL_1...4

CALIB_DO_VALVE_ 

1...4

Maximale Zeitdifferenz zwischen TRAVEL_ TIME_OPEN_CLOSE und der aktuellen Schaltzeit.

Einleitung einer gerätespezifischen Kalibrierung.

x y

CHECKBACK_1...4

y y x x

Wert

0

1

0

1

Beschreibung unbedämpft aktiv bedämpft aktiv

Sensor 1 zeigt an:

Ventil offen

Sensor 1 zeigt an:

Ventil geschlossen

Rückmeldung vom transducer block.

a b c c b

Wert

1

1

1

Beschreibung

TRAVEL_COUNT_TIME

überschritten

TRAVEL_TIME_CLOSE_OPEN

überschritten

TRAVEL_TIME_OPEN_CLOSE

überschritten a

14971E01

14972E01

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

17

Softwarebeschreibung

10.4 Übersicht DO function block und DO transducer block

DO function block

Parameter

READBACK_D

Beschreibung

Dieser Parameter gibt die Stellung des Ventils und der Sensoren zurück.

7 6 5 4 3 2 1 0 Bit

SP_D

RCAS_IN_D

CHANNEL

0 0

0 1

1 0

1 1 nicht initialisieren geschlossen offen unterwegs

Zustand Sensor 1

Kurzschluss Sensor 1

Leerlauf Sensor 1

Zustand Sensor 2

Leerlauf Sensor 2

Kurzschluss Sensor 2

14973E01

Legende: 1 = aktiv, 2 = inaktiv

Ein Sensorfehler setzt den Status auf "BAD"/Sensorfailure.

Sollwert

Bit 0 im Wert gibt die Ventilstellung vor.

Der Status muss „GOOD“ (0x80 hex) sein.

Sollwert im Zustand RCAS (Remote Cascade).

Bit 0 im Wert gibt die Ventilstellung vor.

Gibt den Transducerblock an. Es gibt die Kanäle 1-4 für den DO_VALVE_TB (1 Ausgang, 2 Eingänge) und die Kanäle 5-8 für den DO_TB (1 Ausgang).

Wird der Kanal 100 eingegeben, werden die Ein- bzw. Ausgänge nicht belegt.

DO transducer block

Parameter

CALIB_DO_OUT_5...8

Beschreibung

0x10 line default detection ON

0x80 line default detection OFF

Ein Sensorfehler setzt den Status auf "BAD"/Sensorfailure.

ACTUATOR_MAN_5..8

Name des Aktorherstellers

ACTUATOR_SER_ 

NUM_5..8

Seriennummer des Aktors

ACTUATOR_ID_5...8

Kennzeichnung des Aktors

Name des Ventil-Herstellers VALVE_MAN_5...8

VALVE_SER_NUM_ 

5...8

VALVE_ID_5...8

Seriennummer des Ventils

Kennzeichnung des Ventils

10.5 Übersicht DI function block und DI transducer block

DI function block

Parameter

CHANNEL

Beschreibung

Es gibt die Kanäle 11-18.

Der Eingang darf nicht durch einen DO_VALVE_TB belegt sein.

Wird der Kanal 100 eingegeben, werden die Ein- bzw. Ausgänge nicht belegt.

18 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

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Softwarebeschreibung

DI transducer block

Parameter

CALIB_DI_11...18

Beschreibung

0x10 key input OFF, line fault detection ON

1)

0x11 key input ON, line fault detection ON

1)

0x80 key input OFF, line fault detection OFF

0x81 key input ON

2)

, line fault detection OFF

1)

Stellt „fault detection“ für LED-Modul ein

2)

Bei key input ON muss der Impuls mindestens 200 ms anliegen

SENSOR_MAN_11...18

Name des Sensorherstellers

SENSOR_SER_NUM_ 

11...18

Seriennummer des zum Gerät gehörenden Sensors

SENSOR_ID_11...18

Kennzeichnung des Sensors

10.6 Übersicht MDI und MDO

Angaben zu MDI und MDO function blocks und transducer blocks siehe

FF893.

10.7 Übersicht AI function block und AI transducer block

AI function block (Analog Input, Frequenzeingang)

Channel Für den AI function block stehen die Kanäle 31 und 32 zur Verfügung (siehe Übersicht der Kanäle).

Die Kanäle dürfen nicht durch DI (Kanäle 11, 12), DO (Kanäle 1,2) oder CI (Kanäle 41,42) belegt sein.

Die default Werte sind 0.

In den Kanälen DI (11,12), DO (1,2) und CI (41,42) muss 0 oder 100 stehen, um den Kanal AI (31,32) schreiben zu können.

AI transducer block

Calib_ai_31/32 0-pulsewidth measurement, max.1 kHz

1- gate time 50 ms max. 20 kHz

2- gate time 100 ms, max. 20KHz

3- gate time 1s, max. 20 kHz

Die Eingänge messen ab ca. 3 Hz.

Torzeitmessung:

12 Impulse bei 1/20 Sekunde (50 ms) Torzeit ergibt: F = 12 * 20 = 240 Hz

50ms

06513E00

Bei einer Torzeit von 50 ms können sehr kleine Frequenzen nur ungenügend gemessen werden. Die größte Genauigkeit erreicht man mit einer Torzeit von

1 Sekunde.

162001 / 941360310010

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Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

19

Softwarebeschreibung

10.8 Übersicht CI function block (Counter Input)

Der Counter zählt die Impulse, die an Eingang 1 und/oder 2 gemessen werden.

Der CI function block ist ein herstellerspezifischer Funktionsblock.

Channel

Out

Out_u32

Stop_counter

Für den CI function block stehen die Kanäle 41 und 42 zur Verfügung (siehe Übersicht der Kanäle).

Die Kanäle dürfen nicht durch DI (Kanäle 11, 12), DO (Kanäle 1,2) oder AI (Kanäle 31,32) belegt sein.

Die default Werte sind 0.

Floatwert des Counters

Unsigned integer 32 Wert des Counters.

Hält den Counter an.

0 - no stop

1 - stop

Der Zustand muss "good" (0x80) sein, damit der Counter gestoppt wird.

Reset_counter Setzt den Counter zurück.

