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Messumformer für raue Umgebungen Flexibel anbinden in der Ex-Zone

09.04.2018

Um Menschen oder wertvolles Equipment zu schützen, überwachen Detektoren explosionsgefährdete Bereiche. Die Industrie setzt dazu unter anderem stationäre Mess- und Auswertungseinrichtungen, Messumformer und Warngeräte ein. Mit speziellen Steckverbindern lassen sich solche Komponenten einfach in Anlagen einbinden und explosionssicher installieren und warten.

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In Maschinenbau, in der Papierherstellung und in der Chemie-, Nahrungsmittel-, Öl- und Gasindustrie kommen Differenzmessumformer als Detektoren zum Einsatz. Diese Geräte erfassen die Füllstände unter Druck stehender Behälter, überwachen Pumpen und Filteranlagen und arbeiten dabei mit großer Präzision: Ihre Genauigkeit erreicht maximale Abweichungen von den tatsächlichen Werten von einem Zehntel Prozent.

In der Fertigung im Maschinenbau – aber auch in der Chemieindustrie oder auf Öl- und Gasplattformen – kommen stationäre Messwandler zum Einsatz. Sie werden per Kabel mit Signalen versorgt und in Netzwerke eingebunden.

Funkenfreies Ziehen und Stecken

Messumformer dienen dazu, physikalische Größen wie Luftdruck oder Temperatur in elektrische Signale umzuwandeln. Die Anlagensteuerung (IPC, SPS) empfängt diese Signale, interpretiert sie und löst – falls erforderlich – Warnsignale und Sicherheitsmaßnahmen aus. Steckverbinder unterstützen diese Funktion, indem sie bei der Übertragung von Signalen keine explosiven Funken entstehen lassen.

Das wird dadurch erreicht, dass spezielle Materialien für das Gehäuse verwendet werden. Sie bestehen aus nicht zündfähigem Edelstahl oder Zink. Aluminium könnte unter dem Einfluss mechanischer Kräfte Funken schlagen. Bei den Kontakteinsätzen stellen eine auf 90 V begrenzte Spannung sowie passende Luft- und Kriechstrecken sicher, dass im Steckverbinder keine Lichtbögen entstehen.

Zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen wie Kodierungen gewährleisten, dass Bediener keine sicherheitsrelevanten Fehler begehen können. Ein Messumformer ermittelt beispielsweise Druckdifferenzen zwischen Medien und wandelt die Unterschiede in elek-
trische Signale um, deren Bedeutung sich aus Skalen mit unterschiedlichen Stromstärken oder Spannungen ergibt.

Einfache Instandhaltung

Steckverbinder bieten bei der Anbindung von Messumformern Vorteile, vor allem bei Installation, Service und Instandhaltung. Spezialisten für die Wartung und Reparatur des Messwandlers können ihre Arbeit außerhalb der Anlage ausführen, etwa im Servicebetrieb oder beim Gerätehersteller. Die Anwender gewinnen dadurch mehr Flexibilität. Bei einer Festverdrahtung dagegen muss immer eine Elektrofachkraft vor Ort sein, die das Gehäuse des Messumformers öffnet und die Verbindung fachgerecht löst.

Die Verwendung eigensicherer Steckverbinder im explosionsgefährdeten Bereich bietet einen weiteren Vorteil: Verbindungen wie die für die Messumformer können unterbrochen oder gezogen werden, ohne dass gleich ganze Anlagen wegen Explosionsgefahren heruntergefahren werden müssen.

Die Komponenten erfüllen alle Kriterien für den Einsatz in eigensicheren Stromkreisen. Für eine Signalschnittstelle bedeutet das, dass „normale“ und „eigensichere“ Stromkreise konsequent getrennt bleiben müssen. Eine Möglichkeit, das zu erreichen, ist visuell: Blau hat sich für Equipment etabliert, das in eigensicheren Stromkreisen eingesetzt werden kann. Eine andere Option ist die mechanische Unmöglichkeit, die Detektoren an nicht-
eigensichere Stromkreise anzuschließen – durch entsprechende Kodierung von Steckverbindern.

