Funk im Ex-Schutz Wireless-Kommunikation im Ex-Bereich

Drahtlose Kommunikation kann nicht nur Betriebsabläufe in Prozessanlagen effektiver, sondern sogar umfassende Asset Management-Systeme möglich machen. In explosionsgefährdeten Bereichen sind jedoch geschützte Geräteausführungen erforderlich. Dieser Beitrag beantwortet die Fragen, welche Technik dafür derzeit in Frage kommt, und welche Funk-Lösungen verfügbar sind oder werden?

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Wer drahtlose Kommunikation im Betrieb einsetzen will, für den ist neben der Auswahl der passenden Funklösung die sorgfältige Planung und Installation ein wichtiges Kriterium für eine stabile Kommunikation. Für Anlagen mit explosionsgefährdeten Bereichen sehen sich Planer und Anwender allerdings mit besonderen Anforderungen konfrontiert.

In Ex-Bereichen einer Anlage ist bei der drahtlosen Kommunikation prinzipiell eine Zündgefahr durch Strahlung gegeben. Bei moderater Sendeleistung tritt ein Risiko in der Praxis vor allem durch die Ströme auf, die in metallische Objekte oder unzureichend EMV-geschützte elektronische Schaltungen induziert werden, wo sie zu Erwärmung und zu Funkenbildung führen können. Nach einer Untersuchung der IEEE liegt bereits bei 6 W Leistung darin eine ernstzunehmende Gefahr. Seit 2006 enthalten die Entwurfsfassungen der IEC EN 60079-0 handhabbare Richtlinien für den Einsatz von Funkgeräten in explosionsgefährdeten Bereichen. Die Norm bezieht sich auf Signale im Frequenzbereich von 10kHz bis 300GHz. Sie definiert Grenzwerte für kontinuierliche und gepulste Funksignale, die der nebenstehenden Tabelle zu entnehmen sind. Die lizenzfrei nutzbaren ISM-Frequenzbänder, auf denen die in der Industrie gängigen Funkstandards WLAN, Bluetooth und ZigBee vorwiegend funken, dürfen nur mit geringen Sendeleistungen genutzt werden. Allein schon aufgrund der Funk-Vorschriften für das übliche 2,4 GHz-Band sind WLAN-Access Points deshalb auf 100 mW Leistung begrenzt. Bei Bluetooth und ZigBee kommt man ohnehin in der Regel mit Sendeleistungen bis 10 mW aus.

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