Interface-Technik Interface-Technik überträgt Signale sicher im Ex-Bereich

Um Signale auch in Ex-Bereichen zu übertragen, müssen Anwender eine ganze Reihe an Normen und Gesetzen beachten. Dabei stehen je nach Übertragungsart – klassisch, über Lichtwellenleiter oder via Funk – ganz unterschiedliche Geräte zur Verfügung.

Anbieter zum Thema

ROTRONIC MESSGERÄTE GMBH

AUMA Riester GmbH & Co. KG

VEGA Grieshaber KG

PHOENIX CONTACT Deutschland GmbH

Eine der bekanntesten Zündschutzarten in der Mess-, Steuer- und Regeltechnik (MSR) ist die Eigensicherheit. Ein typisches Beispiel ist die Messung eines Signals über einen eigensicheren Sensor in Zone 0, der die Kennzeichnung Ex ia trägt. Um das Sig-nal an der Steuerung auszuwerten, wird ein Trennverstärker als zugehöriges eigensicheres Betriebsmittel (Kennzeichnung mit [Ex ia]) eingesetzt. Sofern er nicht laut Normentext durch eine weitere geeignete Zündschutzart geschützt ist, muss der Trennverstärker außerhalb des Ex-Bereichs installiert werden. Die neue Produktfamilie MACX EX von Phoenix Contact ist durchgehend in der Zündschutzart „n“ für Zone 2 ausgeführt (Kennzeichnung mit Ex nA oder Ex nAC). Wird der Trennverstärker in Zone 2 eingebaut, verkürzt sich die Kabellänge zum Sensor.

Zur Übertragung von Messwerten aus Zone 2 können auch Geräte nur in der Zündschutzart „n“ verwendet werden. Für diesen Anwendungsfall ist die Produktfamilie Mini Analog von Phoenix Contact mit einer Baubreite von nur sechs Millimeter bestens geeignet. Sie verfügt über eine Kennzeichnung mit Ex nA oder Ex nAC. Die Mini Analog-Module werden dazu platzsparend in einem für Applikationen in Zone 2 zugelassenen Schaltschrank montiert. Ein solcher Schaltschrank muss den Anforderungen der EN 60079-15 entsprechen und mindestens die Schutzart IP 54 erfüllen. Die Spannungsversorgung zwischen den Modulen kann über den Tragschienen-Connector (T-Connector) erfolgen.

Die Versorgungsspannung wird beispielsweise über die Stromversorgung Mini-PS in den T-Connector eingespeist. Das Gerät ist ebenso wie die Stromversorgungen Quint-Ex zur Versorgung von Geräten in Zone 2 mit einer Gleichspannung von 24 V DC geeignet (Kennzeichnung mit Ex nAC) und wird in Zone 2 oder im sicheren Bereich direkt an 230 V angeschlossen. In Zone 2 ist ein Einbau in unmittelbarer Nähe zum Verbraucher möglich, sodass auf der 24-V-DC-Seite keine großen Leitungslängen auftreten. Herkömmliche Stromversorgungen genügen den Anforderungen der Zündschutzart „n“ nicht, weshalb die Quint-Ex und Mini-Ex speziell für die Anwendung in Zone 2 entwickelt wurden. Falls erforderlich, können zwei typgleiche, über das Redundanzmodul Quint-Diode entkoppelte Stromversorgungen in Zone 2 parallel geschaltet werden.

Signalübertragung via Lichtwellenleiter und Funk

In Industrieanlagen mit Ex-Bereichen bietet sich neben der drahtgebundenen elektrischen Signalübertragung eine Kommunikation via Lichtwellenleiter (LWL) oder Funkstrecke an. Alle drei Übertragungstechniken können für die Zonen 2, 1 und 0 verwendet werden. Bei der Auswahl der geeigneten Übertragungstechnik sind die örtlichen Anforderungen, die Zoneneinteilung des Betreibers sowie die Kategorie der benötigten Geräte zu berücksichtigen.

Analog zur elektrischen Eigensicherheit gibt es im Ex-Bereich für die optische Übertragungstechnik per Lichtwellenleiter die optische Eigensicherheit. Durch die Begrenzung der Lichtenergie kann die umliegende explosionsfähige Atmosphäre nicht gezündet werden. Das modulare Übertragungssystem PSI-MOS wandelt hier optische in elektrische Signale und umgekehrt. Dabei wird die Lichtenergie so weit beschränkt, dass eine LWL-Kommunikation bis in Zone 1 realisierbar ist. Die PSI-MOS-Module zählen zu den zugehörigen Betriebsmitteln der optischen Eigensicherheit (Kennzeichnung mit [Ex op is]) und können in der Zone 2 (Kennzeichnung mit Ex nA bzw. Ex nAC) eingesetzt werden.

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