Explosion Protection - Produkte und Systeme für den
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Explosion Protection - Produkte und Systeme für den
© Siemens AG 2010 Industrial Automation and Drive Technologies Produkte und Systeme für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen Broschüre · November 2010 Explosion Protection Answers for industry. © Siemens AG 2010 Den Ex-Bereich voll im Griff In vielen Industrien entstehen oder entweichen bei der Herstellung, Verarbeitung, dem Transport und der Lagerung von brennbaren Stoffen Gase, Dämpfe oder Nebel, die an die Umgebung freigegeben werden. In anderen Prozessen entstehen brennbare Stäube. In Verbindung mit dem Sauerstoff der Luft kann eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen, welche bei einer Entzündung zu einer Explosion führt. Sicherer Bereich Zone 2/22 Zone 1/21 Besonders in der chemischen und petrochemischen Industrie, bei der Förderung von Erdöl und Erdgas, im Bergbau, bei Mühlen (z.B. Getreide, Feststoffe) und in vielen anderen Industriezweigen können dadurch schwerwiegende Schäden an Personen und Einrichtungen auftreten. Um in diesen Bereichen ein möglichst hohes Sicherheitsniveau zu gewährleisten, haben die Gesetzgeber der meisten Staaten entsprechende Auflagen in Form von Gesetzen, Verordnungen und Normen entwickelt. Im Zuge der Globalisierung konnten große Fortschritte hinsichtlich einheitlicher Richtlinien für den Explosionsschutz erzielt werden. Die Europäische Union hat mit der Richtlinie 94/9/EG die Voraussetzungen für eine vollständige Vereinheitlichung geschaffen, denn seit dem 1. Juli 2003 müssen alle neuen Geräte nach dieser Richtlinie zugelassen sein. Mit der vorliegenden Broschüre Explosionsschutz-Grundlagen erhalten Anwender und interessierte Leser einen Überblick über den Explosionsschutz im Zusammenhang mit elektrischen Betriebsmitteln und Anlagen. Sie dient ferner als Nachschlagewerk für die Entschlüsselung von Gerätebeschriftungen. Es ist aber trotzdem erforderlich, bei der Planung und Errichtung von elektrischen Anlagen die jeweiligen Grundlagen und Richtlinien intensiv zu studieren. 2 Den Ex-Bereich voll im Griff Zone 0/20 n n n n Zone 0/20 Gefahr ständig, langzeitig oder häufig Zone 1/21 Gefahr gelegentlich Zone 2/22 Gefahr selten und kurzzeitig Sicherer Bereich Zonendefinition Zone 0/20 Tank © Siemens AG 2010 Inhalt Physikalische Grundlagen und Kenngrößen . . . . . . 4 Rechtliche Grundlagen und Normen . . . . . . . . . . . . 8 Einteilung der explosionsgeschützten Betriebsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Sicherheitstechnische Kennzahlen. . . . . . . . . . . . . 14 Einrichten und Betreiben elektrischer Anlagen . . 16 Eigensicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Ex-Schutz in Nordamerika Vergleich Zonen/Divisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Zulassungs-und Prüfstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Produktspektrum für den Ex-Bereich . . . . . . . . . . . 23 Industrie-Automatisierungssysteme . . . . . . . . . . . 24 Industrielle Schalttechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Motoren und Getriebemotoren. . . . . . . . . . . . . . . . 40 Prozessinstrumentierung/-analytik. . . . . . . . . . . . . 42 Weitere Informationen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Inhalt 3 © Siemens AG 2010 Physikalische Grundlagen und Kenngrößen Explosion Primärer und sekundärer Explosionsschutz Eine plötzliche chemische Reaktion eines brennbaren Stoffes mit Sauerstoff unter Freisetzung hoher Energie führt zu einer Explosion. Brennbare Stoffe können hierbei Gase, Nebel, Dämpfe oder Stäube sein. Eine Explosion kann nur ablaufen, wenn drei Faktoren zusammenkommen: Das Prinzip des integrierten Explosionsschutzes erfordert es, dass alle Maßnahmen zum Explosionsschutz in einer festgelegten Reihenfolge vorzusehen sind. Hierbei unterscheidet man zwischen primären und sekundären Schutzmaßnahmen. Unter primärem Explosionsschutz versteht man alle Maßnahmen, die verhindern, dass eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre entsteht. • brennbarer Stoff (in entsprechender Verteilung und Konzentration) • Sauerstoff (in der Luft) • Zündquelle (z.B. elektrischer Funken) Welche Schutzmaßnahmen können ergriffen werden, damit die Gefahr einer Explosion minimiert wird? • • • • • Vermeidung brennbarer Stoffe Inertisierung (Zugabe von Stickstoff, Kohlendioxid usw.) Konzentrationen begrenzen Verbesserte Belüftung Sekundärer Explosionsschutz ist erforderlich, wenn Explosionsgefahr durch primäre Explosionsschutz-Maßnahmen gar nicht oder nur unvollständig auszuschließen ist. Primärer Explosionsschutz Zündquelle Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären verhindern S Physikalische Grundlagen und Kenngrößen ff 4 sto Ablauf einer Explosion Zündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären verhindern au er r re ba n en f f Br Sto EXPLOSION Sekundärer Explosionsschutz Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken Integrierter Explosionsschutz © Siemens AG 2010 Für die Charakterisierung von Gefahrenpotenzialen ist die Betrachtung sicherheitstechnischer Kenngrößen notwendig: Die Explosionsgrenzen hängen vom Umgebungsdruck und vom Sauerstoffanteil der Luft ab. Als Beispiel nachfolgend die Exposionsgrenzen einiger gängiger Materialien. Flammpunkt Hierbei gibt der Flammpunkt für brennbare Flüssigkeiten die niedrigste Temperatur an, bei der sich über dem Flüssigkeitsspiegel ein durch Fremdentzündung entflammbares DampfLuft-Gemisch bildet. Liegt der Flammpunkt einer solche brennbaren Flüssigkeit deutlich über den maximal auftretenden Temperaturen, kann sich dort keine explosionsfähige Atmosphäre bilden. Der Flammpunkt einer Mischung verschiedener Flüssigkeiten kann aber auch tiefer liegen als der Flammpunkt der einzelnen Komponenten. Brennbare Flüssigkeiten werden in den technischen Regeln in vier Gefahrenklassen eingeteilt: Gefahrenklasse Flammpunkt AI < 21 °C AII 21 ... 55 °C AIII > 55 ... 100 °C B < 21°C, ... 15°C in Wasser löslich Stoffbezeichnung untere Explosionsgrenze obere Explosionsgrenze Acetylen 2,3 Vol. % 78,0 (Selbstzerfall) Vol. % Äthylen 2,3 Vol. % 32,4 Vol. % Benzin ~ 0,6 Vol. % ~ 8 Vol. % Benzol 1,2 Vol. % 8 Vol. % Erdgas 4,0 (7,0) Vol. % 13,0 (17,0) Vol. % Heizöl/Diesel ~ 0,6 Vol. % ~ 6,5 Vol. % Methan 4,4 Vol. % 16,5 Vol. % Propan 1,7 Vol. % 10,9 Vol. % Schwefelkohlenstoff 0,6 Vol. % 60,0 Vol. % Stadtgas 4,0 (6,0) Vol. % 30,0 (40,0) Vol. % Wasserstoff 4,0 Vol. % 77,0 Vol. % Abhängig von der Geschwindigkeit der ablaufenden Verbrennung wird von einer Verpuffung, Explosion oder Detonation gesprochen. Eine explosionsfähige Atmosphäre liegt vor, wenn bei einer Zündung Gefahr für Mensch oder Sachgüter gegeben ist. Explosionsgrenzen Eine explosionsfähige Atmosphäre bildet sich bei brennbaren Stoffen, wenn diese in einem bestimmten Konzentrationsbereich vorliegen. Eine explosionsfähige Atmosphäre selbst von einem geringen Volumen kann in einem geschlossenen Raum schon zu gefährlichen Explosionen führen. Bei zu geringen Konzentrationen (mageres Gemisch) und bei zu hoher Konzentration (fettes Gemisch) findet keine Explosion, sondern eine langsame bis zu keiner Verbrennungsaktion statt. Nur im Bereich zwischen der oberen und der unteren Explosionsgrenze reagiert das Gemisch bei Zündung explosionsartig. Luftkonzentration 100 Vol.% Gemisch zu mager: Keine Verbrennung G 0 Vol.% Gemisch zu fett: Explosionsbereich Teilweise Verbrennung, keine Explosion Explosionsgrenzen 0 Vol.% Konzentration des brennbaren Stoffes 100 Vol.% Physikalische Grundlagen und Kenngrößen 5 © Siemens AG 2010 Stäube In industriellen Bereichen, z.B. in chemischen Fabriken oder in Getreidemühlen, kommen häufig feste Stoffe in zerkleinerter Form vor (z. B. in Form von Staub). Der Begriff Staub wird in der EN 61241-14 festgelegt als "kleine Feststoffteilchen, die in der Atmosphäre einige Zeit suspendiert sein können, sich aber unter ihrem eigenen Gewicht absetzen (schließt Staub und Grobstaub ein, wie in ISO 4225 definiert)". Staubablagerungen sind mit einem porösen Körper vergleichbar und besitzen einen Hohlraumanteil von bis zu 90%. Wird die Temperatur von Staubablagerungen erhöht, kann dies zur Selbstentzündung des staubförmigen brennbaren Stoffes führen. Werden abgelagerte Stäube mit kleiner Korngröße aufgewirbelt, besteht Explosionsgefahr. Sie erhöht sich mit zunehmender Zerkleinerung, da die Oberfläche des Hohlraums größer wird. Nicht selten sind Staubexplosionen die Folge aufgewirbelter glimmender Staubschichten, die das Zündinitial in sich tragen. Auch Explosionen von Gas- oder Dampf-Luft-Gemischen können Staub aufwirbeln, wobei dann häufig die Gasexplosion in die Staubexplosion übergeht. In Steinkohlegruben hatten Methangas-Explosionen häufig Kohlestaubexplosionen zur Folge, die in ihrer Wirkung oft die Gasexplosionen übertrafen. 