R. STAHL Schaltgeräte GmbH

Das Remote-I/O-System IS1+ mit Ethernet-Kommunikation und zweitem Hart-Kanal kann problemlos in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden.

Bild: R. Stahl

Remote-I/O-System Ethernet für explosionsgefährdete Prozessanlagen

12.08.2020

Auf dem rasant wachsenden Markt für Industrial-Ethernet-Systeme und -Komponenten liefern sich immer mehr Hersteller einen Wettbewerb um die innovativsten Produkte. Auch die Ethernet-Vernetzung explosionsgefährdeter Prozessanlagen schreitet voran, bleibt aber aufgrund der sehr komplexen Anforderungen die Domäne spezialisierter Experten.

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Zu diesen Experten zählt der Anbieter von explosionsgeschützten Komponenten und Systemen R. Stahl. Dessen beständig weiterentwickeltes Angebot umfasst Netzwerkkomponenten und Betriebsmittel, die für eine durchgängige Ethernet-Infrastruktur in Zone 1 und Zone 2 erforderlich sind.

Zur gesicherten Datenübermittlung in explosionsgefährdeten Bereichen dienen etwa Medienkonverter und Switches für Glasfaserkabel mit Übertragungsraten von 100 Mbit/s und für Distanzen bis zu 30 km. Dabei gewährleistet die Zündschutzart „op is“ für inhärent sichere optische Strahlung gemäß DIN EN 60079-28, dass ein zündfähiges optisches Energiepotenzial in den Lichtwellenleitern auch unter Fehlerbedingungen kein gefährliches Niveau überschreiten kann. Auf diese Weise sind, vergleichbar zur Eigensicherheit „i“ nach DIN EN 60079-11, auch Erweiterungen, Umbauten und Wartungsarbeiten im laufenden Betrieb und unter Ex-Bedingungen möglich.

Eigensichere Sensor-/Aktorvernetzung

Alternativ stehen „op pr“-Lichtwellenleiter-Installationen, ähnlich der Zündschutzart „e“ für erhöhte Sicherheit, zur Wahl. „Ex op pr“-zertifizierte Spleißboxen ermöglichen die komfortable Rangierung geschützter optischer Strahlung in der Zone 1. Kommen CAT-Kupferkabel in den explosionsgefährdeten Bereichen zum Einsatz, sind Anwender heute noch weitgehend auf die erhöhte Sicherheit „e“ festgelegt. Da die Verwendung von Standard-Ethernet-Komponenten in Zone 1 nicht ohne Weiteres möglich ist, hält R. Stahl bescheinigte „Ex e“-Klemmen für bis zu 1 Gbit/s vor.

Für die eigensichere Sensor-/Aktorvernetzung zum Leitsystem bietet der Ex-Schutz-Spezialist mit dem Remote-I/O-System IS1+ ein Kommunikations-Multitalent, das sowohl Profinet, Profibus DP, Modbus TCP oder EtherNet/IP beherrscht. Der Anschluss in Zone 1 erfolgt mittels „op is“-Lichtwellenleitern, in Zone 2 haben Anwender auch die Option, für Übertragungswege bis 100 m kostengünstigere Cat-5-Kupferkabel in Zündschutzart „ec“ zu nutzen.

Die digitalen Daten angeschlossener Hart-Feldgeräte werden parallel zur Prozesssteuerung über das Ethernet-Netzwerk im „zweiten Kanal“ übertragen und lassen sich sowohl „klassisch“ über FDT/DTM oder „modern“ mittels OPC-UA-Mechanismen auswerten.

Produktentwicklung in Arbeitsgruppen

Um die Entwicklung international akzeptierter eigensicherer Ethernet-Konzepte voranzutreiben, engagiert sich R. Stahl in der Arbeitsgruppe des Advanced-Physical-Layer-Projekts (APL) sowie in der Intrinsically Safe Ethernet Working Group. Während im Rahmen des APL-Projekts eine „Ex i“-Zwei-Draht-basierte Ethernet-Lösung für Übertragungsraten von 10 Mbit/s und Übertragungsstrecken bis 1.000 m konzipiert wird, die auch eine „Ex i“-Feldgeräte-Speisung einschließt, erarbeitet die Intrinsically Safe Ethernet Working Group einen Standard für die „Ex i“-Vier-Draht-Ethernet-Übertragung mit 100 MB/s. Spezifikationen und erste Produkte werden für 2021 erwartet.

R. Stahl wirkt darüber hinaus als aktives Mitglied bei Namur Open Architecture (NOA) sowie im Open Process Automation Forum (OPAF) an der Weiterentwicklung und Standardisierung von Digitalisierungskonzepten mit.

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