0 - no reset

1 - reset

Der Zustand muss "good" (0x80) sein, damit der Counter zurückgesetzt wird.

In den Kanälen DI (11,12), DO (1,2) und AI (31,32) muss 0 oder 100 stehen, um den Kanal CI (41,42) schreiben zu können.

10.9 Beschreibung des Logik Transducer Blocks (LTB)

Der LTB ist zwischen MDO (Kanal 24) und MDI (Kanal 23) eingebunden. Die Blöcke MDI und MDO können im Leitsystem mit Variablen verlinkt werden. Der LTB verknüpft die

Eingänge dann entsprechend Logic_1…4_control und erzeugt die Ausgänge ent sprechend out_invert.

MDO LTB MDI

06512E00

Logic_1..4_control

Logic_5..8_control

Funktion

In1…8_control

Eingänge 1 - 8 des MDO 

(Kanal 24)

Out_invert Ausgänge 1 - 4 des MDI (Kanal 23)

Funktion

In_1…4_control

Eingänge sind die Ausgänge von Logic_1…4_control

Out_invert Ausgänge 5 - 8 des MDI (Kanal 23) and, or, xor bezieht sich auf alle 8 Eingänge der ersten 4 Teile

Jeder Eingang kann einzeln gesetzt werden als: disable, enable,  invert, high, low

Jeder Ausgang kann gesetzt werden als: no, yes invert.

and, or, xor bezieht sich auf alle 4 Eingänge der letzten 4 Teile.

Jeder Eingang kann einzeln gesetzt werden als: disable, enable,  invert, high, low

Jeder Ausgang kann gesetzt werden als: no, yes invert.

Der LTB enthält 8 Teile. Die ersten 4 Teile haben den MDO als Eingänge. 

Die zweiten 4 Teile haben die Ausgänge der ersten 4 Teile als Eingänge.

Jedes Teil erhält durch Logic_1…4_control bzw. Logic_5…8_control eine logische 

Funktion (siehe obige Tabelle).

Die Eingänge jedes Teiles erhalten durch In1…x_control eine Funktion 

(siehe obige Tabelle).

Jeder Ausgang eines Teiles erhält durch Out_invert eine logische Funktion 

(siehe obige Tabelle).

20 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Das folgende Schema stellt diesen Zusammenhang grafisch dar.

Softwarebeschreibung

MDI

MDO1

MDO2

MDO3

MDO4

MDO5

MDO6

MDO7

MDO8

MDO1

MDO2

MDO3

MDO4

MDO5

MDO6

MDO7

MDO8 in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 in8

Logic 1 in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 in8

Logic 2 out1 out2

1

2

MDO1

MDO2

MDO3

MDO4

MDO5

MDO6

MDO7

MDO8

MDO1

MDO2

MDO3

MDO4

MDO5

MDO6

MDO7

MDO8 in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 in8

Logic 3 in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 in8

Logic 4 out3 out4

3

4 out1 out2 out3 out4 in1 in2 in3 in4

Logic 5 out5 5 out1 out2 out3 out4 in1 in2 in3 in4

Logic 6 out6 6 out1 out2 out3 out4 in1 in2 in3 in4

Logic 7 out7 7 out1 out2 out3 out4 in1 in2 in3 in4

Logic 8 out8 8

06502E00

Ist ein aktiver Eingang "bad", geht der entsprechende Ausgang ebenfalls auf

"bad".

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2011-12-12·BA00·III·de·02

Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

21

Wartung

11 Wartung

WARNUNG

Gefahr durch unbefugte Arbeiten am Gerät!

 Verletzungen und Sachschäden drohen.

 Montage, Installation, Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung dürfen ausschließlich von dazu befugtem und entsprechend geschultem Personal durchgeführt werden.

11.1 Regelmäßige Wartungsarbeiten

 Art und Umfang der Prüfungen den entsprechenden nationalen Vorschriften 

(z.B. IEC/EN 60079-17) entnehmen.

 Die Fristen so bemessen, dass entstehende Mängel in der Anlage, mit denen zu  rechnen ist, rechtzeitig festgestellt werden.

Im Rahmen der Wartung prüfen:

X Leitungen auf festen Sitz.

X Gerät auf sichtbare Schäden.

X Einhaltung der zulässigen Temperaturen.

X Bestimmungsgemäße Funktion.

Bei Digital I/O Koppler mit Gehäuse zusätzlich prüfen:

X Gehäuse auf sichtbare Schäden.

X Dichtungen der Kabelverschraubungen auf Beschädigungen.

X Dichtung zwischen Gehäuse und Deckel.

X Feuchtigkeit im Gehäuse.

11.2 Reparaturarbeiten

WARNUNG

Gefahr durch unsachgemäße Wartung/Reparatur

 Explosionsschutz ist nicht mehr gewährleistet.

 Reparaturen am Gerät dürfen nur von R. STAHL durchgeführt werden.

11.3 Reinigung

X Reinigung mit einem Tuch, Besen, Staubsauger o.Ä.

X Bei feuchter Reinigung Wasser oder milde, nicht scheuernde, nicht kratzende 

Reinigungsmittel verwenden.

X Niemals aggressive Reinigungsmittel oder Lösungsmittel verwenden.

22 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Zubehör und Ersatzteile

12 Zubehör und Ersatzteile

WARNUNG

Verwendung unzulässiger Zubehör- und Ersatzteile!

 Herstellerhaftung und Gewährleistung erlischt.

 Nur Original-Zubehör sowie Original-Ersatzteile der Fa. R. STAHL verwenden.

Bezeichnung Abbildung Beschreibung Art.Nr.

