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HMI mit Atex-95-Zulassung

Text- und grafikfähige Prozess- und Maschinenterminals für den Ex-Bereich
HMI mit Atex-95-Zulassung

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Im Zuge der Umstellung der eigensicheren Bedienterminals der Termex-Reihe auf die Richtlinie 94/9/EG, kurz Atex 95, integrierte Extec auch zusätzliche Funktionen. Dies sind insbesondere digitale Schnittstellen nach Namur und eine integrierte RS485-Schnittstelle für Busankopplungen. Eine einfache, flexible und schnelle Projektierung der Bedienterminals ermöglicht TermexPRO, ein Projektierungswerkzeug für Windows.

Stefan Sittel

Wird ein Bedienterminal an einer Anlage oder Maschine im Ex-Bereich eingesetzt, steht neben den funktionalen Gesichtspunkten wie übersichtliche Anzeige, Visualisierung wichtiger Daten und Eingabe aller notwendigen Parameter natürlich auch der Sicherheitsaspekt im Vordergrund. Außer der im Ex-Bereich selbstverständlichen Zulassung der Ex-Bedienterminals gemäß den gültigen europäischen Richtlinien (II 2G EEx ib IIC T4, für den Einsatz in Zone 1 und 2), muss auch den Aspekten verständliche Bedienoberfläche, klare Gliederung der Bedienschritte sowie übersichtliche Darstellung der Maschinen- und Anlagendaten eine hohe Bedeutung zugemessen werden. Nur so lassen sich Fehlbedienungen und Fehlinterpretationen in sicherheitsrelevanten Anlagen minimieren.
Einen wichtigen Beitrag dazu liefern die kontrastreichen Text- und Grafikdisplays der Termex-Familie von Extec in der Schutzart IP 65. Diese Bedienterminals haben eine serielle Protokollschnittstelle oder eine Feldbusschnittstelle zum steuernden Prozessrechner, meist eine SPS oder ein Prozessleitsystem.
Mit den LCD-Textdisplays der Termex-220- und Termex-320-Reihe mit vier Zeilen zu je 20 Zeichen und Kurzhub-Folientasten können Bedieneranweisungen ausgegeben werden, es können Störmeldungen und Alarme dargestellt und alphanumerische Prozesswerte eingegeben und beobachtet werden. Die Grafikdisplays dieser Reihe werden hauptsächlich dann eingesetzt, wenn mehr Information in verschiedenen Schriftgrößen darzustellen sind oder komplexere Zusammenhänge besser in Form einer Grafik, beispielsweise eines Kessels mit Rührwerk (im Bitmap-Format) und all seinen Messwerten, aufbereitet werden können.
Robust für den rauen Industrieeinsatz
Da die Geräte der Termex-Reihe fast ausschließlich im rauen Industrieumfeld eingesetzt werden, bedarf es neben der Ex-Zulassung auch einer robusten mechanischen Ausführung. Dazu zählen die Schutzart IP 65 auf der Frontseite, die eloxierte Aluminium-Frontplatte mit Polyesterfrontfolie und umfassender chemischer Beständigkeit, die Displayscheibe aus bruchsicherem Glas, die Gehäuseausführung in Edelstahl und eine umlaufende Dichtung für den Frontplatteneinbau.
Anbindung an Steuerrechner und SPS
Für die Anbindung an einen Steuerrechner im sicheren Bereich stehen bei der Termex-Familie verschiedene Schnittstellenarten zur Verfügung. Der Steuerrechner ist meist eine SPS, ein Prozessleitsystem oder ein PC, der Automatisierungsaufgaben wahrnimmt. Für die Datenübertragung zum Steuerrechner sind die in der Automatisierungstechnik üblichen physikalischen Schnittstellen RS232, 20 mA Current Loop (TTY) und RS485 eingebaut. Zum Datenaustausch mit dem Steuerrechner beherrscht die Termex-Reihe neben der ASCII-Terminal-Kopplung die üblichen Kommunikationsprotokolle der Automatisierungstechnik: Siemens-S5-Programmierschnittstelle AS511 und 3964R/RK512, Siemens S7 MPI, Allen-Bradley DF1, Modbus/RTU als Master und als Slave, Profibus-DP, etc.
Die Datenübertragung von der Ex-Zone in den sicheren Bereich erfolgt über eine eigensichere, bis zu 230 m lange, geschirmte Kupferleitung.
Eigensichere Schnittstellen: die Peripherie im Ex-Bereich
Die Termex-Reihe bietet als Besonderheit schon seit vielen Jahren eigensichere serielle und digitale Schnittstellen im Ex-Bereich, so auch in der aktuellen Atex-Version. Optional können hier bis zu drei serielle Peripheriegeräte wie etwa Ex-Waagen (auch eichfähig) und Ex-Barcodeleser direkt angeschlossen werden. Für die Ankopplung von zusätzlichen externen Schaltern und Tastern oder Ventilen, Blitzleuchten und Alarmgebern stehen drei digitale Eingänge nach Namur und drei digitale isolierte Ausgänge vor Ort zur Verfügung (Schaltleistung je 60 V, 500 mA, 1,2 Watt).
Intuitiv projektieren
Der Steuerrechner erzeugt und verarbeitet die Prozessdaten, verfügt aber über keine integrierte Visualisierung. Daher übernehmen die Bedienterminals der Termex-Reihe diese Aufgabe. Dazu steht ein Windows-basiertes Projektierungswerkzeug zur Verfügung. Alle Funktionen und Bedienseiten sind mit der unter Windows (‘98, ME, NT4.0, 2000 und XP) auf einem PC lauffähigen Projektiertungsoftware TermexPRO intuitiv und mittels Maussteuerung erstellbar. Der sehr übersichtliche Aufbau ohne Ballast erlaubt ein schnelles und kreatives Projektieren.
