Prozesstechnische Anlagen lokal bedienen und überwachen

Aufgrund der fortschreitenden Vernetzung insbesondere der Sensorik fallen im industriellen Umfeld ständig größere Datenmengen an. Diese müssen an einen zentralen Leitstand sowie ein Manufacturing Execution System (MES) weitergeleitet werden. Die Modularisierung der Produktion erfordert jedoch, dass die Daten nicht nur im Leitstand, sondern auch lokal an den Fertigungsmodulen zu überwachen sind. Darüber hinaus müssen die Mitarbeiter die Anlage vor Ort bedienen und an den Produktionsmodulen auf Fehlermeldungen reagieren können. Vor diesem Hintergrund bietet sich die Nutzung von Touch-Panel-PCs ebenfalls in den Fertigungsbereichen an, in denen sie erheblichen Umwelteinflüssen bis hin zu einer Explosionsgefahr ausgesetzt sind. Um den daraus resultierenden Anforderungen gerecht zu werden, hat Phoenix Contact seine neue Industrie-PC-Familie Valueline 2 auf den Markt gebracht, sowohl der für:

• den nordamerikanischen Markt mit der notwendigen UL-HazLoc-Zertifizierung Class 1 Div 2,
• als auch für den Europäischen Markt mit der IECEx- und ATEX-Zertifizierung für die Zone 2 und Zone 22, (Bild 1).

Zulassungen nicht identisch oder direkt vergleichbar

Als zentraler Bereich der Sicherheitstechnik wird der Explosionsschutz im Wesentlichen durch nordamerikanische und europäische Normen und Standards bestimmt. In Nordamerika definiert das Hazardous Location System (HazLoc) die Anforderungen an die entsprechenden Produkte. Außerdem legt der National Electric Code (NEC) in den USA unterschiedliche Zonen und Divisionen der einzelnen Klassen fest. Die Klassen (Class) beinhalten die explosionsgefährdeten Bereiche mit ihren typischen Stoffen. Dabei wird zwischen Gasen und Dämpfen auf der einen sowie Stäuben auf der anderen Seite unterschieden (Tabelle 1).

In der industriellen Praxis können lediglich wenige Maschinen bei der Datenerfassung sowie Bedienung, Visualisierung und Überwachung auf einen Industrie-PC verzichten. Daher müssen die Geräte die verschiedenen Anforderungen der einzelnen Industrien erfüllen, die regional unterschiedlich ausgeprägt sind. Für die Verwendung in der nordamerikanischen Öl- und Gasindustrie benötigen die Indus-trie-PCs beispielsweise die UL-HasLoc-Zulassung nach Class 1 Div 2, die einen Einsatz der Geräte in einer Umgebung mit einer zündfähigen Konzentration entflammbarer Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten regelt. Seit dem Unfall auf der Deepwater Horizont darf auf den Öl- und Gasplattformen nur noch Equipment genutzt werden, das zusätzlich zur für Nordamerika gültigen UL-Zulassung über die europäische ATEX- und die internationale IECEx-Zertifizierung verfügt. Die Zulassungen sind nicht identisch oder direkt vergleichbar. Sie sehen eine andere Herangehensweise vor, um den sicheren Betrieb der Geräte in der explosionsgeschützten Umgebung sicherzustellen.

ATEX-Zertifizierung auch im Maschinenbau notwendig

Für den europäischen Markt gibt es unter dem Begriff ATEX ein Explosionsschutz-Konzept, das in den 1990er Jahren eingeführt und in nationales Recht umgesetzt worden ist. Hier wird die Sicherheit der Geräte festgeschrieben, die in Zone 2 für gasexplosionsgefährdete Bereiche und in Zone 22 für staubexplosionsgefährdete Bereiche verbaut sind. Neben der Öl- und Gasindustrie sowie der chemischen Industrie werden Industrie-PCs mit ATEX-Zulassung ebenfalls im Maschinenbau verlangt – und zwar insbesondere dort, wo explosionsgefährdete Stäube anfallen, beispielsweise bei Holzverarbeitungsmaschinen, in Mühlen jeglicher Art sowie in Schleif-, Bürst- und Poliermaschinen (Tabelle 2). Seit einigen Jahren versuchen die entsprechenden Organisationen durch die gegenseitige Anerkennung der auf dem IECEE-System basierenden Prüfungen eine weltweit anwendbare Zertifizierung für Geräte zu schaffen, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden können. Das ist nun unter der Bezeichnung IECEx möglich. Viele Länder erkennen eine solche Zulassung bereits an. Allerdings wird es wohl noch einige Jahre dauern, bis es nur einer Zertifizierung bedarf, damit Geräte international genutzt werden können. Derzeit sind mehr als 30 Länder im Ex-Management Committee vertreten, darunter alle führenden Industrienationen.

Displaymodule mechanisch identisch

Die aktuelle Industrie-PC-Produktfamilie Valueline 2 verwendet für die verschiedenen Leistungsklassen mechanisch identische Displaymodule und hält Einzug in die Prozessindustrie. So muss sich der Planer einer Maschine oder Anlage lediglich für die für seine Applikation passende Displaygröße entscheiden. Das Ausschnittmaß ist immer identisch – egal, ob er einen Standard-Touch-Panel-PC oder einen Touch-Panel-PC mit Zulassung für explosionsgefährdete Bereiche einsetzt. Genauso wenig spielt die Leistungsklasse des Industrie-PCs eine Rolle. Von der Intel-Atom-Serie E3800 (Bay Trail) über Celeron (Bay Trail) bis zu Core i7 der sechsten Generation (Skylake) bleibt das Ausschnittmaß für die Diagonalen von 15,6 Zoll bis 21,5 Zoll stets gleich. Die Displaygrößen von 7 Zoll bis 12,1 Zoll werden jedoch nur mit der Intel-Atom-CPU angeboten. Die Box-PCs der Produktfamilie Valueline 2 sind ebenfalls in den identischen Leistungsklassen wie die Touch-Panel-PCs erhältlich (Bild 3).

Wartung einfach möglich

Neben der technischen Ausstattung legen zahlreiche Anlagenbetreiber Wert auf die Wartungsfreundlichkeit der Industrie-PCs sowie deren möglichst geringe Anzahl an Verschleißteilen. Deshalb sind die Valueline-Geräte lüfterlos konzipiert. Der schnelle Zugang zu wichtigen Komponenten – wie der austauschbaren Festplatte oder der CMOS-Batterie – ist einfach gehalten. Durch Nutzung der PCAP-Technologie (projektiv-kapazitive Touch-Technologie) kann der Anwender insbesondere in großen Anlagen den jeweils benötigten Ausschnitt durch einfaches Zoomen auswählen und bedienen. Das erleichtert die Handhabung und Überwachung von Applikationen, da die Technologie nun ebenso in explosionsgefährdeten Bereichen verwendet werden kann. Die Glasfläche der Geräte ist geschützt in einen Aluminiumrahmen eingelassen und damit widerstandsfähig gegen Beschädigung und Verschmutzung. Darüber hinaus verbessern die Industrie-PCs der Produktfamilie Valueline 2 durch ihr optisch ansprechendes Industrie-Design das Erscheinungsbild der Maschine oder Anlage, die oftmals als Aushängeschild des Betreibers dient. www.phoenixcontact.de/ipc