LED-Modul zur Status- (gelb) und Fehlernazeige (rot) der Digital

Eingänge und Ausgänge; steckbar

168201

Gewicht kg

0.015

06987E00

Hutschienen-

Montageset zur Installation auf DIN-Schienen NS35/15 168202 0.430

Abschlusswiderstand

Feldbus Wizard

Engineering Tool

06988E00

Feldbus Terminator "Ex m"

Feldbus Terminator "Ex i"

06501E00

Engineering

Tool

Engineering Tool zum Projektieren von Fieldbus

Foundation oder Profibus PA Feldbus-Segmenten

Download unter www.fieldbus-solutions.info

Feldbus Power

Supply

07376E00

Feldbus Versorgung und Diagnose

168062

168063

200586

0.080

0.080

– –

0.135

12783E00

Feldbus Versorgung, Diagnose und einstellbare

Warnpegel

200588 0.135

12809E00

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

23

EG-Konformitätserklärung

13 EG-Konformitätserklärung

24 Digital I/O Koppler FF

9413/21 (4-Leiter)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·de·02

Operating Instructions

Digital I/O Coupler FF

> 9413/21 (4-wire)

Contents

1 Contents

1

2

Contents ................................................................................................................2

General Information ...............................................................................................2

2.1

Manufacturer .........................................................................................................2

2.2

Operating Instructions Information ........................................................................3

2.3

Symbols Used .......................................................................................................3

2.4

Information on the Foundation Fieldbus ................................................................3

2.5

Revision .................................................................................................................3

3 General Safety Instructions ...................................................................................4

3.1

Safety Instructions for Assembly and Operating Personnel ..................................4

3.2

Warnings ...............................................................................................................4

3.3

Conformity to Standards ........................................................................................4

4

5

6

7

Intended Field of Application .................................................................................5

Technical Data ......................................................................................................5

Transport, Storage and Disposal ...........................................................................8

Assembly ...............................................................................................................9

7.1

Digital I/O Coupler without enclosure ....................................................................9

7.2

Digital I/O Coupler with enclosure .........................................................................9

8 Installation ...........................................................................................................10

8.1

Digital I/O Coupler without enclosure ..................................................................10

8.2

Digital I/O Coupler with enclosure .......................................................................12

9 Putting into Service .............................................................................................13

10 Software Description ...........................................................................................14

10.1 General ................................................................................................................14

10.2 Full overview: Assignment of function blocks and transducer blocks ..................16

10.3 Description of the DO_Valve transducer block ....................................................17

10.4 Overview of the DO function block and DO transducer block .............................18

10.5 Overview of the DI function block and DI transducer block .................................18

10.6 Overview of MDI and MDO .................................................................................19

10.7 Overview of the AI function block and AI transducer block .................................19

10.8 Overview of the CI function block (counter input) ................................................20

10.9 Description of the Logic Transducer Block (LTB) ................................................20

11 Maintenance ........................................................................................................22

11.1 Regular Maintenance Work .................................................................................22

11.2 Repair work .........................................................................................................22

11.3 Cleaning ..............................................................................................................22

12 Accessories and Spare Parts ..............................................................................23

13 EC Declaration of Conformity ..............................................................................24

2 General Information

2.1 Manufacturer

R. STAHL Schaltgeräte GmbH

Am Bahnhof 30

74638 Waldenburg

Germany

Tel:

Fax:

+49 7942 943-0

+49 7942 943-4333

Internet: www.stahl-ex.com

2 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

2.2 Operating Instructions Information

ID-No.:

Publication Code:

Subject to alterations.

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

2.3 Symbols Used

Action request: 

Describes actions to be carried out by the user.

Reaction sign: 

Describes the results or the reactions to the actions taken.

X Bullet

Information sign: 

Describes notes and recommendations.

Warning symbol; danger due to energised parts!

General Information

Warning symbol: danger due to explosive atmosphere!

2.4 Information on the Foundation Fieldbus

General information on projecting and operation of a Foundation Fieldbus application can be found in various "Application Guides" at www.fieldbus.org, e.g.:

X AG 163: 31.25 kBit/s Intrinsically Safe Systems

X AG 170: Function Block Capabilities in Hybrid/Batch Applications

X AG 181: System Engineering Guidelines

2.5 Revision

Software version *)

B.01

B.00

Required DD version

0301

0202

Revision history

Manufacturer and device ID changed

MDI, MDO: DD for ABB Host changed

Channel in DD: text instead of numbers

New stack version 2.20

A.03

0201 Extended heap

MDI, MDO: DD for ABB Host changed

*) The software version has been printed on the type plate left below the bar code.

Example:

Rev.HW/SW C/B.01 = hardware revision C with software version B.01

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

3

General Safety Instructions

3 General Safety Instructions

3.1 Safety Instructions for Assembly and Operating Personnel

The operating instructions contain basic safety instructions which are to be observed  during installation, operation and maintenance. Non-observance will endanger persons, plant and the environment.

WARNING

Risk due to unauthorised work being performed on the device!

 Risk of injury and damage to equipment.

 Assembling, installation, putting into service, operation and maintenance must only be performed by personnel both authorised and suitably trained for this purpose.

Before assembly/putting into service:

 Read through the operating instructions.

 Give adequate training to the assembly and operating personnel.

 Ensure that the contents of the operating instructions are fully understood by the  personnel in charge.

 The national assembly and installation regulations (e.g. IEC/EN 60079-14) apply.

When operating the devices:

 Ensure the operating instructions are made available on location at all times.

 Observe safety instructions.

 Observe national safety instructions and accident prevention regulations.

 Operate the device according to its performance data only.

 Servicing/maintenance or repair work which are not described in the operating  instructions must not be performed without prior agreement with the manufacturer.

 Any damage can invalidate the explosion protection.

 Any alterations and modifications to the device impairing its explosion protection are not permitted.

 Install and use the device only if it is undamaged, dry and clean.

If you have questions:

 Contact the manufacturer.

3.2 Warnings

Warnings are sub-divided in these operating instructions according to the following scheme:

WARNING

Type and source of the danger!

 Possible consequences.

 Measures for avoiding the danger.

They are always identified by the signalling word “WARNING“ and sometimes also have a symbol which is specific to the danger involved.

3.3 Conformity to Standards

The relevant standards are listed in the EC Declaration of Conformity.

4 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Intended Field of Application

4 Intended Field of Application

The FF digital I/O coupler is used to connect intrinsically safe contacts or NAMUR  initiators and intrinsically safe solenoid valves or indicating lamps to a Foundation 

Fieldbus H1.

FF function blocks for DI, DO, MDI, MDO, AI (frequency), CI (counter) and logic (AND,

OR, NOT) are integrated.

The digital I/O coupler is supplied externally with auxiliary power (4-conductor device).

