Roter Riese mit Explosionsschutz

Karl Vogel

Explosionsgefährdete Bereiche finden sich unter anderem in der Chemie, Pharmazie, der Petrochemie sowie der Öl- und Gasbranche, in denen mit brennbaren Gasen, Dämpfen oder Stäuben gearbeitet wird. Dort wiederum befinden sich eine Vielzahl von Sensoren (Temperatur, Druck, Durchfluss, usw.) und Aktoren (Motor, Ventile, usw.), die erfasst, d. h. gemessen, gesteuert oder geregelt werden müssen. Antares vereinfacht diese Prozesse durch den direkten Einsatz im Feld, wobei ein hohes Einsparpotenzial entsteht.

Bei Antares wurde darauf geachtet, eine minimale Bauform zu generieren. Ziel der Neuentwicklung war es auch, Funktionalität mit dem Explosionsschutz in einem ansprechenden Design des Produktes wiederzugeben. Dieses Konzept spiegelt sich in der völlig neuen Gehäusetechnik wider. Die Kombination von Ex d, Ex e und Ex i und einer eigens entwickelten Stecktechnik wurde auf kleinstem Raum verwirklicht. Durch das besondere Entwicklungskonzept benötigt das System für die Geräte- kategorie 2G kein teueres explosionsgeschütztes Gehäuse (Ex e). Für den Anwender ergeben sich daraus Kosteneinsparungen sowie eine Verringerung des Engineeringaufwands. Einfache und günstige Standard-Industriegehäuse sind ausreichend.

Bei Antares ist es ebenfalls gelungen, den Installations- und Materialaufwand für den Anwender zu minimieren und Ressourcen einzusparen. Speziell wurde bei der Montage darauf geachtet, dass eine Standard-Tragschiene verwendet werden kann und alle Module hot-swap-fähig sind, d. h. ein Wechsel von Modulen im laufenden Betrieb des Systems unter Spannung möglich ist. Zudem können Standard-Bussysteme direkt an das System angekoppelt werden, auf zusätzliche explosionsgeschützte Komponenten (Trennverstärker) kann verzichtet werden.

Das System zeichnet sich durch seine hohe Multifunktionalität aus. Es kann mit verschiedenen Bussystemen (Profibus-DP, Profinet, Ethernet IP, Modbus TPC) an jede gängige Steuerung angeschlossen werden und erlaubt erstmalig Profinet und Ethernet IP im Ex-Bereich. Ein leistungsstarkes Netzteil (100 W) ermöglicht erstmals die Versorgung von bis zu 32 Modulen, woraus sich eine sehr hohe Anzahl von Input-/Output-Kanälen ergibt.

Es stehen acht verschiedene I/O-Module zur Verfügung: 8 Digital In Namur (davon 2 Eingänge als Zähler parametrierbar), 16 Digital In Namur, 8 Digital Out, 8 Analog In, 8 Analog In Hart, 4 Analog In/Out frei parametrierbar, 4 Analog In/Out Hart frei parametrierbar und 4 Temperatur In. Die Module können aufgrund der kleinen Bauform platzsparend aufgebaut werden. Die interne Busverbindung wird durch einfaches Zusammenstecken der Module erreicht. Alle I/O-Module sind in der Zündschutzart Ex i ausgeführt. Es können Sensoren oder Aktoren angeschlossen werden, die sich auch in der Zone 0 und Zone 20 befinden. Die Anschlusstechnik am Modul für die ankommenden Signale ist ebenfalls steckbar. Mittels LEDs wird der Zustand jedes I/O-Kanals zusätzlich am Modul angezeigt und ermöglicht so dem Betreiber einen visuellen Statusüberblick vor Ort. Das zusätzliche Extension-Modul erlaubt den Aufbau der I/O-Module über mehrere Tragschienen.

Das Kopfmodul RCU (Rail-Control-Unit) bestehend aus CPU, Feldbusinterface und einem integriertem Power-Netzteil ist in der Zündschutzart Ex d ausgeführt und wird in das zugehörige Anschlussmodul eingesteckt. Die spezielle Verriegelungstechnik sorgt für eine sichere Verbindung. Über eine USB-Schnittstelle wird die RCU mittels der Designersoftware konfiguriert. Eine SD-Speicherkarte sichert zusätzlich die Konfigurationsdaten als Backup. Verschiedene Spannungsausführungen in 24 V(DC) oder 80-250 V(AC) ermöglichen einen anwenderspezifischen Einsatz. Durch das Zusammenschalten zweier RCUs mittels einer einfachen Steckbrücke wird eine echte Redundanz erreicht. Dies sorgt für eine hohe Anlagenverfügbarkeit.

Im Bereich Forschung und Entwicklung wurden besondere Untersuchungen im Bereich der elektrischen Eigensicherheit in Zusammenarbeit mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) Braunschweig durchgeführt. Damit ist das System nach den aktuellen Richtlinien für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich für Atex-Zone 1 und 2 (Gas) und Atex-Zone 21 und 22 (Staub) sowie nach IECEx geeignet. Weitere länderspezifische Zulassungen sind in Vorbereitung.

Die Antares-Designersoftware ist eine Eigenentwicklung von Bartec. Durch die intuitive Bedienbarkeit ist das System mit wenigen Mausklicks projektiert und konfiguriert. Der Anwender sieht bereits während der Erstellung seinen realen Systemaufbau in maßstabsgetreuen Bildern. Das Programm überwacht während der Erstellung, dass bestimmte Grenzwerte wie z. B. Abstände, Powermanagement und die maximale Datenlänge am Profibus eingehalten werden. Weitere Funktionen wie die Generierung von Stücklisten und die automatische Anfrage via E-Mail sind möglich.

Die Software ist zusätzlich mit einem Konstruktor (Projekt- bzw. Systemgenerator) ausgestattet, der notwendige Ein-/Ausgänge inklusive benötigter Reserven für das optimale System errechnet.

Halle 10.2, Stand F19

Online-Info www.cav.de/0509532