6 Physikalische Grundlagen und Kenngrößen Die Gefahr einer Explosion wird verhindert, indem explosionsgeschützte Geräte entsprechend ihrer Schutzeignung eingesetzt werden. Die Kennzeichnung der Gerätekategorie spiegelt die Wirksamkeit des Explosionsschutzes wider und somit die Verwendung in entsprechenden explosionsgefährdeten Bereichen. Das Gefährdungspotenzial explosiver Staubatmosphären und die Auswahl entsprechender Schutzmaßnahmen wird anhand von sicherheitstechnischen Kenngrößen der beteiligten Stoffe beurteilt. Dazu werden Stäube nach zwei ihrer stoffspezifischen Eigenschaften unterteilt: • Leitfähigkeit Als leitfähig bezeichnet man Stäube mit einem spezifischen elektrischen Widerstand bis zu 10³ Ohm. • Brennbarkeit Brennbare Stäube zeichnen sich hingegen dadurch aus, dass sie in Luft brennen oder glimmen können und dass sie bei atmosphärischem Druck und bei Temperaturen von -20° Celsius bis +60° Celsius zusammen mit Luft explosionsfähige Gemische bilden. Sicherheitstechnische Kenngrößen bei aufgewirbelten Stäuben sind beispielsweise die Mindestzündenergie und die Zündtemperatur, während bei abgelagerten Stäuben die Glimmtemperatur eine charakteristische Eigenschaft ist. © Siemens AG 2010 Mindestzündenergie Zur Zündung einer explosionsfähigen Atmosphäre ist die Zufuhr einer bestimmten Energie erforderlich. Unter der Mindestzündenergie versteht man die kleinstmögliche umgesetzte Energie, z.B. bei Entladung eines Kondensators, die das entsprechende zündwillige Gemisch gerade noch entzündet. Die Mindestzündenergie liegt im Bereich von etwa 10-5Joule für Wasserstoff und bis zu einigen Joule für bestimmte Stäube. Wodurch kann eine Zündung erfolgen? • • • • • • • • • • Heiße Oberflächen Adiabatische1) Kompression Ultraschall Ionisierte Strahlung Offene Flammen Chemische Reaktion Optische Strahlung Elektromagnetische Strahlung Elektrostatische Entladung Mechanische Reib- oder Schlagfunken • Elektrische Funken und Lichtbögen • Ionisierte Strahlung 1) Mindestzündenergie (mJ) 1000 selten Schweißfunken, Schlagfunkengarbe in Mühle 100 Schleiffunken (Trennschleifer) 10 1 selten selten elektrostatische Entladungen, Schlagfunken 0.1 0.01 Gase Stäube Praxisnahe Zündquellen Mindestzündenergie verschiedener Umgebungen Eine adiabatische Zustandsänderung ist ein thermodynamischer Vorgang, bei dem ein System von einem Zustand in einen anderen Zustand überführt wird, ohne Wärmeenergie mit seiner Umgebung auszutauschen. Physikalische Grundlagen und Kenngrößen 7 © Siemens AG 2010 Rechtliche Grundlagen und Normen Rechtliche Grundlagen des Explosionsschutzes EU-Richtlinien / CE-Zeichen Weltweit ist der Explosionsschutz durch die Regierungen der einzelnen Staaten gesetzlich geregelt. Länderspezifische Unterschiede in den technischen Anforderungen und den geforderten Zulassungen für explosionsgeschützte Geräte stellen hohe Anforderungen vor allem für global operierende Hersteller dar und erfordern einen hohen Entwicklungs- und Zulassungsaufwand. In der Europäischen Union ist der Explosionsschutz durch Richtlinien und Gesetze geregelt. Elektrische Geräte müssen innerhalb der EU entsprechende Bestimmungen genügen. Sind diese Anforderungen erfüllt, kann ein Hersteller das betreffende Gerät mit dem CE-Zeichen versehen. Im diesem Zusammenhang ist jeder Missbrauch strafbar. Nach der ATEXRichtlinie 1) wird dieses Zeichen für den Explosionsschutz bei bestimmter Geräteklassifizierung – wenn gefordert – um die Nummer der notifizierten Stelle erweitert, die die Anerkennung des Qualitätssicherungssystems durchgeführt hat, z.B. für die Physikalisch Technische Bundesanstalt in Braunschweig . Die ATEX-Richtlinien gelten im Gegensatz zu nicht-europäischen Gesetzen auch für nicht-elektrische Geräte, z.B. pneumatische Antriebe. Seit längerer Zeit gibt es deshalb vor allem bei den führenden Industrienationen ein Interesse, durch Harmonisierung der einschlägigen technischen Normen die Handelshemmnisse abzubauen und parallel dazu einheitliche Sicherheitsstandards zu realisieren. Innerhalb der Europäischen Union ist der Harmonisierungsprozess im Bereich des Explosionsschutzes inzwischen weitgehend abgeschlossen. Auf internationaler Ebene versucht die IEC, mit dem momentan sehr eingeschränkt akzeptierten IECEx Scheme (www.iecex.com) dem Ziel "weltweit eine Prüfung und ein Zertifikat" näher zu kommen. 1) ATEX ist die Abkürzung für ATmosphaére EXplosible Entsprechende Anlagen und Einrichtungen sind als sog. überwachungsbedürftige Anlagen eingestuft und dürfen nur hierfür zugelassene Geräte verwenden. Daneben müssen Inbetriebnahme, Änderungen und regelmäßige Sicherheitsinspektionen von staatlich zugelassenen Institutionen oder Gesellschaften abgenommen bzw. durchgeführt werden. Den gesetzlichen Rahmen bilden die EU-Richtlinien, die für alle EU-Mitgliedsstaaten verbindlich erlassen werden. Wichtige EU-Richtlinien (RL) 2) 8 Kurzbezeichnung Vollständiger Text RL-Nr. gültig seit Niederspannungs-RL Richtlinie 2006/95/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 12. Dezember 2006 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten betreffend elektrische Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen 2006/95/EC 16.01.2007 EMV-RL Richtlinie 2004/108/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 15. Dezember 2004 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die elektromagnetische Verträglichkeit und zur Aufhebung der Richtlinie 89/336/EWG 2004/108/EC 20.01.2005 Maschinen-RL Richtlinie 2006/42/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 17. Mai 2006 über Maschinen und zur Änderung der Richtlinie 95/16/EG (Neufassung) 2006/42/EC 29.06.2006 ATEX-RL Richtlinie 94/9/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 23. März 1994 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemässen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen 94/9/EC 09.05.1994 Druckgeräte-RL Richtlinie 97/23/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 29. Mai 1997 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über Druckgeräte 97/23/EC 29.07.1997 ATEX 137 (alt: ATEX 118a) Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können" 99/92/EG 16.12.19992) Die Übergangsvorschriften sind in den jeweiligen nationalen Gesetzen festgelegt. Für Deutschland gilt die BetrSichV (Betriebssicherheitsverordnung) Rechtliche Grundlagen und Normen © Siemens AG 2010 Nationale Gesetze und Verordnungen Normen Im allgemeinen sind EU-Richtlinien europäisches Recht, das unverändert in den einzelnen Mitgliedsstaaten durch nationale Ratifizierung übernommen werden muss. Die RL 94/9/EG ist inhaltsgleich in der Explosionsschutzverordnung ExVO als deutsches Recht verabschiedet. Das grundlegende Gesetzeswerk für technische Arbeitsmittel ist das Gerätesicherheitsgesetz (GSG), dem die ExVO als eigene Verordnung angegliedert ist (11. GSGV). Für den Bereich des Explosionsschutzes existiert weltweit eine Vielzahl an Fachnormen. Die Normenlandschaft ist dabei ständigen Änderungen unterworfen. Dies ist bedingt durch Anpassungen an den technischen Fortschritt wie auch durch höhere gesellschaftliche Anforderungen an die Sicherheit. Dagegen enthält die ATEX 137 (RL - 1999/92/EG) nur "Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer an explosionsgefährdeten Arbeitsplätzen", sodass jeder EU-Mitgliedsstaat über die Mindestanforderungen hinausgehende eigene Vorschriften erlassen kann. In der Bundesrepublik Deutschland sind die Inhalte der Richtlinie in der Betriebssicherheitsverordnung umgesetzt. Im Sinne einer Rechtsvereinfachung wurden in der BetrSichV gleichzeitig die Inhalte mehrerer früherer Verordnungen zusammengefasst. Aus dem Bereich des Explosionsschutzes waren dies: • Verordnung über elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen (ElexV) • Acetylenverordnung • Verordnung über brennbare Flüssigkeiten Diese Verordnungen wurden mit dem Inkrafttreten der BetrSichV zum 01.01.2003 ausser Kraft gesetzt. Explosionsschutz-Richtlinien (EX-RL) der Berufsgenossenschaften In den "Richtlinien für die Vermeidung der Gefahren durch explosionsfähige Atmosphäre mit Beispielsammlung" der Berufsgenossenschaft Chemie werden konkrete Hinweise auf die Gefahren in explosionsgefährdeten Bereichen gegeben und Maßnahmen zu ihrer Abwendung bzw. Minderung aufgezeigt. Hierzu dient insbesondere die Beispielsammlung, in der diese Maßnahmen an einzelnen explosionsgefährdeten Prozessanlagen der verschiedensten Industriezweige detailliert aufgeführt werden. Wertvolle Anregungen und Risikoabschätzungen stehen hiermit für Planer und Betreiber solcher oder vergleichbarer Prozessanlagen zur Verfügung. Die EX-RL haben zwar keinen gesetzlichen Status, sind jedoch als wichtige Empfehlungen zu verstehen, die gerade auch bei eventuellen Schadensfällen zur Rechtsfindung unterstützend herangezogen werden können. Daneben tragen aber auch die internationalen Harmonisierungsbestrebungen bei mit dem Ziel, möglichst weltweit, einheitlicher Sicherheitsstandards und der damit verbundenen Beseitigung von Handelshemmnissen. EU-Normen Die in der Europäischen Union geltenden Normen für den Explosionsschutz werden auf Basis der EU-Richtlinien unter der Leitung von CENELEC (Europäisches Komitee für elektrotechnische Normung) erstellt. Mitglieder von CENELEC sind die nationalen Komitees der Mitgliedsländer. Da mittlerweile die Normung auf internationaler Ebene durch hohe Dynamik in der IEC (International Electronic Comission) stark an Bedeutung gewonnen hat, hat CENELEC entschieden, Normen nur noch im sog. Parallelverfahren mit IEC zu beschließen. Das bedeutet praktisch, dass europäische Normen im Bereich der Elektrotechnik fast nur noch auf Basis von IEC-Normen als harmonisierte EN-Normen entstehen oder neugefasst werden. Für den Bereich Explosionsschutz sind dies hauptsächlich die Normen der Reihen EN 60079 und EN 61241. Die Nummern harmonisierter europäischer Normen sind nach folgendem Schema aufgebaut: Beispiel EN 60079-0 Bedeutung : 2004 Jahr der Herausgabe Nummer der Norm Harmonisierte europäische Norm IEC Auf internationaler Ebene werden von der IEC, der Internationalen Elektrotechnischen Kommission, Normen für den Explosionsschutz herausgegeben. Zuständig ist das Technische Komitee TC31. Den IECEx Zertifizierungen werden die IEC Normen zugrunde gelegt. Normen für den Explosionsschutz sind in der Reihe IEC 60079-x und 61241-x enthalten, (früher IEC 79-x). Das x steht für die Nummern der einzelnen Fachnormen, z.B. IEC 60079-11 für die Eigensicherheit. Rechtliche Grundlagen und Normen 9 © Siemens AG 2010 Einteilung der explosionsgeschützten Betriebsmittel Kennzeichnung Aus der Kennzeichnung elektrischer Betriebsmittel für explosionsgeschützte Bereiche sind erkennbar: • der Hersteller des Betriebsmittels • eine Bezeichnung, nach der es identifizierbar ist • der Einsatzbereich - unter Tage I - übrige