The fieldbus can be operated either in intrinsically safe mode (FISCO) or non-intrinsically safe mode.

The digital I/O couplers are approved for use in explosion hazard areas zones 1, 2, 

21 and 22 and in the safe area.

WARNING

Use the device in accordance with its designated use only!

 Otherwise, the manufacturer’s liability and warranty will expire.

 The device may only be used according to the operating conditions described 

in these operating instructions.

 The device must be used in areas subject to explosion hazards only according to these operating instructions.

5 Technical Data

Version

Explosion protection

Type 9413/21

E II 2 (1) G Ex mb e [ia] IIC T4

E II 2 (1) D Ex tD A21 [iaD] IP 66 T65 o C suitable, certified enclosure necessary

(e.g. R. STAHL Series 8146 or 8125)

PTB 07 ATEX 2029 in Zones 1 & 2, Zones 21 & 22 and in the safe area

Certificates

Installation

Safety data

I.S. fieldbus

Specification

Max. voltage U i

Max. current I i

for IIC / IIB

Max. power P i

for IIC / IIB internal capacitance C i internal inductance L i

FISCO (IEC 60079-27) Entity

Ex ia IIC / IIB Ex ia IIC

17,5 V DC 24 V DC

380 mA

5,32 W

5 nF

10 mH

I.S. discrete inputs

Specification

Max. voltage U o

Max. current I o

Max. power P o

Max. capacitance and inductance

Ex ia IIC / IIB

9.56 V

10.9 mA

25.9 mW

IIC IIB

C o

= 0.5 mF L o

= 100 mH C o

= 2.7 mF

C o

= 0.75 mF L o

= 10 mH C o

= 3.9 mF

C o

= 1.2 mF

C o

= 2.1 mF

L

L o o

= 1 mH

= 0.1 mH

C

C o o

= 6.3 mF

= 12 mF

L

L

L

L o o o o

= 100 mH

= 10 mH

= 1 mH

= 0.1 mH

360 mA

1,04 W

5 nF

10 mH

Ex ia IIB

24 V DC

380 mA

2,58 W

5 nF

10 mH

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

5

Technical Data

Safety data

I.S. discrete output

Specification

Max. voltage U o

Max. current I o

Max. power P o

Max. capacitance and inductance

Isolation voltage U m

Ex ia IIC / IIB

27.4 V

100 mA

680 mW

IIC

C

C

C o o o

= 50 nF

= 65 nF

= 82 nF

L o

= 0.8 mH

L o

= 0.5 mH

L o

= 0.2 mH

IIB

C o

= 255 nF L o

= 12 mH

C o

= 355 nF L o

= 1 mH

C o

= 672 nF L o

= 0.1 mH

253 V

Further information and combinations of values, see certification.

Power supply

Power supply

Nominal voltage U

N

Voltage range

Max. nominal current consumption external

24 V DC

17 ... 32 V

(all inputs short circuit; outputs full load; LED module installed) at 17 V

200 mA at 22 V

150 mA

300 mA at 12 V at 24 V

140 mA at 28 V

120 mA

Max. current consumption at under voltage

Operation indication

Reverse polarity protection

Galvanic isolation

Test voltage under regulations EN 50020

Inputs, Outputs to

Fieldbus

Inputs to Outputs

Inputs, Outputs each other

External supply to

Inputs, Outputs,

Fieldbus

Fieldbus

Version

Specification

Voltage range

Max. nominal current consumption

Max. fault current

Indication

Communications indication

Discrete inputs, Ex i

Number of channels

Input signal

Current for ON / OFF

Max. switching frequency

Input 1 and 2

No-load voltage

Short-circuit current

Max. line resistance

Internal resistance

Indication status ON / OFF

(optional)

Digital outputs, Ex i

Number of channels

No load voltage

Internal resistance

Min. starting current 

(0 ... 50 ms)

LED green "PWR" yes

1.5 kV AC

500 V AC no

1.5 kV AC

I.S. or non-I.S. (Ex e)

IEC 61158-2

9 ... 32 V

12 mA

17 mA

LED green „PWR“

LED green "TRUNK"

8 acc. to EN 60947-5-6 (NAMUR)

) 2.1 mA / ( 1.2 mA as frequency input (without error detction) 3 ... 20 kHz

8.7 V

7.25 mA

20 Ω

1200 Ω

LED yellow "IN" each input

4

23.5 V

( 340 Ω

30 mA

6 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital outputs, Ex i

Min. holding current (> 50 ms)

Max. switching frequency 10 Hz

Max. line resistance 20 Ω

Indication status ON / OFF

(optional)

Functions

LED yellow "OUT" each output

FF stack

Function blocks for FF

Fault detection

Failure cyclic bus communication

15 mA

Softing

DO, DI, MDO, MDI, AI, CI, MDO, MDI, LTB

LED red "BUS"

Discrete input

Open-circuit

Short-circuit

Display (optional)

Monitoring, can be switched off

I < 0.05 ... 0.35 mA

R < 100 Ω ... 360 Ω

LED red "ERR" yes (Transducer Block parameter)

Discrete output

Open-circuit

Short-circuit

Display (optional)

Monitoring / test current, can be switched off

R > 26 kΩ

R < 90 kΩ

LED red "ERR" yes (Transducer Block parameter)

Electromagnetic compatibility Tested under the following standards and regulations:

EN 61326 (IEC/EN 61000-4-1...--6 and 11; EN 55022 Class B)

NAMUR NE21 (IEC/EN 61000-4-1...--6 and 11; EN 55022 Class B)

MTBF 

(according to SN 29500) approx. 20 years (at 40 °C)

Ambient conditions

Ambient temperature

Connection cross-section without enclosure: - 20 ... + 65 °C with polyester enclosure 8146/.S71: - 20 ... + 60 °C with stainless steel enclosure 8125/.073: - 20 ... + 60 °C

Connection on wire flexible: screw terminal 0,2 ... 2,5 mm

2 flexible with end covering sleeves: screw terminal 0,25 ... 1,5mm

2

Mechanical data

Weight

Degree of protection without enclosure

Digital I/O Coupler in built-in enclosure

Version approx. 1.5 kg

IP30 / IP20 material enclosure Series Field Device Coupler

Polyester 8146/.S71

stainless steel 8125/.073

9413/21-221-84

9413/21-222-84

Degree of protection IP66

Dimensional Drawings (All Dimensions in mm / inches) - Subject to Alterations

Technical Data

9413/21-210-84-FF without enclosure

231 mm / 9.09 "

