Eigensicherheit DART wird Wirklichkeit: Pepperl+Fuchs stellt erste Anwendungen vor

Auf Branchenveranstaltungen der Prozessindustrie war DART (Dynamic Arc Recognition and Termination) zweifellos das am häufigsten benutzte Kürzel des vergangenen Jahres. Aus gutem Grund, denn diese Technologie hat das Zeug dazu, zur nächsten technischen Revolution im Bereich der Prozessautomation zu werden. Zur Hannover Messe hat Pepperl+Fuchs eine Reihe praktischer Anwendungen und erste Produkte präsentiert.

Anbieter zum Thema

HECHT Technologie GmbH

Edwards GmbH

Deutsche METROHM Prozessanalytik GmbH & Co. KG

Pepperl+Fuchs SE

Dart ist ein völlig neuer Lösungsweg für eigensichere Stromkreise. Die Zukunftstechnologie beseitigt die meisten Einschränkungen, mit denen Systemingenieure bisher zu kämpfen hatten, wenn sie mit der Aufgabe konfrontiert wurden, Aktoren und Sensoren mit höheren Leistungsanforderungen im explosionsgefährdeten Bereich zu installieren. Der Grund dafür ist, dass Dart nicht einfach die verfügbare Leistung auf ein sicheres Niveau stutzt, sondern stattdessen eine intelligente Schaltung einsetzt, um den gesamten Stromkreis zu überwachen. Sobald diese Schaltung die Bildung eines potenziell gefährlichen Funkens erkennt, wird innerhalb von Mikrosekunden die Stromzufuhr abgeschaltet, bevor der Funke eine Chance hat, eine zündfähige Temperatur zu erreichen.

Dart für den Feldbus: eine intelligente Lösung

Dart für den Feldbus ist eine intelligente Lösung, die sich in jede bestehende Trunk&Spur-Topologie einfügt und zu jedem vorhandenen Entity Feldgerät passt. Trunk&Spur hat sich zur Standard-Topologie entwickelt, die heute bei den meisten Feldbus-gestützten Infrastrukturen zur Prozessautomation zu finden ist. Sie verbindet eine klar strukturierte Systemauslegung mit maximaler Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit.

Wenn es um den Explosionsschutz ging, war die neuere Vergangenheit vor allem von zwei Konzepten geprägt: FISCO und Entity. Beide haben sich zu de-facto-Standards entwickelt und werden im Bereich der Prozess-automation als zuverlässige Lösungen angesehen. Allerdings zeichnen sie sich auch durch entscheidende Nachteile aus, z.B. begrenzte Kabellängen, begrenze Anzahl an Feldgeräten und begrenzte nutzbare Leistung zum Betrieb dieser Feldgeräte. Der Grund dafür ist das dahinterliegende technische Konzept. Es beruht prinzipiell auf einer eingeschränkten Leistung, in dem Strom und Spannung auf einem Niveau gehalten werden, das die Entstehung eines Funkens mit zündfähiger Temperatur von vornherein verhindert.

Eigensicherheit von Anfang an

Zum ersten Mal ermöglicht Dart den eigensicheren High-Power Trunk. Wichtigste Komponenten dabei sind ein Dart Speisegerät und Dart Segment Protektoren, an die sich pro Segment bis zu 20 Feldgeräte anschließen lassen. Das Speisegerät kann sich dabei in der Zone 2 befinden, während sich der Trunk, die Segment Protektoren, sowie die einzelnen Spurs und die Feldgeräte im „Gefahrenbereich“ der Zone 1 befinden können.

Anders ausgedrückt: Dart bietet uneingeschränkte Eigensicherheit vom Trunk über die Spurs bis hin zum Feldgerät. Dabei ist eine höhere Zahl von Feldgeräten als nach FISCO oder Entity möglich, die zudem über längere Kabelverbindungen angeschlossen werden können.

