Ex-Schutz

So lassen sich durch exschutzgerechte Steuerungstechnik Gefahren sicher und wirtschaftlich vermeiden

| Autor / Redakteur: Johannes Buhn, Klaus Marth* / Ines Stotz

Die zahlreichen individuellen Anforderungen an Steuerungen in Ex-Bereichen und unter rauen Umgebungsbedingungen erfordern unterschiedliche sicherheitstechnische Lösungsansätze.
Die zahlreichen individuellen Anforderungen an Steuerungen in Ex-Bereichen und unter rauen Umgebungsbedingungen erfordern unterschiedliche sicherheitstechnische Lösungsansätze. (Bartec)

Elektrische Steuerungen zum Einsatz in Staub- und Gas-Ex-Bereichen müssen explosionstechnische und umweltspezifische Einsatzbedingungen erfüllen. Bei der Projektierung werden zudem funktions- und applikationsspezifische Maßgaben berücksichtigt. Beides erfordert ein breites Anwendungs- und Erfahrungswissen.

Die Richtlinie 94/9/EG zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen, landläufig ATEX-Richtlinie genannt, legt den Rahmen für das Inverkehrbringen elektrischer Betriebsmittel zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen fest. Zielsetzung ist die Erfüllung der grundlegenden Sicherheit -und Gesundheitsanforderungen und die Sicherstellung des freien Warenverkehrs innerhalb der EU.

Hersteller elektrischer Geräte dürfen innerhalb der EU nur Produkte in Verkehr bringen, die die Anforderungen der Richtlinie 94/9/EG und die der harmonisierten Normen EN 60079-0 ff erfüllen. Zum Nachweis der Konformität mit der Richtlinie erstellt der Hersteller die EG-Konformitätserklärung in eigener Verantwortung. Zudem muss er die Produkte mit dem CE-Zeichen und den geprüften explosionstechnischen Einsatzbedingungen kennzeichnen.

Konformitätsbewertung je nach Sicherheitsniveau

Das Konformitäts-Bewertungsverfahren ist abhängig vom Sicherheitsniveau bzw. der Gerätekategorie. Elektrische Betriebsmittel der Kategorie 3G und 3D kann der Hersteller komplett in eigener Verantwortung in Verkehr bringen und kennzeichnen. Für das Inverkehrbringen und die Kennzeichnung von Geräten der Kategorie 1D, 2D und 1G, 2G ist eine EG-Baumuster-Prüfbescheinigung, die Zertifizierung des Qualitätssicherungssystems oder die Einzelabnahme der fertigen Produkte durch eine benannte Stelle Voraussetzung.

Auswahl der Steuerung nach Zündschutzart

Die Auswahl einer Steuerung in der erforderlichen Gerätekategorie (Geräteschutzniveau) setzt voraus, dass die Einteilung der explosionsgefährdeten Bereiche in Zonen (Zone 0, 1, 2 für Gas oder Zone 20, 21, 22 für Staub) geschehen ist und diese Information auch zur Verfügung steht. Die Zündschutzarten werden einem Geräteschutzniveau zugeordnet. Folglich sind alle Zündschutzarten eines Geräteschutzniveaus bezüglich der Sicherheit gleichrangig. Entscheidend für die Anwendung der passenden Zündschutzart ist, neben der Applikation, dem technischen Umfeld oder der gewünschten Technologie, die Wirtschaftlichkeit der Lösung.

Ex-geprüfte Funktionsbausteine für Baukastensystem

Ein modulares Bausteinsystem ermöglicht es, einzelne steuerungstechnische Module durchgängig mit Blick auf die Anwenderbedürfnisse zu kombinieren. Voraussetzung hierfür sind Funktionsbausteine, an denen alle relevanten Ex-Parameter geprüft sind und die über die notwendige Zulassung verfügen.

Auf Basis der Kombination „Erhöhte Sicherheit (Ex e)“ und „Druckfeste Kapselung (Ex d)“ kann eine ex-schutzgerechte Steuerung projektiert und ein hoher Bedienkomfort generiert werden. Die Temperaturklasse der Komplettsteuerung ergibt sich aus der Verlustleistung der Einzelmodule und muss entsprechend der Zertifizierung eingehalten werden.

Es werden Klemmen, Befehls-, Melde-, Anzeigegeräte, Bus-Anschaltmodule bis hin zu Remote I/O-Systemen eingebaut. Die Montage der Bedienelemente ist unterschiedlich: Je nach Ausführung werden diese auf Tragschienen oder in die Frontseite montiert. Diese Steuerlösungen werden je nach Umgebungsbedingungen in einem Gehäuse / Schrank aus Aluminium oder Polyester, in verschiedenen Größen und Varianten mit verschraubtem Deckel oder Tür mit Scharnieren eingebaut.

Für besonders raue Bedingungen, steht eine Geräteserie aus besonders robusten und korrosionsbeständigen Edelstahl zur Verfügung.

Ex-Gehäuse bieten Standardkomponenten Schutz

Sind besondere Funktionsbausteine oder Standard-Industrie-Komponenten erforderlich, die über keine Ex-Zulassung verfügen, bietet der Einbau in ein Gehäuse der Zündschutzart „Druckfeste Kapselung (Ex d)“ die erforderliche Sicherheit. Im Falle einer Explosion im Inneren hält dieses Gehäuse dem Druck stand und verhindert eine Übertragung der Explosion nach außen. Dafür werden Standardgehäuse für eine bestimmte Gerätegruppe (Gasgruppe IIB oder IIC) geprüft und zertifiziert. Zudem müssen Grenzwerte für die Verlustleistung bzw. die Temperaturklasse, entsprechend der Zertifizierung eingehalten werden.

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