253 mm / 9.96 "

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Ø 5,4 mm

Ø 0.21 "

74,5 mm / 2.93 "

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

11551E00

7

Transport, Storage and Disposal

Dimensional Drawings (All Dimensions in mm / inches) - Subject to Alterations

340,5 mm / 13.41 "

322,5 mm / 12.7 "

R 3,5 mm

R 0.14 "

9413/21-211-84-FF

Enclosure 8146/.S71 incl. Digital I/O Coupler

362 mm / 14.25 "

360 mm / 14.17 "

320 mm / 12.6 "

05994E00

05995E00

9413/21-212-84-FF

Enclosure 8125/.073 incl. Digital I/O Coupler

6 Transport, Storage and Disposal

Transport

 Shock-free in its original carton, do not drop, handle carefully.

8 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Assembly

Storage

 Store in a dry place in its original packing.

 Storage temperature range: - 20 °C ... + 65 °C

 Relative humidity: ( 95% (no dewing)

Disposal

 Ensure environmentally friendly disposal of all components according to the legal  regulations.

7 Assembly

WARNING

Hazard due to lack of explosion protection on Digital I/O Coupler  without enclosure.

 Only use Digital I/O Couplers without enclosure in a safe environment.

 In case of use in explosion hazard areas, install Digital I/O Couplers  without enclosure in certified casing/control cabinets 

(e.g. Ex e as per IEC/EN 60079-7).

7.1 Digital I/O Coupler without enclosure

X For installation in areas not at risk from explosion, e.g. in a normal control cabinet or open frame.

X To fit in a certified control cabinet or enclosure (e.g. Ex e as per IEC/EN 60079-7) in case of use in explosion hazard areas.

 Fit with M5 screws (see chapter 5 "Technical Data" for hole spacing).

 Installation position: horizontal or vertical

Mounting using top rail mounting set

3

1

2

4

12144E00

 Fit mounting plate (1) to top rail (2) from below such that the spring (3) is behind the top rail.

 Push mounting plate up hard and engage on the top rail.

 Fasten the Digital I/O Coupler to the mounting plate using 4 screws M5 x 12 (4).

7.2 Digital I/O Coupler with enclosure

 Fit with M6 screws (see chapter 5 "Technical Data" for hole spacing).

 Installation position: vertical, breathing glands pointing downwards.

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

9

Installation

8 Installation

8.1 Digital I/O Coupler without enclosure

Overview of terminals and outputs

LED module

4

BUS

Simulate disabled

+ + -

24V DC

+ + -

SHIELD

BUS

PA

1 2 3

06194E00

Power supply connection

WARNING

Danger due to degraded explosion protection!

 Once the Digital I/O Coupler has been operated with non-intrinsically safe fieldbusses (Ex e) the operation with intrinsically safe fieldbusses (Ex i) is no longer permitted!

 When operating the Digital I/O Coupler in hazardous areas, it has to be  fitted into a certified enclosure/control cabinet (e.g. Ex e according to 

IEC/EN 60079-7).

 Connect external voltage supply to the Ex e "24 V DC" terminals (1).

 Connect fieldbus (non-Ex or Ex i) to "BUS" (2).

Bus terminating

There must be a definied terminator at the end of a fieldbus to prevent signal reflections. If the Digital I/O Coupler is the last device on the trunk a terminator

(e.g. R. STAHL Fieldbus Terminator, series 9418) must be connected to it.

2

T

 Connect fieldbus terminator (1) (non Ex or Ex i) to “BUS“ (2).

10 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

07031E00

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Installation

Earthing the bus cable shield directly to the enclosure

 Apply the bus cable shield to the right-hand "SHIELD" terminal (3).

Earthing the bus cable shield to the enclosure capacitively

A capacitor with a capacity of < 10 nF is installed in the device to deflect EMC interference.

When several devices are connected in parallel with capacitive shield  earthing, the energy stored in the capacitors in the event of a fault must not exceed the permitted limit values as per IEC/EN 60079-11.

You must take into account the maximum permitted bus voltage when  determining the stored energy level.

 Apply the bus cable shield to the two left-hand "SHIELD" terminals (3).

 Connect the cable shield continuously.

 Earth the cable shield to a single point of the bus string.

Earthing the device

 Connect the connection cable for the potential equalisation to the earthing bolt (4).

Connection cable:

X minimum cross-sectional area: 2.5 mm

2

X maximum length: 0.5 m

Connecting the actuators

The Digital I/O Coupler has to reduced-power outputs. The current required to start the actuator is provided at the point of switching and reduced to  holding current after a set time.

The actuator outputs comply with protection type Ex ia.

 Connect the actuators' connection cables to the following terminals:

Terminal marking

Polarity + Polarity Binary Outputs, Ex i

OUT 1

OUT 2

OUT 3

OUT 4

1

7

13

19

2

8

14

20

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

11

Installation

Connecting the sensors

The Digital I/O Coupler has eight NAMUR sensor inputs, with two sensors  always being assigned logically to an actuator output.

The sensors feedback the end positions of a connected process valve. 

However they can also feedback other process values independently of the actuator outputs (e.g. operating button, pig end positions ...)

The sensor inputs comply with protection type Ex ia.

 Connect the sensors' connection cables to the following terminals:

IN1

IN2

IN3

IN4

IN5

IN6

IN7

IN8

Binary Inputs,

Ex i

Terminal marking

Polarity +

3

Polarity -

4

5

9

11

15

17

21

6

10

12

16

18

22

23 24

The digital I/O coupler reads 2 binary inputs in 50 ms. It therefore requires 

200 ms to read all 8 binary inputs.

The "key input" function (see chapter 10.5 "Overview of the DI function block and DI transducer block") allows the unit to detect very short pulses.

8.2 Digital I/O Coupler with enclosure

Cable entry glands

6 7 8

6 7 8

06182E00 06183E00

Plastic enclosure Metal enclosure

 Thread the cables for actuators and sensors through the cable entry glands (6).