Bereiche II • Gase und Dämpfe - G -, Stäube - D - oder Gruben - M -, • die Kategorien, die aussagen, ob das Gerät für bestimmte Zonen einsetzbar ist, • die Zündschutzart/-arten, die das Betriebsmittel erfüllt, • die gesamte Identifizierung des Zertifikates, insofern ein Zertifikat von einer Prüfstelle ausgestellt wurde. Diese Identifizierung enthält: Symbol der Prüfstelle, Jahr der Herausgabe des Zertifikates, ATEX und eine laufende Nummer. Die gesamte Identifizierung wird von der Prüfstelle festgelegt und auch auf dem zugehörigen Zertifikat vermerkt. • Außerdem sollen die Angaben vorhanden sein, die üblicherweise für ein gleiches Gerät in industrieller Ausfertigung erforderlich sind Beispiel für eine Kennzeichnung nach 94/9/EG > 0344 II 2G Ex ia IIC T4 Temperaturklasse Angabe zu den Zündschutzart/-arten, die das Betriebsmittel erfüllt Darstellung des Einsatzbereiches Benannte Stelle zur Zertifizierung des QS-Systems nach 94/9/EG Konformitätszeichen Beispiel für eine Gerätekennzeichnung MUSTERFIRMA Typ 07-5103-.../... Hersteller und Typ-Bezeichnung Ex II 2G Ex ia IIC T4 KEMA Zündschutzart/-arten und Temperaturklasse 00 ATEX 1081 Lfd. Nr. der Prüfstelle Pflichthinweis, dass das Zertifikat zum Nachweis der Konformität mit der ATEX Richtlinie 94/9/EG angewendet werden kann. Jahr der Herausgabe des Zertifikates Symbol der Prüfstelle 10 Einteilung der explosionsgeschützten Betriebsmittel © Siemens AG 2010 Gerätegruppen/Kategorien Brennbare Gase, Dämpfe und Nebel Geräte werden in Gerätegruppen unterteilt. Jede Gerätegruppe enthält Betriebsmittel, die wiederum verschiedenen Kategorien (Richtlinie 94/9/EG) zugeordnet sind. Die Kategorie besagt, in welcher Zone das Betriebsmittel eingesetzt werden darf. Gerätegruppe I (Untertagebetriebe, Bergwerke und Übertageanlagen) Kategorie Zone Kategorie Betriebsmittel Beschreibung 0 1G Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ist ständig und langzeitig vorhanden. 1 2G 1G Es ist damit zu rechnen, dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre gelegentlich auftritt. 2 3G Es ist damit zu rechnen, dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre nur selten und dann auch nur kurzzeitig auftritt. 2G 1G M1: M2: sehr hohes Maß an Sicherheit hohes Maß an Sicherheit Gefahrenniveau Gefahr ständig, langzeitig und häufig Gefahr gelegentlich Ausreichende Sicherheit Durch 2 Schutzmaßnahmen/ bei 2 Fehlern Muss bei Auftreten von ExAtmosphäre abgeschaltet werden. Brennbare Stäube 20 1D Bereiche, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre aus Staub-Luft-Gemischen ständig, langzeitig oder häufig vorhanden ist. 21 2D Bereiche, in denen damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre aus Staub-Luft-Gemischen gelegentlich und kurzzeitig auftritt. Gefahr selten und kurzzeitig 1D 22 Gerätegruppe II (andere explosionsgefährdete Bereiche) Kategorie 1D 2: 3: sehr hohes Maß an Sicherheit hohes Maß an Sicherheit normales Maß an Sicherheit Gefahrenniveau Gefahr ständig, langzeitig und häufig Gefahr Gefahr selten und kurzzeitig Ausreichende Sicherheit Durch 2 Schutzmaßnahmen/ bei 2 Fehlern Bei häufigen Gerätestörungen/ bei einem Fehler Einsatz in Zone 0 Zone 20 Zone 1 Zone 21 Zone Zone 2 22 G (Gas) D (Staub) D G D Atmosphäre G Bereiche, in denen nicht damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre durch aufgewirbelten Staub auftritt. 2D 1: gelegentlich 3D Bei störungsfreiem Betrieb Zonen Explosionsgefährdete Bereiche werden in Zonen (siehe Seite 2) eingeteilt. Die Zoneneinteilung ist abhängig von der zeitlichen und örtlichen Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre. Informationen und Vorgaben für die Zoneneinteilung finden Sie in der EN 60079-10 und in der EN 61241-10. Betriebsmittel in ständig explosionsgefährdeten Bereichen (Zone 0/20) unterliegen höheren, solche in weniger gefährdeten Bereichen (Zone 1/21, Zone 2/22) dagegen niedrigeren Anforderungen. Wenn sie dennoch auftritt, dann aller Wahrscheinlichkeit nach nur selten und während eines kurzen Zeitaums. Geräteschutzniveau (EPL) Ein alternatives Verfahren zur Einteilung der Ex-Geräte in die explosionsgefährdeten Bereiche ist das System der Geräteschutzniveaus (EPL, Equipment Protection Level) nach IEC 60079-26. Gerätegruppe I (für Geräte in Untertagebetrieben von Bergwerken, sowie deren Übertageanlagen, die durch Grubengas und/oder brennbare Stäube gefährdet werden können) Geräteschutzniveau EPL Ma Mb Anforderung sehr hohes Schutzniveau hohes Schutzniveau Ausreichende Sicherheit bei einem Gasausbruch (wenn das Gerät in Betrieb bleibt) in der Zeitspanne zwischen dem Gasausbruch und dem Abschalten des Geräts Gerätegruppe II (für Geräte in den übrigen explosionsgefährdeten Bereichen) Geräteschutz- Ga niveau EPL (G = Gas, D = Staub) Anforderung Da sehr hohes Schutzniveau Gb Db Gc Dc hohes Schutzniveau erhöhtes Schutzniveau Ausreichenim bestimmungsde Sicherheit gemäßem Betrieb, bei zu erwartenden Fehlern und auch bei selten auftretenden Fehlern im bestimmungsgemäßem Betrieb, bei zu erwartenden Fehlern und auch solchen, die nicht notwendigerweise der Normalfall sind im bestimmungsgemäßem Betrieb dass bei regelmäßig zu erwartenden Ereignissen keine Zündquelle entsteht. Einsatz in Zone 1 Zone 2 Zone 0 Zone 20 Zone 21 Zone 22 Einteilung der explosionsgeschützten Betriebsmittel 11 © Siemens AG 2010 Zündschutzarten Die Zündschutzarten sind konstruktive und elektrische Maßnahmen am Betriebsmittel zum Erreichen des Explosionsschutzes in den explosionsgefährdeten Bereichen. Zündschutzarten sind sekundäre Explosionsschutzmaßnahmen. Der Umfang der sekundären Explosionsschutzmaßnahmenhängt von der Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre ab. Elektrische Betriebsmittel für den explosionsgefährdeten Bereich müssen den allgemeinen Bestimmungen der EN 60079-0 und den besonderen Bestimmungen für die jeweilige Zündschutzart entsprechen, in der sie ausgeführt sind. Nach EN 60079-0 sind die unten dargestellten Zündschutzarten von Bedeutung. Alle Zündschutzarten beruhen auf unterschiedlichen Schutzkonzepten. Zündschutzarten für elektrische Betriebsmittel in gasexplosionsgefährdeten Bereichen Zündschutzart K1) Allgemeine Anforderungen Erhöhte Sicherheit e Druckfeste Kapselung d Überdruckkapselung p Eigensicherheit i Ölkapselung Sandkapselung q Vergusskapselung m Zündschutzarten n Optische Strahlung 1) 12 o op Schematische Darstellung Anwendung in Zone/ Geräteschutzniveau Grundprinzip Standard Beispiele Allgemeine Bestimmungen für die Bauart und Prüfung elektrischer Betriebsmittel, die für den Ex-Bereich bestimmt sind EN 60079-0 IEC 60079-0 ANSI/UL 60079-0 FM 3600 Gilt nur für Betriebsmittel oder deren Bestandteile, die im Normalfall keine Funken oder Lichtbogen erzeugen, keine gefährlichen Temperaturen annehmen und deren Netzspannung 1 kV nicht überschreitet EN 60079-7 IEC 60079-7 ANSI/ISA/ UL 60079-7 Klemmen, Anschlusskästen Kommt es zu einer Zündung im Kapselinne- EN 60079-1 ren, hält das Gehäuse dem Druck stand – die IEC 60079-1 Explosion wird nicht nach aussen übertragen ANSI/ISA/ UL 60079-1 FM 3615 Schaltanlagen, Transformatoren Zündquelle wird eingeschlossen von einem unter Überdruck (mind. 0,5mbar) stehenden Zündschutzgas - die umgebende Atmosphäre kann nicht eindringen EN 60079-2 IEC 60079-2 FM 3620 NFPA 496 Steuerschränke, Schaltschränke Durch Begrenzung der im Stromkreis befindlichen Energie wird die Entstehung von unzulässig hohen Temperaturen, Zündfunken und Lichtbogen vermindert EN 60079-11 IEC 60079-11 ANSI/ISA/ UL 60079-11 FM 3610 Aktoren, Sensoren, PROFIBUS DP RS 485-iS Betriebsmittel oder deren Teile werden in Öl EN 60079-6 eingeschlossen und so von der Ex-Atmosphä- IEC 60079-6 re getrennt ANSI/ISA/ UL 60079-6 Transformatoren, Schaltgeräte Zündquelle wird von feinkörnigem Sand umschlossen. Die das Gehäuse umgebende ExAtmosphäre kann nicht durch einen entstehenden Lichtbogen gezündet werden Heizbänder, Kondensatoren EN 60079-5 IEC 60079-5 ANSI/ISA/ UL 60079-5 Durch Einbettung der Zündquelle in eine Ver- EN 60079-18 gussmasse kann sie eine Ex-Atmosphäre IEC 60079-18 nicht entzünden ANSI/ISA/ UL 60079-18 Sensoren, Schaltgeräte Leicht vereinfachte Anwendung der anderen Zündschutzarten - “n“ steht für „nicht zündend“ Automatisierungsgeräte EN 6007915/2/18/11 IEC 6007915/2/18/11 ANSI/ISA/ UL 60079-15 FM 3611 Durch geeignete Maßnahmen wird vermieEN 60079-28 den, dass eine optische Strahlung eine explo- IEC 60079-28 sionsgefährdete Atmosphäre entzündet. Kennzeichnung Einteilung der explosionsgeschützten Betriebsmittel 0 Ga ■ ■ 1 Gb 2 Gc ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Lichtwellenleiter ■ ■ ■ © Siemens AG 2010 Zündschutzarten für elektrische Betriebsmittel in Bereichen mit brennbaren Stäuben Zündschutzart Kennzeichnung Allgemeine Anforderungen Überdruckkapselung pD Vergusskapselung mD Schutz durch Gehäuse tD Eigensicherheit iaD, ibD, icD 1) Grundprinzip Standard Allgemeine Bestimmungen für die Bauart und Prüfung elektrischer Betriebsmittel, die für den Ex-Bereich bestimmt sind EN 61241-0 1) IEC 61241-0 1) EN 60079-0 IEC 60079-0 Anwendung in Zone/ Geräteschutzniveau Beispiele Das Eindringen einer umgebenden Atmosphäre in EN 61241-4 das Gehäuse von elektrischen Betriebsmitteln wird IEC 61241-4 dadurch verhindert, dass ein Zündschutzgas (Luft, inertes oder anderes geeignetes Gas) in seinem Innern unter einem Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre gehalten wird Betriebsmittel, bei denen betriebsmäßig Funken, Lichtbögen oder heiße Teile auftreten Teile, die eine explosionsfähige Atmosphäre durch EN 61241-18 Funken oder durch Erwärmung zünden können, IEC 61241-18 sind in eine Vergussmasse derart eingebettet, dass die explosionsfähige Atmosphäre nicht zündet. Dies geschieht durch allseitige Umhüllung der Bauteile mit einer gegen physikalische (insbesondere elektrische, thermische und mechanische) sowie