HMI-Baukasten für den Ex-Bereich

Explosionsgefährdete Bereiche stellen ein erhebliches Risiko für die Sicherheit von Menschen und Anlagen dar. Überall dort, wo eine Zünd- und Explosionsgefahr besteht, gelten daher strenge Vorschriften und Richtlinien. Pepperl+Fuchs hat sich auf den industriellen Explosionsschutz spezialisiert und bietet Gesamtlösungen für explosionsgefährdete Bereiche an. Dazu gehören auch industrielle Human Machine Interfaces (HMI), die mit weltweiten Ex-Zertifizierungen ausgestattet sind und so in unterschiedlichsten Applikationen eingesetzt werden können. Speziell für die pharmazeutische Industrie gibt es die HMIs auch reinraumtauglich. Alle diese Mensch-Maschine-Schnittstellen ermöglichen es dem Bediener, kritische Daten wie Temperatur, Druck und Durchflussmenge zu überwachen und die notwendigen Anpassungen des Prozesses in Echtzeit vorzunehmen. Die HMIs können auch zur Diagnose von Anlagenproblemen, zur Verfolgung von Wartungsplänen und zur Bereitstellung von Dokumentationen für die Fehlerbehebung eingesetzt werden.

HMIs für explosionsgefährdete Bereiche

Die explosionsgeschützten HMIs sind unter der Visunet-Reihe zusammengefasst. Dazu gehören Industriemonitore und Monitorsysteme wie der Visunet GXP für die Atex-Zone 1 und der Visunet FLX für die Atex-Zone 2. Die Visunet-Industriemonitore bieten unterschiedliche Kommunikationstechnologien in einer Vielzahl von Gehäuseoptionen – von der robusten PC-Bedienstation für Loading-&-Filling-Applikationen bis hin zum eleganten Fernüberwachungssystem für regulierte Innenraumumgebungen in der Pharmaproduktion.

Der Visunet-GXP-Monitor zeichnet sich durch ein modulares, kompaktes Design aus, das eine einfache Inbetriebnahme und Wartung ermöglicht. Die Komponenten können direkt im Feld ausgetauscht werden. Die Visunet-GXP-Serie bietet zwei Display-Versionen (19″ und 21,5″) und beinhaltet einen der weltweit leichtesten Remote-Monitore für Lifesciences-Anwendungen in Zone 1/21. Die Visunet-FLX-Produktreihe umfasst eine Familie von hochflexiblen modularen Bedien- und Beobachtungssystemen für den Einsatz bis in die Zone 2/22. Die auf die Bedürfnisse der chemischen und pharmazeutischen Industrie ausgerichtete Plattform erlaubt mit ihrem vollständig modularen „One-fits-all-Design“ eine passgenaue Konfiguration von HMI-Lösungen und ermöglicht eine einfache und schnelle Anpassung im Feld. Die Box Thin Clients (BTCs) ergänzen das Thin-Client-Portfolio und bieten einen zuverlässigen Betrieb in rauen Industrieumgebungen. Das ebenfalls lüfterlose Design macht die BTCs langlebig und ermöglicht den Betrieb im erweiterten Temperaturbereich von -20 bis +60 °C.

Durchgängiges Thin-Client-Portfolio

Die Firmware Visunet RM Shell verbindet die Geräte der Visunet-Reihe auf der Softwareebene. Sie bildet das Betriebssystem der Thin-Clients- und Remote-Monitore und ist standardmäßig vorinstalliert. Sie sorgt für ein leichtes Einrichten und Bedienen der Thin Clients. Mithilfe der optionalen Managementsoftware Visunet Control Center lassen sich alle auf Visunet RM Shell basierenden Geräte zentral verwalten, updaten und steuern. Die Managementsoftware ermöglicht so das Spiegeln der Displays von einem zentralisierten Arbeitsplatz aus. Damit bietet Pepperl+Fuchs ein durchgängiges Thin-Client-Portfolio – von der Leitwarte über den industriellen Produktionsbereich bis in explosionsgefährdete Bereiche der Atex-Zone 1/21.

Ergänzt wird die Produktpalette durch verschiedene Peripheriegeräte, z. B. explosionsgeschützte Tastaturen, Maus-Systeme und Barcode Leser. Für die Montage im Produktionsbereich stehen verschiedene Edelstahlgehäuse, Standfüße und Wandmontagen zur Verfügung. Für die verschiedenen Branchen der Prozessindustrie gibt es passende Varianten in Ausführung und Beschaffenheit. Für darüber hinausgehende Anforderungen an Funktion, Peripheriegeräte und Anpassungen an den Montageort gibt es kundenspezifische Lösungen. Die Spezialisten in den Vertriebsregionen und die Konstrukteure des HMI Solution Engineering Center (SEC) erarbeiten Lösungen, die dann im SEC maßgeschneidert gefertigt werden. Diese individualisierten Lösungen können sowohl rein mechanisch und für die Anpassung an den Montageort sein als auch spezielle Entwicklungen auf Basis der Atex-zugelassenen HMIs.