 Thread the cables for voltage supply through the cable entry glands (7).

 Thread the cables for fieldbus trunk through the cable entry glands (8).

 See chapter 8.1 "Digital I/O Coupler without Enclosure" for how to connect the cables.

12 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Putting into Service

Bus terminating

There must be a definied terminator at the end of a fieldbus to prevent signal reflections. If the Digital I/O Coupler is the last device on the trunk, a  terminator (e.g. R. STAHL Fieldbus Terminator, series 9418) must be connected to it.

 Insert fieldbus terminator in cable entry gland for fieldbus trunk (8) and tighten to the stipulated tightening torque.

 Connect fieldbus terminator (non Ex or Ex i) to “BUS“.

Earthing the enclosure

2

1

3

06189E00

Plastic enclosure

Earthing with plastic casings

Metal enclosure

 Thread the cable through the cable entry gland (1).

 Connect the cable to the terminal (2).

Earthing with metal casings

 Connect the cable to the earthing bolt (3).

9 Putting into Service

Before commissioning

 Make sure that the device is installed correctly.

 Check that no cable connections are loose.

 Inspect cable glands for damage.

 Control torques.

 Check whether the contact surface for the seal is flat.

 Make sure that unused cable entries are sealed with plugs certified to 

Directive 94/9/EC, and unused holes are sealed by stopping plugs certified to 

Directive 94/9/EC.

06188E00

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

13

Software Description

LED displays and functional description

1

LED module

2,3

BUS

Simulate disabled

06181E00

DIP switch

"Simulate"

ON OFF

Description of function

ON:

Initial value is simulated for tests.

OFF:

Position for normal operation

Simulate

14974E00

Only the the DIP switch "Simulate" has been assigned a function.

10 Software Description

10.1 General

Network Configuration

Your control system handbook is the basis for the configuration of the  network.

The enclosed CD-ROM contains the files required for configuration, e.g., *.ffo,

*.sym, *.fhx, *.cff.

The following files can also be downloaded from the FOUNDATION 

FIELDBUS web site:*.ffo, *.sym, *.cff.

For a detailed description of the parameters which match the standard for the

FF specification, see AG-170 / FF89x.

14 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Software Description

Standard address

The standard address of the digital I/O coupler as-delivered is 33.

Overview of channels:

The device has 4 physical outputs and 8 physical inputs.

2 of these 8 inputs can be used as followed:

X as a binary input (DI)

X as a frequency input (AI)

X as a pulse counter (CI)

The function is selected by setting the channel at the respective input.

Channel

1-4

5-8

11-18

21

23

22

24

31, 32

41, 42

0, 100

Description

DO_valve, discrete output

DO, discrete output

DI, discrete input

MDI, multiple discrete input

MDI, multiple discrete input logic

MDO, multiple discrete output

MDO, multiple discrete output logic

AI, analogue input

CI, counter input

Not assigned

Assignment of the physical inputs and outputs

Outputs 1-4 and inputs 1-8

Outputs 1 - 4

Inputs 1-8

Inputs 1-8 no direct access to inputs

Outputs 1 - 4 no direct access to outputs

Inputs 1-2

Inputs 1-2

On delivery the following channels are set on the device:

DO, assigned to channels 5 - 8

DI, assigned to channels 11 - 18

AI, not assigned (0)

CI, not assigned (0)

MDI, not assigned (0)

MDO, not assigned (0)

CALIB_DO_OUT_5..8, ON

CALIB_DI_11..18, ON

If you wish to switch an assigned channel to not assigned, enter 0 or 100.

In order to switch a block in "auto" mode:

- the channel must be set correctly

- the "Ltype" parameter on the AI function block must be set to "indirect"

- the schedule must be loaded to the device

In order to write a function block parameter, the "target mode" of the block must be set to OOS (out of service).

The standard address of the digital I/O coupler as-delivered is 33.

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

15

Software Description

Execution time of the function blocks

DO

DI

MDI

MDO

AI

CI

100 ms

20 ms

50 ms

50 ms

30 ms

50 ms

10.2 Full overview: Assignment of function blocks and transducer blocks

Application

Valve with feedback

Valve, LED, ...

Contacts,  proximity switches physical in / out out 1 / in 1, 2 in 2 in 3 in 4 in 5 in 6 in 7 in 8 out 2 / in 3, 4 out 3 / in 5, 6 out 4 / in 7, 8 out 1 out 2 out 3 out 4 in 1 transducer block

(TB)

DO_VALVE

DI

DI

DI

DI

DI

DI

DI

DO

DO

DO

DI

DO_VALVE

DO_VALVE

DO_VALVE

DO function block (FB)

DO 1

DI 2

DI 3

DI 4

DI 5

DI 6

DI 7

DI 8

DO 2

DO 3

DO 4

DO 1

DO 2

DO 3

DO 4

DI 1 channel

1

16

17

18

12

13

14

15

6

7

8

11

4

5

2

3

The following functions blocks must be assigned to channel 0 or 100.

DI 1, 2, MDO 1, AI 1, 2, 

CI 1, 2

DI 3, 4, MDO 1

DI 5, 6, MDO 1

DI 7, 8, MDO 1, 2

MDO 1

MDO 1

MDO 1

MDO 1

DO 1 with ch 1, AI 1, CI 1

DO 1 with ch 1, AI 2, CI 2

DO 2 with ch 2

DO 2 with ch 2

DO 3 with ch 3

DO 3 with ch 3

DO 4 with ch 4

DO 4 with ch 4

Contacts,  proximity switches

Valve, LED, ...

when LTB is used

Frequency input in 1..8

out 1..8

none none in 1 in 2

MDI

MDO

LOGIC

LOGIC

AI

AI

MDI 1

MDO 2

MDI 2

MDO 2

AI 1

AI 2

21

22

23

24

31

32 none

DO 1..4

none none

DO 1 with ch 1, DI 1

DO 1 with ch 1, DI 2

Counter input in 1 none CI 1 41 DO 1 with ch 1, DI 1 in 2 none CI 1 42 DO 1 with ch 1, DI 2

The function block MDI 1 can be used to read all inputs (1 ... 8).