chemische Einflüsse residenten Vergussmasse. Großmaschinen, Schleifring- bzw. Kollektormotoren, Schalt- und Steuerschränke Das Gehäuse ist so dicht, dass kein brennbarer Staub in das Innere eindringen kann. Die Oberflächentemperatur des äußeren Gehäuses ist begrenzt. EN 61241-1 IEC 61241-1 EN 60079-31 IEC 60079-31 Mess- und Überwachungsanlagen Strom und Spannung werden begrenzt, so dass die Eigensicherheit gewährleistet ist. Kein Funke oder thermischer Effekt kann ein Staub-Luft-Gemisch zünden. EN 61241-11 IEC 61241-11 Sensoren und Aktoren 20 Da 21 Db 22 Dc ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ bei bestimmten Anwendungen gelten die Vorgängernormen EN 50281-1-1 bzw. IEC 61241-1-1 Explosionsgruppen Bei den Explosionsgruppen wird zunächst zwischen Gerätegruppe I und Gerätegruppe II von Betriebsmitteln unterschieden: Elektrische Betriebsmittel der Gerätegruppe I werden für den schlagwettergefährdeten Grubenbau verwendet. Für die elektrischen Betriebsmittel der Gerätegruppe II wird eine weitere Unterteilung in Explosionsgruppen vorgenom- men. Die Unterteilung ist abhängig von der Grenzspaltweite und dem Mindestzündstromverhältnis. Elektrische Betriebsmittel mit der Zulassung für die Explosionsgruppe IIC dürfen auch in den Explosionsgruppen IIA und IIB eingesetzt werden. Elektrische Betriebsmittel der Gerätegruppe III werden ebenfalls in weitere Explosionsgruppen unterteilt Explosionsgruppen Gerätegruppe Verwendung Gruppe I Elektrische Betriebsmittel für schlagwettergefährdete Grubenbaue. ==> Schlagwetterschutz Ex...I Gruppe II Gruppe III 1) Explosionsgruppe Grenzspaltweite bei druckfester Kapselung Elektrische Betriebsmittel für Bereiche, die durch explosive Gase gefährdet sind. ==> Explosionsschutz Ex...II IIA > 0,9 mm IIB 0,5 mm bis 0,9 mm IIC < 0,5 mm Elektrische Betriebsmittel für Bereiche, die durch explosive Gase gefährdet sind. ==> Explosionsschutz Ex...III IIIA Gefährlichkeit Anforderungen an die Betriebsmittel IIIB IIIC Die Grenzspaltweite ist die Spaltweite zwischen zwei 25 mm langen, parallelen Flanschflächen einer Explosionskammer Einteilung der explosionsgeschützten Betriebsmittel 13 © Siemens AG 2010 Sicherheitstechnische Kennzahlen Brennbare Stäube Temperaturklassen Die Zündtemperatur eines brennbaren Gases oder einer brennbaren Flüssigkeit ist die niedrigste Temperatur einer erhitzten Oberfläche, an der die Entzündung des Gas/Luft- bzw. Dampf/Luft-Gemisches gerade eintritt. Somit muss die höchste Oberflächentemperatur eines Betriebsmittels immer kleiner sein als die Zündtemperatur der umgebenden Atmosphäre. Für die elektrischen Betriebsmittel der Explosionsgruppe II sind die Temperaturklassen T1 bis T6 eingeführt. Jeder Temperaturklasse werden die Betriebsmittel anhand ihrer maximalen Oberflächentemperatur zugeordnet. Zündtemperatur Glimmtemperatur Baumwolle 560 °C 350 °C Holzmehl 400 °C 300 °C Kraftfutter 520 °C 295 °C Getreide 420 °C 290 °C Soja 500 °C 245 °C Tabak 450 °C 300 °C Stärke 440 °C 290 °C Stäube von technisch- Zündchemischen Produkten temperatur Glimmtemperatur Polyester 560 °C Gummi 570 °C Waschmittel 330 °C 360 °C Polyvinylacetat 500 °C 340 °C Aluminium 530 °C 280 °C Maximale Oberflächentemperatur der Betriebsmittel Zündtemperaturen der brennbaren Stoffe Polyethylen Magnesium 610 °C 410 °C T1 450 °C > 450 °C Schwefel 280 °C 280 °C T2 300 °C > 300 °C T3 200 °C > 200 °C T4 135 °C > 135 °C T5 100 °C > 100 °C T6 85 °C > 85 °C Temperaturklasse Betriebsmittel, die einer höheren Temperaturklasse entsprechen, können auch für Anwendungen mit einer niedrigeren Temperaturklasse eingesetzt werden. Brennbare Gase und Dämpfe werden durch die Zündtemperatur den jeweiligen Temperaturklassen zugeordnet. 14 Stäube von Naturprodukten Sicherheitstechnische Kennzahlen © Siemens AG 2010 Brennbare Gase und Dämpfe Stoffbezeichnung Zündtemperatur Temperaturklasse Explosionsgruppe 1,2-Dichlorethan 440 °C T2 II A Acetaldehyd 140 °C T4 II A Aceton 540 °C T1 II A Acetylen 305 °C T2 II C 3) Ammoniak 630 °C T1 II A Benzine, Ottokraftstoffe Siedebeginn < 135 °C 220 … 300 °C T3 II A Benzol (rein) 555 °C T1 II A Cyclohexanon 430 °C T2 II A Dieselkraftstoffe (DIN 51601) 220 … 300 °C T3 II A Düsenkraftstoffe 220 … 300 °C T3 II A Essigsäure 485 °C T1 II A Essigsäureanhydrid 330 °C T2 II A Ethan 515 °C T1 II A Ethylacetat 460 °C T1 II A Ethylalkohol 425 °C T2 II A / II B Ethylchlorid 510 °C T1 II A Ethylen 425 °C T2 II B Ethylenoxid 440 (Selbstzerfall) °C T2 II B Ethylether 170 °C T4 II B Ethylglykol 235 °C T3 II B Heizöl EL (DIN 51603) 220 … 300 °C T3 II A Heizöl L (DIN 51603) 220 … 300 °C T3 II A Heizöle M und S (DIN 51603) 220 … 300 °C T3 II A i-Amylacetat 380 °C T2 II A Kohlenmonoxid 605 °C T1 II A / II B Methan 595 (650) °C T1 II A Methanol 455 °C T1 II A Methylchlorid 625 °C T1 II A Naphthalin 540 °C T1 II A n-Butan 365 °C T2 II A n-Butylalkohol 340 °C T2 II A n-Hexan 240 °C T3 II A n-Propylalkohol 405 °C T2 - *) Ölsäure 360 °C (Selbstzerfall) T2 - *) Phenol 595 °C T1 II A Propan 470 °C T1 II A Schwefelkohlenstoff 95 °C T6 II C 1) Schwefelwasserstoff 270 °C T3 II B Spezialbenzine Siedebeginn < 135 °C 200 … 300 °C T3 II A Stadtgas (Leuchtgas) 560 °C T1 II B Tetralin (Tetrahydronaphtalin) 425 °C T2 - *) Toluol 535 °C T1 II A Wasserstoff 560 °C T1 II C 2) Auszug aus dem Tabellenwerk “Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Dämpfe“ von K. Nabert und G. Schön - (6. Ausgabe) *) Für diesen Stoff ist die Explosionsgruppe noch nicht ermittelt worden. 1) Auch Explosionsgruppe II B + CS2 2) Auch Explosionsgruppe II B + H2 3) Auch Explosionsgruppe II B + C2 H2 Sicherheitstechnische Kennzahlen 15 © Siemens AG 2010 Errichten und Betreiben elektrischer Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen Normen Es gelten die Installations- und Errichtungsvorschriften nach EN 60079-14 sowie landesspezifische Vorschriften. Installation Für die elektrischen Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen kommen drei Installationssysteme zum Einsatz (siehe Tabelle S. 17). Instandhaltung und Wartung Grundsätze für den Anlagenbetreiber bei Instandhaltung und Wartung • Erhaltung des ordnungsgemäßen Zustandes der Anlage • Ständige Überwachung der elektrischen Anlage • Unverzügliche Durchführung notwendiger Instandsetzungsmaßnahmen • Ordnungsgemäßer Betrieb der Anlage • Betriebseinstellung bei nicht behebbaren Mängeln, durch die Personen gefährdet werden können Zur Aufrechterhaltung der Sicherheit von elektrischen Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen ist eine regelmäßige Wartung notwendig. Einige der wichtigsten Sicherheitsmaßnahmen sind: • Arbeiten an elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln, die unter Spannungen stehen, sind in explosionsgefährdeten Bereichen grundsätzlich verboten. Als Ausnahme sind Arbeiten an eigensicheren Stromkreisen zugelassen. • In explosionsgefährdeten Bereichen darf nur dann geerdet oder kurzgeschlossen werden, wenn keine Explosionsgefahr besteht. • Bei allen Arbeiten in explosionsgefährdeten Bereichen muss sichergestellt werden, dass weder zündfähige Funken noch zu heiße Oberflächen entstehen, die in Verbindung mit der explosionsfähigen Atmosphäre zu einer Explosion führen. 16 Errichten und Betreiben elektrischer Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen © Siemens AG 2010 Installationssysteme in explosionsgefährdeten Bereichen Kabelsysteme mit indirekter Einführung Kabelsysteme mit direkter Einführung Rohrleitungssysteme (Conduit-System) Die Kabel und Leitungen werden über Kabeleinführungen in den Anschlussraum der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit" eingeführt und an den Klemmen angeschlossen. Die Anschlussleitungen der Kabel werden direkt in den Geräteeinbauraum eingeführt. Die elektrischen Leitungen werden als Einzeladern in die geschlossenen Metallrohre eingezogen. Es dürfen nur speziell hierfür zertifizierte Kabelverschraubungen verwendet werden. Die Rohre werden über Verschraubungen mit dem Gehäuse verbunden und an jeder Einführungsstelle mit einer Zündsperre (seal) versehen. Das gesamte Rohrleitungssystem ist druckfest ausgeführt. Die Klemmen weisen ebenfalls die Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit" auf. Das Rohrleitungssystem wird auch als Conduit-System bezeichnet. Pflichten der Hersteller, Errichter und Betreiber Hersteller Errichter Betreiber Auswahl und Installation der elektrischen Betriebsmittel gemäß ihrer Verwendung. Sicherer Betrieb der Anlage. Auswahl und Installation unter Beachtung der Errichtungsanforderungen und Verwendung. Verantwortung für die Sicherheit seiner Anlage. Zoneneinteilung anhand der Explosionsgefahren. Aufgaben Entwickeln der elektrischen Betriebsmittel, die zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen bestimmt sind. Verpflichtungen Einhaltung der allgemeinen und besonderen Bauvorschriften und des aktuellen Stands der Technik. Veranlassung der Prüfung durch eine unabhängige Ist der Errichter nicht gleichzeitig auch der Betreiber, Stelle, falls durch die zugrundeliegende Norm vorge- so ist der Errichter auf Verlangen des Betreibers verschrieben. pflichtet, eine Installationsbescheinigung auszustellen. Weitergabe aller Zulassungen sowie Herstellererklärungen an den Anwender. Fertigung jedes elektrischen Betriebsmittels nach den Prüfungsunterlagen und Prüfmustern. Darin wird bestätigt, dass die elektrischen Anlagen den Anforderungen entsprechen. Prüfung des ordnungsgemäßen, sprich sicheren Zustands der Anlage: • Vor der ersten Inbetriebnahme • In bestimmten Zeitabständen Sachgemäßer Betrieb der elektrischen Anlage. Liegt eine solche Bescheinigung vor, ist eine zusätzliche Prüfung durch den Betreiber vor der ersten Inbetriebnahme nicht mehr erforderlich. Meldung jeder Explosion, die durch den Betrieb der Anlage verursacht sein kann, an die Aufsichtsbehörde. Errichten und Betreiben