Digitale Eingangsklemme I/O-Technik: Digitale Eingangsklemme kombiniert Safety und Ex-Schutz

In der Automatisierungstechnik müssen je nach Anwendung neben der elektrischen auch die funktionale Sicherheit sowie der Explosionsschutz erfüllt sein. Mit der neuen Klemme 750-663 für das I/O-System 750 stellt Wago eine digitale Eingangsklemme vor, die alle gängigen Normen erfüllt.

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Die Sicherheit für Personen und Anlagen spielt in der Prozessindustrie eine entscheidende Rolle. An erster Stelle einer Sicherheitsbetrachtung steht häufig die elektrische Sicherheit. Hierbei muss im Sinne des Personenschutzes verhindert werden, dass beispielsweise Bedienpersonal an einer Maschine versehentlich mit Teilen in Berührung kommt, die unter unzulässig hoher Spannung stehen.

Bei automatisierungstechnischen Anwendungen ist die elektrische Sicherheit in vielen Fällen von vornherein gegeben, da die Spannungsversorgung der Komponenten auf 24 V begrenzt ist. Dabei kommen in der Regel Netzteile zum Einsatz, die den SELV/PELV-Anforderungen entsprechen und damit im Fehlerfall maximal 60 V liefern.

Funktionale Sicherheit

Die funktionale Sicherheit ist in den vergangenen Jahren insbesondere in Verbindung mit der neuen Maschinenrichtlinie und der damit verbundenen neuen Norm DIN EN ISO 13849-1 diskutiert worden. Grundlegendes Ziel dieser Norm ist es, Personen vor potenziell gefährlichen Bewegungen einer Maschine zu schützen.

Erreicht wird dies beispielsweise mit typischen Komponenten wie Lichtschranken, Türschaltern, Sicherheitsrelais oder Sicherheitssteuerungen. In diesem Zusammenhang ist es natürlich wichtig, dass sämtliche Komponenten sowie die entsprechende Steuerungstechnik sicher und zuverlässig funktionieren. Redundanz und Diagnose sind zwei wichtige Prinzipien, die zur Erreichung funktionaler Sicherheit häufig angewendet werden.

Im Rahmen der Bewertung der Sicherheit müssen für alle verwendeten Komponenten definierte Sicherheitskenndaten vorliegen. Dazu gehört beispielsweise die mittlere Zeitdauer, nach der eine Komponente einen Fehler aufweist (MTBFd – Mean Time Between Dangerous Failure) oder PFHd (Probability of Dangerous Failure per Hour). Unter anderem mthilfe dieser Daten kann der Performance Level gemäß der aktuellen Norm für die Sicherheitsfunktion bestimmt werden.

Explosionsschutz

Ein weiterer wichtiger Bereich, in dem die Sicherheit von industriellen Anlagen zum Tragen kommt, ist der Explosionsschutz. Bei den Schutzmaßnahmen unterscheidet man zwischen primären, sekundären und tertiären Explosionsschutz. Während man beim primären Explosionsschutz die Entstehung explosionsfähiger Gasgemische und Stäube verhindert, zielen die Maßnahmen des sekundären Explosionsschutzes darauf ab, die Zündung zu verhindern. Im tertiären Explosionsschutz schließlich sind Maßnahmen zusammengefasst, die die Auswirkungen einer Explosion minimieren.

Anlagen bei denen Explosionsgefahr besteht, werden dabei gemäß der Atex-Richtlinie in drei Zonen unterteilt, die sich nach Dauer und Häufigkeit richtet, mit denen explosive Gasgemische oder Stäube vorhanden sind. Für Gase sind dies die Zonen 0, 1 und 2, während für Stäube die Zonen 20, 21 und 22 gelten.

Um automatisierungstechnische Komponenten in den unterschiedlichen Zonen verwenden zu können, müssen sie verschiedene Bedingungen erfüllen. Für elektrische Geräte allgemein muss die Möglichkeit einer Zündung unterbunden werden, die beispielsweise durch Funken oder einen Lichtbogen ausgelöst werden könnte. Elektrische Geräte haben dann die Zündschutzart „eigensicher“ oder „Ex-i“, wenn die Stromstärken und Spannungen auf Werte begrenzt sind, bei denen keine zündfähige Energie auftreten kann. Dies muss sowohl beim normalen Betrieb als auch bei einem Kurzschluss gewährleistet sein.

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