The function block MDI can also be used, in addition to other function blocks, to read the following inputs: DO 1..4 with channels 1..4, DI 1..8, AI 1, 2, 

CI 1, 2.

The function blocks MDI 2 and MDO 2 work independently of all other function blocks.

They form the interface with the embedded logical functions.

16 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Software Description

10.3 Description of the DO_Valve transducer block

X suitable for solenoid valve applications

X two proximity switches for each solenoid output

X the input signals indicate the ON/OFF state of the valve.

Parameter Description

VALVE_MAN_1...4

Name of valve manufacturer

ACTUATOR_MAN_1...4

Name of actuator manufacturer

VALVE_SER_NUM_ 

1...4

Serial number of valve belonging to device

VALVE_ID_1...4

ACTUATOR_ID_1...4

Valve identifier (valve type)

Actuator identifieer (actuator type)

TRAVEL_COUNT_1...4

Number of cycles from OPEN to CLOSED and from CLOSED to OPEN.

The numerical range of TRAVEL_COUNT exceeds the memory capacity of the EEPROM.

The value is saved in the EEPROM every 100 write cycles. If the TRAVEL_COUNT_LIM1...4 is set to

0, nothing is counted.

TRAVEL_COUNT_LIM_

1...4

TRAVEL_TIME_CLOSE

_OPEN_1...4

TRAVEL_TIME_OPEN_

CLOSE_1...4

TRAVEL_TIME_CLOSE

_OPEN_TOL_1...4

TRAVEL_TIME_OPEN_

CLOSE_TOL_1...4

CALIB_DO_VALVE_ 

1...4

Limits of the parameter TRAVEL_COUNT. At 0, TRAVEL_COUNT_LIM is not processed. If the LIMIT values are exceeded, the corresponding bit is set in the parameter CHECK_BACK.

Setpoint for the time in seconds between the change of state from CLOSED to OPEN. At 0, the time is not processed. If the limits are exceeded, the corresponding bit is set in the parameter CHECK_BACK.

Setpoint for the time in seconds between the change of state from OPEN to CLOSED. At 0, the time is not processed. If the limits are exceeded, the corresponding bit is set in the parameter CHECK_BACK.

Maximum time difference between TRAVEL_ TIME_CLOSE_OPEN and the current switching time.

Maximum time difference between TRAVEL_ TIME_OPEN_CLOSE and the current switching time.

Introduction of a device-specific calibration.

x y

CHECKBACK_1...4

y y x x

Value Description

0 undamped active

1

0

1 damped active

Sensor 1 indicates: valve open

Sensor 1 indicates: valve closed

Feedback from the transducer block

a b c c b

Value

1

1

1

Description

TRAVEL_COUNT_TIME exceeded

TRAVEL_TIME_CLOSE_OPEN exceeded

TRAVEL_TIME_OPEN_CLOSE exceeded a

14971E02

14972E02

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

17

Software Description

10.4 Overview of the DO function block and DO transducer block

DO function block

Parameter

READBACK_D

Description

This parameter reports the position of the valve and the sensors.

7 6 5 4 3 2 1 0 Bit

SP_D

RCAS_IN_D

CHANNEL

0 0

0 1

1 0

1 1 not initialized closed open moving state sensor 1 short-circuit sensor 1 open circuit sensor 1 state sensor 2 open circuit sensor 2 short-circuit sensor 2

Legend: 1 = active, 2 = inactive

A sensor failure changes the status to "BAD"/Sensor failure.

Setpoint

Bit 0 in the value specifies the valve position.

The status must be "GOOD" (0x80 hex).

Setpoint in the state RCAS (Remote Cascade).

Bit 0 in the value specifies the valve position.

Indicates the transducer block. Channels 1-4 are for the DO_VALVE_TB (1 output, 2 inputs) and  channels 5-8 are for the DO_TB (1 output).

If channel 100 is entered, the inputs and/or outputs will not be assigned.

14973E0

DO transducer block

Parameter

CALIB_DO_OUT_5...8

Description

0x10 line default detection ON

0x80 line default detection OFF

A sensor failure changes the status to "BAD"/Sensor failure.

ACTUATOR_MAN_5..8

Name of actuator manufacturrer

ACTUATOR_SER_NUM

_5..8

Actuator serial number

ACTUATOR_ID_5...8

VALVE_MAN_5...8

VALVE_SER_NUM_ 

5...8

VALVE_ID_5...8

Actuator identification

Name of valve manufacturer

Valve serial number

Valve identifier

10.5 Overview of the DI function block and DI transducer block

DI function block

Parameter

CHANNEL

Description

There are channels 11-18.

The input may not be assigned a DO_valve_TB.

If channel 100 is entered, the inputs and/or outputs will not be assigned.

18 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Software Description

DI transducer block

Parameter

CALIB_DI_11...18

Description

0x10 key input OFF, line fault detection ON

1)

0x11 key input ON, line fault detection ON

1)

0x80 key input OFF, line fault detection OFF

0x81 key input ON

2)

, line fault detection OFF

1)

sets the "fault detection" for the LED module

2)

for key input ON, the received impulse must be at least 200 ms

SENSOR_MAN_11...18

Name of the sensor manufacturer

SENSOR_SER_NUM_ 

11...18

Serial number of the sensor belonging to the device

SENSOR_ID_11...18

Sensor identification

10.6 Overview of MDI and MDO

For information on the MDI and MDO function blocks and transducer blocks, see FF893.

10.7 Overview of the AI function block and AI transducer block

AI function block (analogue input, frequency input)

Channel Channels 31 and 32 are available for the AI function block (see overview of channels). 

The channels must not be occupied by DI (channels 11, 12), DO (channels 1,2) or CI (channels 41,42).

The default values are 0.

In the channels DI (11,12), DO (1,2) and CI (41,42) there must be a 0 or 100 in order to be able to write the channel AI (31,32).

AI transducer block

Calib_ai_31/32 0-pulsewidth measurement, max.1 kHz

1- gate time 50 ms max. 20 kHz

2- gate time 100 ms max. 20 kHz

3- gate time 1s, max. 20 kHz

The inputs measure from approximately 3 Hz.