Die Funktionalitäten umfassen die freie Verwendung von Text und Grafik unterschiedlicher Größe, die Einbindung von Bitmaps für verfahrenstechnische Symbole, eine umfangreiche Alarmverwaltung, Variablen-gesteuerte dynamische Balkengrafen, Variablen-Grenzwerte (evtl. mit Farbumschlag und Darstellungsattributen wie blinkend und invers) zur Erhöhung der Lesbarkeit. Neben den vielen numerischen Variablen-Typen zur Wertedarstellung können auch variable Texte und dynamisierte Grafikelemente eingesetzt werden.
Optional programmierbar
Wer seinen Steuerrechner entlasten will oder muss, oder die Bedienterminals der Termex-Familie für Anwendungen ganz ohne Steuerrechner einsetzt, kann die Funktionalität mit Hilfe von selbsterstellten Programmen in der Programmiersprache C erweitern. Mit der Programmierumgebung EPCA, einer optionalen Erweiterung von TermexPRO, können Funktionspakete von lokalen Berechnungen bis hin zu Dosiersteuerungen zusätzlich im Terminal ausgeführt werden. Dazu steht eine sehr umfangreiche Funktionsbibliothek zur Verfügung.
Einsatzbeispiele
Die eigensicheren Bedienterminals der Termex-Familie bieten für die sehr unterschiedlichen Anforderungen der Prozesse und Anlagen im Ex-Bereich der Chemie, der Pharmazie und der Petrochemie eine abgestufte Palette von Lösungen. Sowohl im Maschinenbau, als auch im Anlagenbau der Verfahrenstechnik wird die Termex-Familie meist für kleine bis mittlere Automatisierungsaufgaben auf Basis einer SPS oder eines PC, angekoppelt über herstellerspezifische Protokolle oder Feldbusse, eingesetzt. Der Einsatz als dezentrales Alarmterminal mit zentraler Quittierung, bei dem 256 Meldungen zur Anzeige gebracht, durchgeblättert und quittiert werden können, gehört zu den Einsatzfällen auf dem Gelände einer Raffinerie. Dabei sind ein Dutzend Terminals im Gelände verteilt und über Modbus/RTU an eine Schnittstelle des Prozessleitsystems angeschlossen. Über ein Passwort geschützt, können Alarme quittiert werden, die sofort auch an den restlichen Ex-Terminals in die Liste der quittierten Meldungen übernommen werden.
Bei der Big Bag-Befüllung kommt ein Termex-220-Textterminal mit Waageninterface zum Einsatz. In der Textanzeige wird der momentane Arbeitsschritt vorgegeben, der Gewichtswert der Kranwaage dargestellt und die Befüllschnecke kann über zwei externe große Industrietaster gesteuert werden, die eigensicher mit den digitalen Eingängen des Terminals verbunden sind. Dahinter steht eine Siemens-SPS mit MPI-Ankopplung. Die Gewichtswerte der an das Terminal angeschlossenen Waage werden als Variable an die SPS übermittelt.
Ein typischer Einsatzfall in der pharmazeutischen Wirkstoffproduktion unter Reinraumbedingungen ist das leicht reinigbare, grafikfähige Termex 320 im Edelstahlgehäuse mit Barcodeleser-Schnittstelle. Damit werden mehrere Edelstahlkessel und Mischer überwacht und gesteuert. Über den angeschlossenen eigensicheren Funk-Barcodeleser EX-Dragon M101 können in einem Umkreis von bis zu 50 m um die Basisstation die auf den Paletten bereitgestellten Gebinde auf deren Chargen- und Freigabenummer überprüft und die Arbeitsschritte automatisch verbucht werden. Bedienschritte werden ebenfalls über eine Identkarte mit Barcode plus der Eingabe einer Pin-Nummer verifiziert und freigeschaltet. Die Steuerung übernimmt hier eine SPS vom Typ Contrologix von Allen Bradley über das DF-1 Protokoll.
In einer Farbmischanlage kommt ein Termex 230 mit Waage, Barcodeleser und digitalen Ein- und Ausgängen zum Einsatz. Die Waage liefert die für die Abfüllung notwendigen Gewichtswerte in schneller Folge an das Terminal zur Anzeige und von dort über die Datenschnittstelle an den im sicheren Bereich befindlichen Dosierrechner. Dieser steuert über die digitalen Ausgänge des Termex 230 die Grob- und Feindosierung der Ventile, der dritte Ausgang wird durch einen eigensicheren LED-Leuchtmelder für die Alarmanzeige belegt. Über die integrierten digitalen Eingänge des Termex 230 wird das Vorhandensein eines Behälters unter dem Füllstutzen mit einem Endschalter überwacht. Über zwei Industrietaster kann die Abfüllung manuell gestartet und angehalten werden. Der in der Dosieranlage eingebaute und am Termex 230 angeschlossene Miniscanner Exnano 70 erfasst die Barcodes der auf einem Förderband vorbeigeführten Behälter und steuert entsprechend die Befüllvorgabe.
Halle 10.1, Stand J22-J23
www.extec.de
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