Variabel im Ex-Bereich

Günther Denecke

Die FlowMaster-Produktfamilie von ABB umfasst ein komplettes Portfolio an Geräten für die Volumen- und Massedurchflussmessung auf Basis verschiedener Messprinzipien wie magnetisch-induktive Durchflussmessung, Wirkdruckverfahren, Coriolis-Massemessung, Schwebekörperdurchflussmessung, thermische Massemessung sowie Drall- und Wirbeldurchflussmessung. Die aktuelle Generation der Produktfamilie verfügt über das produktlinienübergreifende einheitliche Bedienkonzept mit Easy-Set-up-Funktion für eine einfache Inbetriebnahme.

Die Kombination von brennbarem Stoff, Sauerstoff und einer Zündquelle kann zu einer Explosion führen. Fehlt eine dieser drei Komponenten, kann keine Explosion entstehen. Somit gibt es drei Möglichkeiten, eine Explosion zu verhindern:

Während die erste und auch die dritte Möglichkeit hauptsächlich durch den Betreiber einer Anlage beziehungsweise durch den Prozess bestimmt wird, haben Instrumentierungshersteller wie ABB Einfluss auf den zweiten Punkt. So werden in der Praxis verschiedene Wege gewählt, potenzielle Zündquellen entweder einzuschließen oder vollständig zu vermeiden, um einen sicheren Betrieb ohne die Gefahr einer Explosion zu ermöglichen. Diese Wege werden als Zündschutzarten bezeichnet. Mögliche Zündschutzarten sind druckfeste Kapselung, Eigensicherheit und erhöhte Sicherheit.

Bei der druckfesten Kapselung wird die Zündquelle in ein Gehäuse eingebaut und damit verschlossen. Um eine druckfeste Installation sicherzustellen, müssen allerdings Kontrollen durchgeführt werden. Beim Schwebekörperdurchflussmessgerät VA Master mit druckfester Kapselung hat der Anwender die Möglichkeit, die Schutzart zu wechseln. Wird das Gerät in der Zone 1/21 eigensicher gespeist, kann auf die vorgeschriebenen Kontrollen der druckfesten Installation verzichtet werden. Wird das Gerät an nicht-eigensicheren Stromkreisen betrieben, sind in der Zone 1/21 die Installationsbedingungen der druckfesten Kapselung einzuhalten oder das Gerät ist in der Zone 2/22 einsetzbar. Diese Flexibilität vereinfacht die Projektierung und ermöglicht die Wieder- oder Weiterverwendung von Geräten.

Die Zündschutzarten Eigensicherheit und erhöhte Sicherheit sind über die Atex-Norm geregelt und basieren darauf, potenzielle Zündungen in Geräten durch die Begrenzung des Energieniveaus oder durch die Auswahl der verwendeten Materialien in Verbindung mit mechanischen Maßnahmen zu vermeiden. Für eigensichere Leitungen (i) ist eine Energiebegrenzung vorgeschrieben, sodass selbst durch Kurzschlüsse oder Unterbrechungen nicht ausreichend Energie erzeugt wird, um brennbare oder explosive Gasgemische zu entzünden. Leitungen mit erhöhter Sicherheit (e) verhindern das Entstehen von Kurzschlüssen durch ihre besondere Verlegung. Der Schutz erfolgt hier mechanisch durch definierte Installationsbedingungen.

Bei den Durchflussmessgeräten der Produktfamilie FlowMaster kann der Anwender alle Ausgänge sowohl in erhöhter Sicherheit als auch in Eigensicherheit betreiben. Die Schutzart wird durch die Wahl des angeschlossenen Stromkreises bestimmt. Der nachträgliche Wechsel der Schutzarten ist mit einigen einfachen Überprüfungen gemäß der Betriebsanleitung möglich. Hierdurch reduzieren sich bei diesen Geräten die Bevorratungs- und Lagerkosten.

Durch den Einsatz der ABB-Durchflussmessgeräte müssen keine Ersatzgeräte mit e- und mit i-Ausgängen bevorratet werden, wenn beim Betrieb verschiedener explosionsgeschützter Anlagen ein Teil als eigensichere Ausführung und der andere in erhöhter Sicherheit betrieben wird.

Im Gegensatz zu Zweileitergeräten, die ihre Energie über den passiven Strom- bzw. Feldbusausgang erhalten, erfordern Vierleitergeräte eine Hilfsenergie. Somit muss unabhängig von der Signalisierung immer eine Energieversorgung gewährleistet sein. Da der Energiebedarf von Coriolis-Massedurchflussmessern und magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten im Allgemeinen deutlich über den Energiebegrenzungen der eigensicheren Stromkreise liegt, werden sie mit einer e-Leitung für erhöhte Sicherheit gespeist, während die übrigen Ein-/Ausgänge eigensicher oder nicht-eigensicher angeschlossen werden können. Die Strom- oder Feldbusausgänge können, auch mit Medien bis zu einer Temperatur von +200 °C, mit beiden Varianten betrieben werden.

Neben den Zündschutzarten wird zwischen den verschiedenen Ex-Schutzzonen elektrisch, nicht elektrisch (mechanisch), Gas und Staub unterschieden. Eine weitere Differenzierung kommt bei der Betrachtung von Instrumentierungsgeräten hinzu, wenn zwischen Zweileiter- und Vierleiterausführungen oder zwischen Geräten getrennter und kompakter Bauform unterschieden wird. Weiterhin müssen je nach Einsatzort eines Gerätes verschiedene nationale und internationale Bestimmungen wie Atex oder IECEx eingehalten werden. Die Durchflussmessgeräte der Produktfamilie FlowMaster verfügen sowohl über die Atex- wie auch über die IECEx-Zulassung in einem Gerät.

Der Schwebekörperdurchflussmesser VA Master FAM540 ist in allen Ex-Schutzzonen von Staub-Ex-Zone 22 bis hin zu der Zone 1 (0) einsetzbar. Das Zweileitergerät VA Master ist in der Ausführung mit mechanischem Anzeiger, mit Schaltkontakten oder mit 4…20 mA-Hart-Ausgang verfügbar. Um diese Anforderungen bei gleichzeitiger Übersichtlichkeit des Produktportfolios abdecken zu können, verfügt das Gerät über ein gestaffeltes Ex-Konzept, bei dem die höhere Schutzart die geringere jeweils mit einschließt. Die unterste Stufe stellt hierbei das Zone-2/22-Gerät dar. Im Gerät mit der Schutzart Eigensicherheit für die Zone 1/21, ist der Ex-Schutz für Zone 2/22 integriert und bewertet.

Der Anwender kann das Gerät damit sowohl in eigensicheren Stromkreisen in der Zone 1/21 oder der Zone 2/22 als auch in nicht-eigensicheren Stromkreisen in der Zone 2/22 betreiben. Auch ein Wechsel zwischen den Ex-Zonen ist möglich. Dazu sind einfach durchzuführende Prüfungen gemäß der Bedienungsanleitung erforderlich.

Die FlowMaster-Produkte erfüllen die zahlreichen genannten Anforderungen im explosionsgeschützten Bereich in idealer Weise. Aufgrund des Plattformkonzeptes mit einheitlichen Modulen bleibt die Produktvielfalt trotz verschiedenster Anforderungen überschaubar. Im Hinblick auf Engineering und Betrieb entstehen Vorteile für den Anwender: Während der Bedarf an Ersatzgeräten beziehungsweise Modulen gering bleibt, erledigen die Produkte erfolgreich Messaufgaben in den unterschiedlichsten Prozessbedingungen.

Online-Info www.cav.de/1109435