Anpassung an den Montageort

Manchmal bedarf es einer Anpassung an den Montageort, da zum Beispiel kein geeigneter Boden oder keine stabile Wand zum Anbringen des HMI-Systems vorhanden ist. Dann kann ein an die Raumhöhe angepasster Decken-Tragarm kontruiert werden. Für den Fall, dass das HMI-System zwischen zwei großen Reaktoren verwendet wird und abwechselnd zur Bedienung des einen oder anderen dient, gibt es angepasste Schwenkarme mit Drehgelenken. Insbesondere in den regulierten Lifesciences-Industrien wie Pharma und Bio-Pharma bestehen auch funktionale Zusatzanforderungen an die HMI-Bedienstation. Daraus resultieren neben hohen Anforderungen an die Oberflächengüte und Reinigbarkeit, auch eine GMP-gerechte Identifikation des Bedieners und das Erfassen der manuell eingesetzten Zuschlagstoffe. Für die mechanischen Beständigkeits- und Reinigbarkeitsanforderungen können bestimmte Edelstahlgehäusevarianten und Montageoptionen spezifiziert werden. Diese zeichnet z. B. eine geringere Oberflächenrauigkeit aus oder vermeidet waagerechte Flächen, auf denen sich Ablagerungen bilden könnten. Auch Varianten die ohne Spalten oder Vertiefungen gefertigt werden, gehören zum Spektrum der Anpassungsmöglichkeiten. Die GMP-gerechte Integration von Identifikationssystemen auf Basis von RFID- und Barcode-Lesern ist ebenfalls möglich. Weiterhin gibt es HMIs mit USB-Schnittstellen aus Edelstahl, um einfache IP66-Silikon-Tastaturen anzuschließen. Für pharmazeutische Reinräume entwerfen Experten des SEC von Pepperl+Fuchs individuelle Gehäuselösungen für den Einbau in eine Wand oder extraflache Gehäuse für die Wandmontage.

RFID-Leser, die auf die Software des Prozessleitsystems angepasst sind und eine optionale Atex-Zulassung haben, sind aus Qualitäts- und Sicherheitsgründen auch in der Pharmaindustrie nachgefragt. Denn Bediener können mittels maschinenlesbarer RFID-Karte und PIN-Eingabe an der Tastatur GMP-konform identifiziert werden.

Doppelmonitor spart Platz

Wird für eine papierlose Produktion ein MES eingesetzt, das wie die Automatisierungssysteme vor Ort in der Produktion mit Bildschirm und Tastatur /Maus bedient werden soll, stellt sich für viele Kunden oft die Platzfrage. Peppel+Fuchs bietet hierfür Doppelmonitor-HMI-Systeme mit einer gemeinsamen Tastatur und Maus, die vertikal übereinander oder horizontal nebeneinander auf dem Boden oder an der Wand montiert werden. Diese Duplex-Lösungen lassen sich sowohl als „Extended Desktop“ als auch zur Bedienung und Beobachtung zweier gänzlich separierten Host-Systeme verwenden. Wenn Anlagenteile nur sehr selten einer Bedienung bedürfen oder wenn ein flexibles Ersatz-Bediensystem gewünscht ist, kann die HMI auch als mobiles System mit elektrisch leitfähigen Rollen ausgeführt sein. Sie werden entweder per Kabel und Industriestecker mit einer Wandbox verbunden oder mit Akku und WLAN-Antenne ausgerüstet. Schalter, Leuchtmelder und Not-Aus Taster lassen sich platzsparend im HMI-Grundgehäuse ergänzen oder in einem externen Edelstahlgehäuse an der Bedienstation anbringen. Auch mechanische Erweiterungen wie eine Ablage für Unterlagen aus Edelstahl oder ein Schutzdach gegen direkte Sonneneinstrahlung in das Display bei Außenmontage gehören zum Spektrum der kundenspezifischen Anpassungen.

Pepperl+Fuchs SE, Mannheim

Autor: Yannick Klein

Product Marketing Manager HMI,

Pepperl+Fuchs

Autor: Stefan Sittel

Business Development Manager
HMI EMEA,

Pepperl+Fuchs

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