elektrischer Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen 17 © Siemens AG 2010 Eigensicherheit Die Eigensicherheit eines Stromkreises wird durch die Begrenzung von Strom und Spannung erreicht. Diese Eigenschaft begrenzt die Zündschutzart „Eigensicherheit“ auf Stromkreise mit relativ kleinen Leistungen. Anwendungen hierfür finden sich z.B. in der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik. Die Grundlage für die Zündschutzart „Eigensicherheit“ besteht darin, dass zur Zündung einer explosionsfähigen Atmosphäre eine bestimmte Mindestzündenergie erforderlich ist. In einem eigensicheren Stromkreis treten betriebsmäßig oder im Fehlerfall kein Funke und keine thermische Erwärmung auf, die die Zündung einer explosionsfähigen Atmosphäre verursachen. Kategorien der eigensicheren Betriebsmittel Eigensichere elektrische Betriebsmittel und eigensichere Teile von zugehörigen Betriebsmitteln werden in Kategorien (Sicherheitslevel) eingeteilt. Die Sicherheitslevel sind abhängig von den Sicherheitsanforderungen bei der Auslegung der Betriebsmittel. Instandhaltung der Eigensicherheit Alle Geräte in einem eigensicheren Stromkreis müssen der Zündschutzart Eigensicherheit entsprechen. Bei der Verdrahtung der Teilnehmer in diesem Stromkreis (typischerweise Messumformer, Sensor und Verdrahtung selber) müssen die elektrischen Kennwerte eingehalten werden, damit die Eigensicherheit gegeben ist. Begriffe und Definitionen für Eigensicherheit Eigensicherer Stromkreis Ein Stromkreis, in dem kein Funke und kein thermischer Effekt die Zündung einer explosionsfähigen Atmosphäre verursachen kann. Eigensicheres elektrisches Betriebsmittel Alle Stromkreise des elektrischen Betriebsmittels sind eigensicher. Spannung und Strom im eigensicheren Stromkreis sind so klein, dass bei Kurschluss, Unterbrechung oder Erdschluss keine Zündung der explosionsfähigen Atmosphäre erfolgt. Eigensichere elektrische Betriebsmittel sind daher für den Betrieb direkt im explosionsgefährdeten Bereich geeignet. Beispiel für eine Kennzeichnung: Ex ib IIC Trennstufen und Trennüberträger Trennstufen und Trennübertrager zwischen den eigensicheren und den nicht eigensicheren Stromkreisen der Betriebsmittel bewirken die notwendige Spannungs- und Strombegrenzung für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich. Die Trennstufen und Trennübertrager können als separate Betriebsmittel ausgeführt werden oder in den Baugruppen integriert sein. Zugehöriges elektrisches Betriebsmittel 18 Gas Staub ia iaD ib ic Aktoren und Sensoren am eigensicheren Stromkreis dürfen sich im explosionsgefährdeten Bereich befinden. Das zugehörige elektrische Betriebsmittel darf jedoch ohne weitere Zündschutzarten nicht im explosionsgefährdeten Bereich installiert werden. Bei der Kennzeichnung eines zugehörigen elektrischen Betriebsmittels wird die Zündschutzart in Klammern gesetzt. Beispiel für eine Kennzeichnung: [Ex ib] IIC Mindestzündenergie Sicherheitslevel eigensicherer Betriebsmittel Mindestens ein Stromkreis des zugehörigen elektrischen Betriebsmittels ist eigensicher. Die Mindestzündenergie eines Gas- und eines Dampf/Luft-Gemisches ist die kleinstmögliche, bei der Entladung eines Kondensators auftretende elektrische Energie, die das zündwilligste Gemisch eines Gases oder eines Dampfes mit Luft bei atmosphärischem Druck und 20 °C gerade noch zu zünden vermag. Beschreibung Installation des Betriebsmittels Gas Staub Die eigensicheren elektrischen Betriebsmittel dürfen keine Zündung verursachen • im Normalbetrieb • bei Auftreten eines einzelnen Fehlers • bei Auftreten einer Kombination von Fehlern Bis Zone 0 Bis Zone 20 ibD Die eigensicheren elektrischen Betriebsmittel dürfen keine Zündung verursachen • im Normalbetrieb • bei Auftreten eines einzelnen Fehlers Zone 2, Zone 1 Bis Zonen 21, 22 icD Die eigensicheren elektrischen Betriebsmittel dürfen keine Zündung im Normalbetrieb verursachen. Zone 2 Zone 22 Eigensicherheit © Siemens AG 2010 Ex-Schutz in Nordamerika: Vergleich Zonen/Divisions Die Grundprinzipien des Explosionsschutzes sind auf der ganzen Welt gleich. Dennoch haben sich in Nordamerika auf dem Gebiet des Explosionsschutzes elektrischer Geräte und Anlagen Techniken und Systeme entwickelt, die wesentlich von der IEC-Technik abweichen. Die Unterschiede zur IEC-Technik (International Electrotechnical Commission) liegen dabei u.a. in der Einteilung der explosionsgefährdeten Bereiche, der Konstruktion der Betriebsmittel und der Installation der elektrischen Anlagen. Klassifizierung explosionsgefährdeter Bereiche Explosionsgefährdete Bereiche fallen in Nordamerika unter den Begriff “hazardous (classified) locations“ und werden in den USA in den Abschnitten 500 bis 506 des National Electrical Code (NEC) und in Kanada in Abschnitt 18 und Anhang J des Canadian Electrical Code (CEC) definiert. Sie umfassen Bereiche, in denen brennbare Gase, Dämpfe oder Nebel (Class I), Stäube (Class II) oder Fasern und Flusen (Class III) in gefahrdrohender Menge auftreten können. Nach der Häufigkeit oder der Dauer des Auftretens dieser Stoffe werden die explosionsgefährdeten Bereiche traditionell in Division 1 und Division 2 unterteilt. 1996 wurde in den USA für Class I zusätzlich zu diesem bestehenden System das nach IEC übliche Klassifizierungssystem eingeführt. Diese Änderung erfolgte durch Artikel 505 des NEC. Dies bietet dem Anwender nun die Möglichkeit, das für ihn technisch und wirtschaftlich optimale System zu wählen. Auch in Kanada wurde das IEC-Zonenkonzept für Class I eingeführt (CEC Ausgabe 1988). Alle neu errichteten Anlagen müssen dort seither nach diesem Konzept klassifiziert werden. Nach dem CEC 1998 wurde das bestehende System der Temperaturklassen nicht geändert. Schutzarten von Gehäusen Ebenso wie nach IEC 60529 die IP-Schutzarten für Gehäuse festgelegt wurden, gibt es in den USA u.a. den Standard Publ. No. 250 der NEMA (National Electrical Manufacturing Association), welcher die Schutzart von Gehäusen behandelt. Diese Schutzarten können nicht direkt mit denen nach IEC verglichen werden, da zusätzliche Umgebungseinflüsse (z.B. Kühlflüssigkeiten, Schneideöle, Korrosion, Vereisung, Hagel) behandelt werden. Die folgende Tabelle ist daher als unverbindliche Richtlinie zu betrachten. Schutzarten nach NEMA Schutzarten nach IEC 1 IP10 2 IP11 3 IP54 3R IP14 3S IP54 4 und 4X IP56 5 IP52 6 und 6P IP67 12 und 12K IP52 13 IP54 Hinweis: Da die Anforderungen an die Schutzarten nach NEMA denen der IP-Schutzarten nach IEC entsprechen bzw. höher sind als diese, kann die Tabelle nicht dazu benutzt werden, die IEC-Schutzarten in entsprechenden Schutzarten nach NEMA umzuwandeln! Im traditionellen nordamerikanischen Klassifizierungssystem werden explosionsfähige Gase, Dämpfe und Nebel der Class I in die Gasgruppen (Groups) A, B, C und D eingeteilt und brennbare Stäube der Class II in die Gruppen E, F und G. Hier bezeichnet der Buchstabe A die gefährlichste Gasgruppe, während nach IEC und nach der neuen Einteilung gemäß Artikel 505 Gruppe C die gefährlichste Gasgruppe ist. In Kanada ist es möglich, bei der Zonenklassifizierung beide Gasgruppensysteme zu verwenden. Die Festlegung der maximalen Oberflächentemperatur nach Artikel 505 im NEC erfolgt in Übereinstimmung mit IEC in sechs Temperaturklassen T1 bis T6, mit einer zusätzlichen Unterteilung in Temperaturunterklassen im Division-System. Ex-Schutz in Nordamerika: Vergleich Zonen/Divisions 19 © Siemens AG 2010 Klassifizierung explosionsgefährdeter Bereiche Gase, Dämpfe oder Nebel Klassifizierung Class I Stäube Klassifizierung Class II Fasern und Flusen Klassifizierung Class III NEC 500-5 NEC 505-7 NEC 500-6 NEC 500-7 CEC J18-004 CEC 18-006 CEC 18-008 CEC 18-010 Division 1 Zone 0 Division 1 Division 1 Bereiche, in denen gefährliche Konzentrationen brennbarer Gase, Dämpfe oder Nebel ständig oder gelegentlich unter normalen Betriebsbedingungen vorhanden sind. Bereiche, in denen gefährliche Konzentrationen brennbarer Gase, Dämpfe oder Nebel ständig oder langzeitig unter normalen Betriebsbedingungen vorhanden sind. Bereiche, in denen gefährliche Konzentrationen brennbarer Stäube ständig oder gelegentlich unter normalen Betriebsbedingungen vorhanden sind. Bereiche, in denen gefährliche Konzentrationen brennbarer Fasern und Flusen ständig oder gelegentlich unter normalen Betriebsbedingungen vorhanden sind. Zone 1 Bereiche, in denen gefährliche Konzentrationen brennbarer Gase, Dämpfe oder Nebel gelegentlich unter normalen Betriebsbedingungen vorhanden sind. Division 2 Zone 2 Division 2 Division 2 Bereiche, in denen gefährliche Konzentrationen brennbarer Gase, Dämpfe oder Nebel voraussichtlich unter normalen Betriebsbedingungen nicht vorhanden sind. Bereiche, in denen gefährliche Konzentrationen brennbarer Gase, Dämpfe oder Nebel voraussichtlich unter normalen Betriebsbedingungen nicht vorhanden sind. Bereiche, in denen gefährliche Konzentrationen brennbarer Stäube voraussichtlich unter normalen Betriebsbedingungen nicht vorhanden sind. Bereiche, in denen gefährliche Konzentrationen brennbarer Fasern und Flusen voraussichtlich unter normalen Betriebsbedingungen nicht vorhanden sind. Class II Groups Class III Class I Groups NEC 500-3 NEC 505-7 NEC 500-3 CEC J18-050 CEC J18-050 CEC J18-050 Division 1 und 2 Zone 0, 1 und 2 Division 1 und 2 Division 1 und 2 A (Acetylen) IIC (Acetylen + Wasserstoff) E (Metall) keine B (Wasserstoff) F (Kohle) C (Äthylen) IIB (Äthylen) D (Propan) IIA (Propan) Class I Temperaturklassen Division 1 und 2 G (Getreide) Zone 0, 1 und 2 Class II Temperaturklassen Division 1 und 2 Class III Temperaturklassen Division 1 und 2 T1 (≤ 4 50 °C) T1 T1 keine T2 (≤ 300 °C) T2 T2 T2A (≤ 280 °C) – T2A, T2B, T2C, T2D T3 (≤ 200 °C) T3 T3 T3A (≤ 180 °C) – T3A, T3B, T3C T4 (≤ 135 °C) T4 T4 T4A (≤ 120 °C) – T4A T5 (≤ 100 °C) T5 T5 T6 (≤ 85 °C) T6 T6 T2B (≤ 260 °C) T2C (≤ 230 °C) T2D (≤ 215 °C) T3B (≤ 165 °C) T3C (≤ 160 °C) 20 Ex-Schutz in Nordamerika: Vergleich Zonen/Divisions © Siemens AG 2010 Errichtungsbestimmungen Für elektrische Betriebsmittel und Anlagen, die in explosionsgefährdeten Betriebsstätten zum Einsatz kommen, gilt in den USA der National Electrical Code (NEC) bzw. in Kanada der Canadian Electrical Code (CEC). Diese haben den Charakter von Errichtungsbestimmungen für elektrische Anlagen in allen Bereichen und verweisen auf eine Reihe weiterer Standards anderer Institutionen, die die Bestimmungen für die Installation und den Bau geeigneter Betriebsmittel enthalten. Die Installationsmethoden für das Zonenkonzept nach dem NEC entsprechen weitgehend dem des traditionellen Class/Division-Systems. Neu im NEC 1996 ist neben der Verwendung von starren Rohrleitungen und mineralisolierten Kabeln Typ MI in Class I, Division 1 bzw. Zone 1, auch der Einsatz von zugelassenen metallummantelten Kabeln Typ MC. Zusätzlich zu den Daten, wie z.B. Hersteller, Typ, Serien-Nr. und elektrische Daten, sind die den Explosionsschutz betreffenden Daten in die Kennzeichnung des Betriebsmittels aufzunehmen. Die Vorgaben dazu sind im NEC, dem CEC sowie in den entsprechenden Baubestimmungen der Prüfstellen enthalten. Class I, II & III, Division 1 und 2 Zugelassene elektrische Betriebsmittel für Class I, Class II und Class III, Division 1 und 2 sollen so gekennzeichnet sein, dass sie die folgenden Angaben tragen: • Class(es), Division(s) (optional, außer für Division 2) • Gas- / Staub-Gruppe(n) • Betriebstemperatur oder Temperaturklasse (optional für T5 und T6) Baubestimmungen Beispiel: Class I Division 1 Groups C D T6 Die Bestimmungen des National Electrical Code und des Canadian Electrical Code geben vor, welche Betriebsmittel bzw. Zündschutzarten in den einzelnen explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden können. Für den Bau und die Prüfung explosionsgeschützter elektrischer Anlagen und Betriebsmittel gelten in Nordamerika verschiedene Normen und Bestimmungen. In den USA sind dies vorwiegend die Standards von Underwriters Laboratories Inc. (UL), Factory Mutual Research Corporation (FM) und der International Society for Measurement and Control (ISA). In Kanada, die der Canadian Standards Association (CSA). Zertifizierung und Kennzeichnung In den USA und Kanada sind elektrische Ausrüstungen und Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Betriebsstätten in der Regel zulassungspflichtig. Ausnahmen bilden solche elektrische Betriebsmittel, die aufgrund ihrer Konstruktion und Eigenart die explosionsfähige Atmosphäre, in der sie eingesetzt sind, nicht zünden können. Über die Zulassungspflicht entscheidet die zuständige Behörde. Geräte, die für explosionsgefährdete Bereiche entwickelt und gefertigt werden, werden in den USA und Kanada durch national anerkannte Prüfstellen geprüft und zugelassen. In den USA sind dies u.a. die Prüfstellen Underwriters Laboratories oder Factory Mutual und in Kanada die Canadian Standards Association. Die Prüfstellen UL und FM sind auch dafür akkreditiert, Zulassungen für Kanada auszustellen. Class I, Zone 0, 1 und 2 Bei Betriebsmitteln für den Einsatz in Class I, Zone 0, Zone 1 oder Zone 2 wird zwischen “Division Equipment“ und „Zone Equipment“ unterschieden. • Division Equipment: Betriebsmittel, die für Class I, Division 1 und/oder Class I, Division 2 zugelassen sind, können zusätzlich mit der äquivalenten Zone-Kennzeichnung versehen werden: - Class I, Zone 1 oder Class I, Zone 2 - Gasgruppe(n) IIA, IIB oder IIC - Temperaturklasse Beispiel: Class I Zone 1 IIC T4 • Zone Equipment: Betriebsmittel, die einer oder mehreren Zündschutzarten nach Artikel 505 des NEC und Abschnitt 18 des CEC entsprechen, sollen folgendermaßen gekennzeichnet sein: - Class (optional in Kanada) - Zone (optional in Kanada) - Symbol AEx (USA) bzw. Ex oder Ex (Kanada) - Kurzzeichen der verwendeten Zündschutzart(en) - Gruppe des elektrischen Betriebsmittels II oder Gasgruppe(n) IIA, IIB oder IIC - Temperaturklasse Beispiel: Class I Zone 0 AEx ia IIC T6 Ex-Schutz in Nordamerika: Vergleich Zonen/Divisions 21 © Siemens AG 2010 Zulassungs- und Prüfstellen Europäische Prüfstellen Die Tabelle enthält eine Auswahl der wichtigsten europäischen Prüfstellen. Die vollständige und aktuelle Liste kann auf den Internetseiten der EU eingesehen werden: http://www.ec.europa.eu/ 22 Benannte Stelle der EG - Notified Body Land TÜV-Österreich A-1015 Wien AT DEKRA-EXAM Prüf- und Zertifizier GmbH D-44809 Bochum D DMT GmbH D-45307 Essen D IBEXU - Institut für Sicherheitstechnik GmbH D-09599 Freiberg D Physikalisch - Technische Bundesanstalt (PTB) D-38116 Braunschweig D TÜV Nord AG D-30519 Hannover D TÜV Nord e.V. D-22525 Hamburg D UL International DEMK DK-02730 Herlev DK Laboratoire Central d. Industries Electriques (LC IE) F-92260 Fontenay-aux-Roses F CESI Centro Electrotecnico Sperimentale Italiano I-20134 Milano I NEMKO AS N-0314 Oslo N KEMA Quality B.V. NL-6802 ED Arnheim NL SIRA Certification Servicesira Test & Cert. Ltd BR7 5EH Chislehurst - Kent UK Zulassungs- und Prüfstellen © Siemens AG 2010 Produktspektrum für den Ex-Bereich Siemens bietet ein breites Produktspektrum für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich. Sowohl Komponenten in konventioneller Verdrahtungstechnik als auch Lösungen auf Basis von Kommunikationsbussen finden sich hier wieder. Als Kommunikationsbusse kommen PROFINET, PROFIBUS und AS-Interface zum Einsatz. PROFINET ist der innovative und offene Industrial Ethernet Standard (IEC 61158/61784) für die industrielle Automatisierung. Mit PROFINET können Geräte von der Feldebene bis in die Leitebene angebunden werden. PROFINET führt zu einer durchgängigen Kommunikation, ermöglicht ein anlagenweites Engineering und nutzt die IT-Standards bis in die Feldebene. Feldbussysteme, z.B. PROFIBUS können ohne Änderungen der existierenden Geräte einfach integriert werden. Folgende Komponenten stehen für den Ex-Bereich zur Verfügung: • Industrie-Automatisierungssysteme, z.B.: - Controller SIMATIC S7 - Dezentrale Peripherie SIMATIC ET 200 - Panels, Panel PC und Thin Client SIMATIC HMI - Kommunikationsprodukte SIMATIC NET, SCALANCE • Industrielle Schalttechnik SIRIUS • Stromversorgung SITOP • Motoren und Getriebemotoren aller Leistungsklassen PROFIBUS ist ein leistungsfähiges, offenes und robustes Feldbussystem mit kurzen Reaktionszeiten für die komplette Produktions- und Prozessautomatisierung. PROFIBUS besitzt integrierte Diagnosefunktionen und kann auch für HART-Geräte eingesetzt werden. Optische und drahtlose Übertragungstechniken erweitern die Anwendungsmöglichkeiten von PROFIBUS. Das AS-Interface (Aktor-Sensor-Interface, AS-i) ist ein offener, internationaler Standard für die Feldbus-Kommunikation von räumlich verteilten, binären Aktoren und Sensoren auf der untersten Steuerungsebene. Bei diesem rein elektrischen Netz werden kleine Datenmengen und Energie über das gleiche Buskabel übertragen. Produktspektrum für den Ex-Bereich 23 © Siemens AG 2010 Industrie-Automatisierungssysteme Leitsystem Industrial Ethernet Class I Zone 2 FM/UL STAUB Class I Zone 1 Class I Zone 0 ATEX Zone 2 Zone 1 Zone 0 FM/UL Class II Zone 2 Class II Zone 1 Class II Zone 0 ATEX Zone 22 Zone 21 Zone 20 Ex plosionsgefährdeter Bereich 1) ET 200S 2) Aktoren/Sensoren S7-400 4) 4) Panel PC Ex/ Thin Client Ex Panel PC Ex/ Thin Client Ex 4) Panel 1) ET 200M Aktoren/Sensoren SIRIUS Befehls & Meldegeräte HART SIMOCODE 1) 3) ET 200iSP 1) DP/PALink FeldbusTrennübertrager PROFIBUS RS 485-IS 1) PROFIBUS PA SITRANS AW200 Aktoren/ Sensoren HART SITRANS P SITRANS F WirelessHART Ex i Ex i, Ex e AFDiS Aktoren/ Sensoren Exp l o si o n sg e fä h rd e te r Be re i ch 4-20 mA SITRANS P IE/WSN-PA Link IWLAN SCALANCE W SCALANCE W SCALANCE X ET 200S SITOP compact DC 24 V S7-400 1) 2) 3) 4) 24 Staub-Atmosphäre: Installation der Komponenten immer in einem Gehäuse in Schutzart IP6X. Mit DC 10A Standard Power Supply Installation der Station nach FM/UL bis Class I, Division 2; angeschlossene Sensoren und Aktoren auch bis Class I, Division 1 bzw. Installation von Station und Sensoren/Aktoren nach FM/UL bis Class II/III, Division 1 Die in den dargestellten Gerätefamilien enthaltenen Geräte können unterschiedliche Zulassungen haben. Industrie-Automatisierungssysteme G_ST70_XX_00742 DC 24 V SITOP smart © Siemens AG 2010 SIMATIC S7-300 SIMATIC S7-300 Die SIMATIC S7-300 ist der meistverkaufte Controller innerhalb von Totally Integrated Automation mit weltweit vielen Referenzanwendungen aus den verschiedensten Industriebranchen. Die S7-300 ist ein modularer Controller für innovative Systemlösungen in der Fertigungsindustrie. PROFIBUS Redundanz PROFINET Hot Swapping AS-Interface Configuration in Run Temperatur SW 1) SIMATIC S7-300 1) ● ● Zulassung CP 2) 0 °C ... +60 °C ATEX II 3 G Ex nA II T4 ..T6 FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D, Tx FM Class I Zone 2, GP IIC, Tx cULus Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4A cULus Class I Zone 2, Group IIC Tx cULus Class I Zone 2, AEx nC IIC T4 (für Relais-BG) 2) Software Kennzeichnung Kommunikationsprozessor SIMATIC S7-400 SIMATIC S7-400 Die SIMATIC S7-400 ist der leistungsfähigste Controller in der SIMATIC-Familie. Die ist konzipiert für Systemlösungen in der Fertigungs- und Prozessautomatisierung und zeichnet sich vor allem durch Modularität und Leistungsreserven aus. PROFIBUS Redundanz PROFINET Hot Swapping AS-Interface Configuration in Run SIMATIC S7-400 ● Temperatur ● ● ● ● Zulassung 0 °C ... +60 °C ATEX II 3 G Kennzeichnung Ex nA II T4 ..T6 FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D, Tx FM Class I Zone 2, GP IIC, Tx cULus Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4A cULus Class I Zone 2, Group IIC Tx cULus Class I Zone 2, AEx nC IIC T4 (für Relais-BG) Industrie-Automatisierungssysteme 25 © Siemens AG 2010 SIMATIC ET 