Gate time measurement:

12 pulses at 1/20 second (50 ms) gate time results in: F = 12 * 20 = 240 Hz

50ms

06513E00

With a gate time of 50 ms very small frequencies can only be measured  insufficiently. The highest level of accuracy is achieved with a gate time of 

1 second.

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

19

Software Description

10.8 Overview of the CI function block (counter input)

The counter counts the pulses which are measured at input 1 and/or 2.

The CI function block is a manufacturer-specific function block.

Channel

Out

Out_u32

Stop_counter

Channels 41 and 42 are available for the CI function block (see overview of channels).

The channels must not be occupied by DI (channels 11, 12), DO (channels 1,2) or AI (channels 31.32).

The default values are 0.

Counter float value

Unsigned integer 32 value of the counter.

Stops the counter.

0 - no stop

1 - stop

The status must be "good" (0x80) in order to stop the counter.

Reset_counter Resets the counter.

0 - no reset

1 - reset

The status must be "good" (0x80) in order to reset the counter.

In the channels DI (11,12), DO (1,2) and AI (31,32) there must be a 0 or 100 in order to be able to write the channel CI (41,42).

10.9 Description of the Logic Transducer Block (LTB)

The LTB is incorporated between MDO (channel 24) and MDI (channel 23). Blocks MDI and MDO can be linked to variables in the distributed control system. The LTB then links the inputs as per Logic_1…4_control and generates the outputs as per out_invert.

MDO LTB MDI

06512E00

Logic_1..4_control

Logic_5..8_control

Function

In1…8_control

Inputs 1 - 8 of MDO (channel

24)

Out_invert outputs 1 - 4 of

MDI (channel 23)

Function

In_1…4_control

Inputs are the outputs of

Logic_1…4_control and, or, xor refers to all 8 inputs of the first 4 sections

Each input can be set separately as: disable, enable, invert, high, low

Each output can be set as: no, yes invert.

and, or, xor refers to all 4 inputs of the last 4 sections.

Each input can be set separately as: disable, enable, invert, high, low

Out_invert outputs 5 - 8 of

MDI (channel 23)

Each output can be set as: no, yes invert.

The LTB contains 8 sections. The first 4 sections have the MDO as inputs. 

The second 4 sections have the outputs of the first four sections as inputs.

Each section is given a logical function by Logic_1…4_control or Logic_5…8_control

(see above table).

The inputs of each section are given a function by In1…x_control (see above table).

Each output of a section is given a logical function by Out_invert (see above table).

20 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

The following schematic diagram shows this correlation graphically.

Software Description

MDI

MDO1

MDO2

MDO3

MDO4

MDO5

MDO6

MDO7

MDO8

MDO1

MDO2

MDO3

MDO4

MDO5

MDO6

MDO7

MDO8

MDO1

MDO2

MDO3

MDO4

MDO5

MDO6

MDO7

MDO8

MDO1

MDO2

MDO3

MDO4

MDO5

MDO6

MDO7

MDO8 out1 out2 out3 out4 out1 out2 out3 out4 out1 out2 out3 out4 out1 out2 out3 out4 in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 in8

Logic 1 in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 in8

Logic 2 in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 in8

Logic 3 in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 in8

Logic 4 in1 in2 in3 in4

Logic 5 in1 in2 in3 in4

Logic 6 in1 in2 in3 in4

Logic 7 in1 in2 in3 in4

Logic 8 out1 out2 out3 out4 out5 out6 out7 out8

1

2

3

4

5

6

7

8

If an active input is "bad", the respective output is also set to "bad".

06502E00

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

21

Maintenance

11 Maintenance

WARNING

Risk due to unauthorised work being performed on the device!

 Risk of injury and damage to equipment.

 Assembly, installation, commissioning and servicing work must only be performed by personnel who are both authorised and suitably trained for this purpose.

11.1 Regular Maintenance Work

 Consult the relevant national regulations (e.g. IEC/EN 60079-17) to determine the type and extent of inspections.

 The maintenance intervals must be chosen, such that the occurrence of deficiencies, anticipated in the system, can be avoided.

To check as part of the maintenance schedule:

X Check that cables and lines are clamped properly.

X Inspect device for visible signs of damage.

X Adherence to the permissible temperatures.

X Check that the device functions correctly.

On Digital I/O Couplers with a enclosure you must in addition check:

X the enclosure for visible signs of damage.

X the seals on the cable glands for damage.

X the seal between the enclosure and cover.

X for moisture in the enclosure.

11.2 Repair work

WARNING

Danger due to improper maintenance/repairs

 Explosion protection is not guaranteed any longer.

 Repair work to the device must only be performed by R. STAHL.

11.3 Cleaning

X Clean with a cloth, brush, vacuum cleaner or similar items.

X When cleaning with a damp cloth, use water or mild, non-abrasive, non-scratching cleaning agents.

X Never use aggressive cleaning agents or solvents.

22 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Accessories and Spare Parts

12 Accessories and Spare Parts

WARNING

Use of non-approved accessories and spare parts.

 The manufacturer’s liability and warranty expire.

 Use only original accessories and original spare parts manufactured by R. STAHL.

Designation Illustration Description Art. no.

LED module for the status (yellow) and error (red) indicators of the digital inputs and outputs; pluggable

168201

Weight kg

0.015

06987E00

Top rail mounting set for installation onto DIN rails NS35/15 168202 0.430

Terminator

Fieldbus Wizard

Engineering Tool

Fieldbus 

Power Supply

06988E00

Fieldbus Terminator "Ex m"

Fieldbus Terminator "Ex i"

06501E00

Engineering

Tool

Engineering tool for segment design of fieldbus foundation or Profibus PA fieldbus installations

Download under www.fieldbus-solutions.info

07376E00

Fieldbus power supply and diagnosis

168062

168063

200586

0.080

0.080

0.135

12783E00

Fieldbus power supply, diagnosis and adjustable warning level

200588 0.135

12809E00

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

23

EC Declaration of Conformity

13 EC Declaration of Conformity

24 Digital I/O Coupler FF

9413/21 (4-wire)

162001 / 941360310010

2011-12-12·BA00·III·en·02

162001 / 941360310010 

2011-12-12·BA00·III·de·en·02

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