Für mit Dart geschützte Feldbusinfrastrukturen wird die FieldConnex-Produktreihe von Pepperl+Fuchs grundsätzlich zwei Dart-Komponenten bieten. Sie sind als System zertifiziert und bieten nur in der Kombination den erforderlichen Dart-Schutz für den Trunk. Das Dart Power Hub versorgt den Trunk mit einer Nennleistung von 22,5 Volt und 360 mA. Die extrem kompakte Einheit steht in einer redundanten Konfiguration und optional auch mit Advanced Diagnostic Modul (ADM) zur Verfügung.

Letztere bewirkt eine kontinuierliche Überwachung der physikalischen Feldbusebene und dient dazu, Zeichen einer nachlassenden Signalqualität zu erkennen, die den Eingriff eines Servicetechnikers erfordert. Die einzelnen Power Hubs erlauben Hot Swapping, sodass eine defekte Einheit ausgetauscht werden kann, ohne dabei den laufenden Anlagenbetrieb zu beeinflussen.

Der Dart Segment Protektor ist das Sicherheits-Bindeglied zwischen dem High-Power Trunk und den Feldgeräten. Es erlaubt den Anschluss von bis zu 12 Spurs mit einer Länge von jeweils bis zu 120 Metern. Ein solcher Segment-Protektor bietet Kurzschlussschutz und eigensichere Ausgänge nach Entity zum Anschluss bestehender Feldgeräte.

Mehr Leistung für das Feldgerät

Dart ermöglicht auch im Ex-Bereich den Betrieb von Feldgeräten mit höheren Leistungsaufnahmen als bisher möglich war. Eines der ersten Instrumente dieser Art trägt die Bezeichnung Protos 3400 Power-i. Es kommt vom deutschen Spezialisten Knick und ist das erste Gerät zur Prozessanalyse, das zum Betrieb innerhalb eines elektrischen Stromkreises mit Eigensicherheit nach Dart ausgelegt ist.

Das Gerät bietet bis zu vier Kanäle zur Aufnahme von Messungen an unterschiedlichen Standorten. Es zeichnet sich durch ein extrem kompaktes Design mit beleuchteter LCD-Anzeige aus und erlaubt einen problemlosen technischen Service vor Ort.

Eigensicherheit aufeinfache Art

Für Systementwickler aus dem Bereich der Prozessautomation ist Dart wie die Erfüllung eines Traums. Sie müssen sich nicht mit einem völlig neuen technischen Konzept vertraut machen, sondern können auf ihrem bestehenden Fachwissen aufbauen, um eigensichere Lösungen mit einer deutlich erhöhten Funktionalität zu realisieren. Für Anlagenbetreiber ist Dart für den Feldbus mehr Evolution als Revolution. Da dafür keine völlig neue Hardware erforderlich ist, werden Investitionen in die bestehende Infrastruktur zur Prozessautomation geschützt. Vorhandene Netzwerke auf der Basis einer Trunk&Spur Topologie mit High-Power Trunk erfordern lediglich minimale Veränderungen, während alle Entity Feldgeräte uneingeschränkt weiter eingesetzt werden können.

Nachdem die Zuverlässigkeit von Dart für die Eigensicherheit von der Physikalisch Technischen Bundesanstalt nachgewiesen wurde, findet die Technologie jetzt auch ihren Weg in die entsprechenden IEC Standards. Pepperl+Fuchs ist dabei eine bedeutende Antriebskraft. Zusammen mit 15 weiteren Herstellern geht das Unternehmen entschlossen daran, Grundlagenarbeit zu leisten, um Dart als eine problemlos nutzbare Technologie zu etablieren, die sich auf eine Vielzahl von Anwendungen im Gefahrenbereich anwenden lässt.

Auf der Hannover Messe hat Pepperl+Fuchs erste Produkte vorgestellt, mit denen sich eigensichere Stromkreise nach Dart realisieren lassen, und hat erste Anwendungen demonstriert, die nur dank Dynamic Arc Recognition and Termination möglich sind. Das Unternehmen sucht den Kontakt zu anderen Unternehmen, die an einer technologischen Zusammenarbeit als Dart-Systempartner interessiert sind.

* Der Autor ist Produkt Marketing Manager, Geschäftsbereich Prozessautomation, Pepperl+Fuchs GmbH, Mannheim.

(ID:23792360)