Die Reihe Han Ex von Harting ist speziell für Anwendungen in den explosionsgefährdeten Zonen 1 und 2 ausgelegt. Das Spektrum reicht vom platzsparenden 3A-Gehäuse bis zu kompletten, aufeinander abgestimmten Sets aus Gehäusen und Einsätzen in den Industriestandardgrößen.

Mehr Signale auf knappem Bauraum

Das kompakte Format 3A bietet Platz für Kontakteinsätze mit bis zu zwölf Polen, wobei alle Einsätze speziell für die Zündschutzart Ex i ausgelegt sind. Höhere Polzahlen ermöglichen für den Ex-Einsatz modifizierte Standardgehäuse der Baugrößen 6B bis 24B: Maximum sind 46 Pole für die Signalübertragung in einem Steckverbinder.

Die Baureihe erreicht eine hohe Kontaktdichte und folgt damit dem Ziel der Miniaturisierung. Insbesondere die Steckverbinder der Baugröße 3A zeichnen sich durch Kompaktheit aus. Hartings Ziel ist ein möglichst hochpoliger Aufbau, der die explosionssichere Signalübertragung in den Ex-Zonen unterstützt. Die Steckverbinder-Reihe bietet zudem Komponenten für unterschiedliche Schutzarten gegenüber dem Eindringen von Staub und Wasser. Sie reichen vom Standard für den Einbau in geschützten Umgebungen bis zur Schutzart IP65 für stark herausfordernde Industrieumgebungen.

Unterbrechungen verkürzen

Bei Verwendung von Spezialsteckverbindern im explosionsgefährdeten Bereichen haben Anwender den Vorteil, dass sie die Maschinen, Baugruppen und Einzelkomponenten, die sie im explosionsgefährdeten Bereich einsetzen, vorab konfektionieren können. Anlagenteile lassen sich getrennt fertigen und erst am Standort zu einer Einheit zusammenfügen. Jeder Steckvorgang ist dabei sicher, denn aufgrund der Eigensicherheit können beim Wechsel oder Tausch von Komponenten gar keine Explosionsrisiken entstehen.Ziel ist die Erhöhung der Flexibilität für den Anwender. Messumformer lassen sich schneller stecken und ziehen. Lange Unterbrechungen einer Fertigung oder eines Betriebs für Modulwechsel, Service und Reparaturen werden überflüssig.

Explosionsgefährdete Zonen laut IEC 60 079-11

Der Standard in Europa beschreibt Explosionsgefahren mithilfe der Wahrscheinlichkeit, mit der sich Gemische aus Luft und Gasen oder Stäuben an bestimmten Orten entzünden können. Die Norm unterteilt in die Zonen 0, 1 und 2 – entsprechend der Dauer und Häufigkeit, mit der an einem Ort explosive Gemische aus Luft, Gas, Dampf oder Nebel entstehen können. Zone 0 beschreibt Orte, an denen leicht entzündliche, explosive Substanzen dauerhaft oder häufig anzutreffen sind oder lagern. Zone 1 beschreibt Bereiche, in denen explosionsgefährliche Konzentrationen von Gasen, Dunst und Nebeln im Normalbetrieb wahrscheinlich sind. Zu Zone 2 zählen Orte, an denen explosive Gemische von Luft und Gas, Dunst oder Nebel im Normalbetrieb nicht wahrscheinlich, aber möglich sind. 

Bildergalerie

  • Steckverbinder für eigensichere Stromkreise können den Aufenthalt von
    Servicekräften im explosionsgefährdeten Bereich erheblich verkürzen.

    Bild: Harting

  • Han-Ex-Steckverbinder für Equipment im explosionsgeschützten Bereich einer Schaltanlagenfertigung

    Bild: Harting

  • Han-Ex

    Bild: Harting

  • Ex-Zonen

    Bild: Harting

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