200 Mit SIMATIC ET 200 stehen unterschiedlichste dezentrale Peripheriesysteme zur Verfügung - für Lösungen im Schaltschrank oder ohne Schaltschrank direkt an der Maschine sowie für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich. Der modulare Aufbau erlaubt es, die ET 200-Systeme einfach und in kleinen Schritten zu skalieren und zu erweitern. Fertig integrierte Zusatzmodule senken die Kosten und bieten gleichzeitig breit gefächerte Anwendungsmöglichkeiten. Dabei stehen unterschiedlichste Kombinationsmöglichkeiten zur Auswahl: digitale und analoge Ein-/Ausgänge, intelligente Module mit CPUFunktionalität, Sicherheitstechnik, Motorstarter, Pneumatik, Frequenzumrichter sowie diverse Technologiemodule. Die ET 200-Systeme können in unterschiedlichen Zonen eingesetzt werden - entweder in Zone 2 und 1 bei Gas-Atmosphären oder in Zone 22 und 21 bei Staub-Atmosphären. Die an die Peripherie angebundenen Sensoren und Aktoren können sogar in Zone 0 oder Zone 20 liegen. Bei Installation in Zone 2/22 ist eine Herstellererklärung (Konformität des Schaltschrankes mit der ATEX Richtlinie) notwendig. Bei Installation in Zone 1/21 muss eine Zertifizierung des Schaltschrankes für den Gas-/Staub-Bereich vorliegen. SIMATIC ET 200S Das Multitalent mit dem umfassenden Modulspektrum Das multifunktionale und feinmodulare SIMATIC ET 200S Peripheriesystem in Schutzart IP20 lässt sich exakt an verschiedenste Automatisierungsaufgaben anpassen, z.B. durch: • Technologie-Module z.B. für Zähl- und Positionieraufgaben zur Nockensteuerung oder für Regelungsaufgaben • Motorstarter und Frequenzumrichter • Pneumatikanbindung über Module der Firma Bürkert • Fehlersichere E/A-Module für die Einbindung in sicherheitsgerichtete Anlagen mit SIMATIC Safety Integrated SIMATIC ET 200S COMPACT Das Interface-Modul IM 151-1 COMPACT ergänzt das bekannte Modulspektrum der bewährten ET 200S und ermöglicht den Einsatz als Blockperipherie. Die Funktionalität basiert auf dem IM 151-1 BASIC und besteht aus einem Interface-Modul und 32 Kanälen in einem Block. Insgesamt können durch Erweiterung des Blockes mit ET 200S Modulen (maximal mit 12 Modulen) bis zu 128 Kanäle an SIMATIC ET 200S COMPACT angebunden werden. Es stehen auch umfangreiche Diagnosefunktionen zur Verfügung. PROFIBUS Redundanz PROFINET AS-Interface Hot Swapping Configuration in Run SIMATIC ET 200S SIMATIC ET 200S COMPACT 26 Temperatur ● ● ● Industrie-Automatisierungssysteme ● Zulassung 0 °C ... +60 °C ATEX II 3 G Kennzeichnung Ex nA II T4 bzw. T5 bzw. T6 FM Class I Division 2, Groups A,B,C,D T4 or T4A or T5 or T6 FM Class I Zone 2, Group IIC, T4 or T5 or T6 cULus Class I Division 2, Groups A,B,C,D T4 or T4A or T5 or T6 cULus Class I Zone 2, Group IIC, T4 or T5 or T6 0 °C ... +60 °C ATEX II 3 G Ex nA II T4 bzw. T5 bzw. T6 FM Class I Division 2, Groups A,B,C,D T4 or T4A or T5 or T6 FM Class I Zone 2, Group IIC, T4 or T5 or T6 cULus Class I Division 2, Groups A,B,C,D T4 or T4A or T5 or T6 cULus Class I Zone 2, Group IIC, T4 or T5 or T6 © Siemens AG 2010 SIMATIC ET 200M Die hochkanalige S7-300-Peripherie Das dezentrale Peripheriesystem ET 200M ist ein modular aufgebauter DP-Slave in Schutzart IP20. Als Peripheriebaugruppen – der Schnittstelle zum Prozess – sind bis zu 12 hochkanalige Signal- (z.B. 64 digitale Eingänge) und Funktionsmodule sowie Kommunikationsprozessoren der S7-300 einsetzbar. PROFIBUS Redundanz PROFINET AS-Interface Hot Swapping Configuration in Run SIMATIC ET 200M 1) Temperatur ●1) ● ● ● Zulassung 0 °C ... +60 °C ATEX II 3 (2) G ● Kennzeichnung Ex nA [ib] [ibD] IIC T4 (Ex ib HART-Module) ATEX II 3 G Ex nA II T4 bzw. T5 bzw. T6 (alle anderen Module) FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 or T4A or T5 or T6 FM Class I Zone 2, Group IIC, T4 or T5 or T6 cULus Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 or T4A or T5 or T6 cULus Class I Zone 2, Group IIC, T4 or T5 or T6 CiR in Verbindung mit S7-400 SIMATIC ET 200iSP Die eigensichere Variante für den Ex-Bereich Die SIMATIC ET 200iSP wurde speziell für den Einsatz bei explosionsgefährdeten Umgebungsbedingungen konzipiert. Durch den Einsatz eines Trennübertragers wird der PROFIBUS DP eigensicher gemacht. Dies wird durch eine Auftrennung und Energiebegrenzung des Busses im sicheren Bereich realisiert. Für die SIMATIC ET 200iSP sind verschiedenste Baugruppen erhältlich: • 4- und 8-kanalige digitale und analoge Ein-/Ausgabemodule • Fehlersichere Ein-/Ausgabemodule für die Einbindung in sicherheitsgerichtete Anlagen mit "SIMATIC Safety Integrated" • Stromversorgungsmodule für DC 24 V und AC 110/230 V • Pneumatikanbindung über Module der Firma Bürkert • Watchdog-Modul bspw. zum gezielten Lesen oder Schreiben von Ein-/Ausgangsdaten und Bereitstellung einer eigensicheren Spannungsversorgung für das Abschaltsignal der Digitalausgänge PROFIBUS Redundanz PROFINET AS-Interface Hot Swapping Configuration in Run SIMATIC ET 200iSP ● ● ● ● Temperatur Zulassung Kennzeichnung -20 °C ... +70 °C ATEX II 2 G (1) GD Ex de [ia/ib] IIC T4, Ex de [ia/ib] I I M2 IECEx Zone 1 Ex de [ia/ib] IIC T4 cFMus, Class I, II, III NI Division 2, Groups A,B,C,D,E,F,G T4 AIS Division 1, Groups A,B,C,D,E,F,G cFMus, Class I Zone 1, AEx de [ia/ib] IIC T4 cULus, Class I, II, III Division 2, Groups A,B,C,D,E,F,G T4 providing int. safe circuits for Division 1, Groups A,B,C,D,E,F,G cULus, Class I Zone 1, AEx de [ia/ib] IIC T4 INMETRO BR-Ex de [ia/ib] IIC T4 Schiffsbauzulassungen ABS, BV, DNV, GL, LRS, Class NK Industrie-Automatisierungssysteme 27 © Siemens AG 2010 SIMATIC Panels SIMATIC Panels sind robust und dienen zum maschinennahen Bedienen und Beobachten in rauer Industrieumgebung. Sie überzeugen durch brillante Displays in verschiedenen Größen mit langer Lebensdauer. Die Kommunikation erfolgt über PROFIBUS oder PROFINET. Zur Projektierung wird WinCC flexible verwendet. Bis zu 32 Projektsprachen erleichtern den weltweiten Einsatz. Touch Panels Touch Panels besitzen vollgrafische Displays und werden über Touchscreen bedient. Panel Displaygröße TP 177B 6" TP 177B Inox TP 277 Folientastatur Touch screen PB PN ● ● 6" ● 6" ● AS-i Temperatur Zulassung Kennzeichnung ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex nA II Tx Ex tD A22 Tx ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex nA II Tx Ex tD A22 Tx ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex tD A22 Tx Temperatur Zulassung Kennzeichnung Multi Panels Multi Panels sind multifunktionale Plattformen ohne Lüfter und Festplatte und besitzen das Betriebssystem Windows CE. 28 Panel Displaygröße MP 277 8", 10" MP 277 Inox MP 377 Folien tastatur PB PN ● ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex tD A22 Tx 10" ● ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex tD A22 Tx 12", 15", 19" ● ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex tD A22 Tx ● Industrie-Automatisierungssysteme Touch screen AS-i © Siemens AG 2010 Comfort Panels Comfort Panels eignen sich für anspruchsvolle HMI-Aufgaben. Mit hochauflösenden Widescreen-Displays von 4“ bis 12“, wahlweise mit Touchbedienung oder mit Bedientasten lassen sie sich optimal an jede Applikation anpassen. Comfort Panel Displaygröße Funktions tasten KP400 4,3" ● KTP400 4,3" ● TP700 7,0" KP700 7,0" TP900 9,0" KP900 9,0" TP1200 12,1" KP1200 12,1" Touch screen PB PN ● ● ● ● ● ● ● ● AS-i Temperatur Zulassung Kennzeichnung ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex nA II Tx Ex tD A22 Tx ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex nA II Tx Ex tD A22 Tx ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex nA II Tx Ex tD A22 Tx ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex nA II Tx Ex tD A22 Tx ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex nA II Tx Ex tD A22 Tx ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex nA II Tx Ex tD A22 Tx ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex nA II Tx Ex tD A22 Tx ● ● 0 °C ... +50 °C IEC 61241-0 EN 61241-1 Ex nA II Tx Ex tD A22 Tx Industrie-Automatisierungssysteme 29 © Siemens AG 2010 SIMATIC Panel PC Ex und SIMATIC HMI Thin Client Ex SIMATIC HMI Panel PC Ex und SIMATIC HMI Thin Client Ex SIMATIC HMI Panel PC Ex und SIMATIC HMI Thin Client Ex sind ohne spezielle Maßnahmen, wie aufwändige und teure Gehäuse oder zusätzliche Zertifizierungsverfahren, direkt im Ex-Bereich der Zonen 1/21 und 2/22 einsetzbar. Die Geräte verfügen über hohe Schwing- und Schockbelastbarkeit und sind zertifiziert für den Einsatz im Schiffbau. Die Einbaugeräte verfügen über eine hohe Schutzart von frontseitig IP66 und rückseitig IP65 für den direkten Einsatz im Außenbereich bei Umgebungstemperaturen von minus 20 °C bis plus 50 °C. Für den Einsatz bis minus 30 °C steht optional ein Gehäuse mit Heizung zur Verfügung. SIMATIC HMI Panel PC Ex Der robuste Panel PC ist ausgestattet mit einem 1,6 GHz Intel Atom-Prozessor und bietet bei einer thermischen Verlustleistung von nur 2,5 W eine hohe Rechenleistung. Das Gerät kommt ohne Lüfter, rotierende Massenspeicher und Batterie aus und ist damit vollkommen wartungsfrei. SIMATIC HMI Thin Client Ex Der SIMATIC HMI Thin Client Ex lässt sich flexibel als Thin Client oder mit der optionalen „digitalen KVM-Box“ als Monitor nutzen. Über Ethernet ist er in auch in großer Entfernung an einer Rechnereinheit anschließbar. PROFIBUS Touchscreen mit 8 Funktionstasten PROFINET Displaygröße Temperatur Zulassung Kennzeichnung SIMATIC HMI Panel PC Ex Gerätevariante „Zone 1“ 15“, 19“ ● ● -20 °C ... +50 °C ATEX (-30 °C optional) II 2 (2) G Ex d e mb ib [ib] [op is] IIC T4 II 2 D Ex tD A21 IP65 T90°C DNV nach ATEX GOST-R 2Exdemib[ib]sIIC T4X DIP A21 TA 90 °C, IP65 UL INMETRO BR-Ex d e mb ib [ib] IIC T4 Gerätevariante „Zone 2“ 15“, 19“ ● ● -20 °C ... +50 °C ATEX (-30 °C optional) II 3 (3) G Ex d e mb nA nL [nL] [op is] IIC T4 II 3 (2) G Ex d e mb nA nL [ib] [op is] IIC T4 II 3 (2) D Ex tD A22 IP65 [ibD] T90 °C DNV nach ATEX GOST-R 2ExdemnL[ib]sIIC T4X; 2ExdemnL[nL]sIIC T4x DIP A22 TA 90 °C, IP65 SIMATIC HMI Thin Client Ex Gerätevariante „Zone 1“ 15“, 19“ ● ● -20 °C ... +50 °C ATEX (-30 °C optional) II 2 (2) G Ex d e mb ib [ib] [op is] IIC T4 II 2 D Ex tD A21 IP65 T90°C DNV nach ATEX GOST-R 2Exdemib[ib]sIICT4X; DIP A21 TA 90°C, IP65 Gerätevariante „Zone 2“ 15“, 19“ 30 ● Industrie-Automatisierungssysteme ● -20 °C ... +50 °C ATEX (-30 °C optional) II 3 (3) G Ex d e mb nA nL [nL] [op is] IIC T4 II 3 (2) G Ex d e mb nA nL [ib] [op is] IIC T4 II 3 (2) D Ex tD A22 IP65 [ibD] T90°C DNV nach ATEX GOST-R 2ExdemnL[ib]sIICT4X; 2ExdemnL[nL]sIIC T4x DIP A22 TA 90 °C, IP65 © Siemens AG 2010 Kommunikationsprodukte SIMATIC NET Systemanschlüsse für SIMATIC S7 Kommunikationsprozessoren Die Kommunikationsprozessoren (CP) für SIMATIC S7-200, S7-300 und S7-400 entlasten die CPU und sind für den rauen Einsatz in industrieller Umgebung mit weiten Temperaturbereichen konzipiert. Es gibt sie in unterschiedlichen Ausprägungen und mit verschiedenen Funktionen. Compact Switch Modules CSM Für die einfache und schnelle Anbindung an SIMATIC S7-300, S7-mEC, ET 200M oder S7-1200 sind die Compact Switch Modules CSM im jeweiligen Design der SIMATIC eine flexible und kostengünstige Lösung. Sie bieten zusätzliche Schnittstellen direkt an der SIMATIC für den Aufbau kleiner, lokaler Industrial Ethernet-Netzwerke. PROFINET/Industrial Ethernet PROFIBUS AS-Interface WirelessHART CPs für SIMATIC S7-200, S7-300 und S7-400 ● CSM 377 für S7-300, S7-mEC, ET 200M; CSM 1277 für S7-1200 ● ● Temperatur Zulassung Kennzeichnung 0 °C ... +60 °C ATEX II 3 G Ex nA II T4 FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 bzw. T4A FM Class I Zone 2, Group IIC, T4 cULus UL 508; CSA C22.2 Nr. 142 cULus Class I Division 2, Groups A, B, C, D cULus Class I Zone 2, GP IIC ATEX II 3 G Ex nA II T4 FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D FM Class I Zone 2, Group IIC, T4 cULus UL 508; CSA C22.2 Nr. 142 0 °C ... +60 °C ● Netzübergänge Durch Links/Netzübergänge lassen sich die Vorteile von Industrial Ethernet, PROFIBUS und AS-Interface ideal kombinieren. Das IE/WSN-PA Link ermöglicht die drahtlose Anbindung von Feldgeräten der Prozessindustrie an SIMATIC S7 oder Host-Systeme anderer Hersteller über WirelessHART. Das IE/PB Link PN IO dient zur Anbindung von PROFIBUS DP-Slaves an ein PROFINET IO-System. PROFINET/Industrial Ethernet PROFIBUS AS-Interface WirelessHART Netzübergänge zwischen Industrial Ethernet, PROFIBUS und AS-Interface Netzübergang zwischen Industrial Ethernet und WirelessHART ● ● ● ● ● Temperatur Zulassung Kennzeichnung 0 °C ... +60 °C ATEX II 3G Ex nA II T4 FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 bzw. T4A FM Class I Zone 2, Group IIC, T4 cULus UL 508; CSA C22.2 Nr. 142 cULus Class I Division 2, Groups A, B, C, D cULus Class I Zone 2, GP IIC ATEX II 3 G Ex nA nL IIC T4 FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D CSA Class I Division 2, Groups A, B, C, D -40 °C ... +60 °C Industrie-Automatisierungssysteme 31 © Siemens AG 2010 Optical Link Modules für PROFIBUS Mit Hilfe der Optical Link Modules lassen sich optische PROFIBUS-Netze (Linie, Ring, Stern) mit Lichtwellenleiter mit Glas- oder Plastikfasern aufbauen. Sie ermöglichen z.B. mit OLM/G12EEC u.a. den Einsatz im Außenbereich bei Temperaturen von bis zu -20 °C. PROFINET PROFINET/Industrial Ethernet PROFIBUS AS-Interface WirelessHART Optical Link Module OLM für PROFIBUS ● Temperatur Zulassung Kennzeichnung -20 °C ... +60 °C ATEX II 3(2) G Ex nA[op is] II T4 FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 FM Class I Zone 2, Group IIC, T4 cULus Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 bzw. T4A cULus UL 60950-1; CSA C22.2 60950-1-03 cULus UL 508; CSA C22.2 Nr. 142 Security Modules Die robusten und benutzerfreundlichen Security Modules SCALANCE S schützen effektiv Informationen innerhalb eines Systems und auch über öffentliche Netze, wie z.B. das Internet. Sie bieten Schutz vor Datenspionage und Datenmanipulation, Überlastung des Kommunikationssystems und vor gegenseitiger Beeinflussung oder Falschadressierung. PROFINET/Industrial Ethernet PROFIBUS AS-Interface WirelessHART SCALANCE S 32 Industrie-Automatisierungssysteme ● Temperatur Zulassung Kennzeichnung -20 °C ... +70 °C ATEX II 3 G Ex nA II T4 FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 FM Class I Zone 2, Group IIC, T4 cULus Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 cULus Class I Zone 2, GP, IIC, T4 cULus UL 60950-1; CSA C22.2 60950-1 © Siemens AG 2010 Komponenten für Industrial Wireless LAN Die SCALANCE W-Komponenten bieten die einzigartige Kombination aus Zuverlässigkeit, Robustheit und Sicherheit. Mit Industrial Wireless LAN (IWLAN) wird eine Erweiterung des Standards IEEE 802.11 zur Verfügung gestellt, die besonders Industriekunden mit Bedarf an Deterministik und Redundanz anspricht. Damit erhalten Kunden erstmals ein einziges Funkfeld sowohl für prozesskritische Daten (z.B. Alarmmeldung), als auch für unkritische Kommunikation (z.B. Service und Diagnose). PROFINET PROFIBUS AS-Interface WirelessHART SCALANCE W ● Temperatur Zulassung Kennzeichnung -40 °C ... +70 °C ATEX II 3 G Ex nA II T4 FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 FM Class I Zone 2, Group IIC, T4 cULus Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 cULus Class I Zone 2, GP, IIC, T4 cULus UL 60950-1; CSA C22.2 60950-1-03 Industrial Ethernet Switches Industrial Ethernet Switches der Produktfamilie SCALANCE X sind aktive Netzkomponenten, mit denen Netze in Linien-, Ring- oder Sternstrukturen aufgebaut und gezielt Daten an die entsprechenden Adressaten verteilt werden können. SCALANCE X bietet ein breites Produktspektrum, das für die jeweilige Automatisierungsaufgabe den richtigen Industrial Ethernet Switch enthält, z.B. auch speziell für energietechnische Anlagen oder extreme Umweltbedingungen. PROFINET PROFIBUS AS-Interface WirelessHART SCALANCE X ● Temperatur Zulassung Kennzeichnung -40 °C ... +70 °C ATEX II 3 G Ex nA II T4 FM Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 oder T4A FM Class I Zone 2, Group IIC, T4 cULus Class I Division 2, Groups A, B, C, D, T4 oder T4A cULus Class I Zone 2, GP, IIC, T4 cULus Class I Zone 2, AEx nC, IIC, T4 cULus Class I Zone 2, AEx nC, IIC cULus UL 60950-1; CSA C22.2 60950-1 Industrie-Automatisierungssysteme 33 © Siemens AG 2010 Industrielle Schalttechnik Viele Produkte der industriellen Schalttechnik, z.B. Überlastrelais und Motorschutzschalter sind vorgesehen für das Schalten und Steuern von Einrichtungen in explosiven Atmosphären, während sie selbst sich außerhalb befinden. Diese Geräte werden mit der Kategorie der zu schützenden elektrischen Geräte gekennzeichnet, jedoch wird die Kategorie in runde Klammern gesetzt z.B.: Ex II (2) GD AS-Interface – durchgängiges System, überlegene Strategie • Als kostengünstiges und robustes Bussystem für die Feldebene verbindet AS-Interface – offen und herstellerunabhängig – Aktoren und Sensoren mit der Steuerungsebene – für Standard- als auch Sicherheitsanwendungen. • Ein serieller Feldbus verbindet dabei alle Automatisierungskomponenten einfach, sicher und durchgängig.Durch die ATEX-zertifizierten Kompaktmodule K60 wird der Einsatz von AS-Interface auch in explosionsgefährdeten Bereichen möglich. Schaltgerät Typ Baureihe Zertifikatsnummer Zulassungsbasis Zündungsschutzart/ Kennzeichnung Digitale E/A-Module IP67 – K60 3RK1 400-1DQ05-0AA3, 3RK1 200-0CQ05-0AA3 K60 ATEX 2705 EN 60947-5-2 Ex II 3D Ex tD A22 IP65X T75°C bzw. Ex II 3D Ex tD A22 IP65X T60°C Weitere Informationen zu diesem Produkt finden Sie im Katalog IC 10 (Information and Download Center: www.siemens.de/sirius). 1) 34 Hinweis für die Anwendung von stromüberwachenden Motorschutzgeräten Definition der Erwärmungszeit tE: Wird der Läufer eines explosionsgeschützten Drehstrommotors in Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit" EEx e während des Betriebs im betriebswarmen Zustand festgebremst (blockiert), so muss der Motor spätestens dann abgeschaltet werden, wenn entweder die Läufer- oder Ständerwicklung ihre maximale Temperatur erreicht hat. Die Zeit, die hier vergeht, bis Läufer oder Ständer die maximale Temperatur erreicht hat, wird Erwärmungszeit tE oder tE-Zeit genannt. Anforderungen an Überlastschutzgeräte bezüglich tE-Zeit: Für Auslöser und Relais mit stromabhängig verzögerter Auslösung müssen am Betriebsort Auslösekennlinien verfügbar sein. Die Kennlinien sollen die Auslösezeiten bei 3-poliger Belastung, ausgehend vom kalten Zustand bei einer Raumtemperatur von 20 °C, in Abhängigkeit mindestens vom 3- bis 8-fachen Einstellstrom darstellen. Die Schutzeinrichtungen müssen die angegebenen Auslösezeiten mit einer zulässigen Abweichung von ± 20 % einhalten. Die Auslöser oder Relais für Maschinen mit Käfigläufern sind so auszuwählen, dass die Auslösezeiten bei 3-poliger Belastung nicht größer sind, als die auf dem Typschild des Motors angegebene Erwärmungszeit tE. Industrielle Schalttechnik © Siemens AG 2010 Schützen SIRIUS Leistungsschalter für den Motorschutz • Die Leistungsschalter 3RV sind kompakte, strombegrenzende Leistungsschalter. Sie garantieren ein sicheres Abschalten bei Kurzschluss und schützen Verbraucher und Anlagen vor Überlast. Darüber hinaus eignen sie sich für das betriebsmäßige Schalten von Verbrauchern bei geringer Schalthäufigkeit sowie zur sicheren Trennung der Anlage vom Netz bei Wartungsarbeitungen oder Änderungen. SIRIUS 3RV ist die einzige durchgängige Produktfamilie am Markt für Leistungsschalter bis 100 A. Schaltgerät Typ Baureihe Zertifikatsnummer Zulassungsbasis Zündungsschutzart/ Kennzeichnung Leistungsschalter für den Motorschutz 3RV20 11 S00 S0 3RV10 31 S2 IEC 60947-4-1, DIN EN 60079-14 DIN EN 60079-1 DIN EN 60079-7 Ex II (2) GD 3RV20 21 DMT 02 ATEX F 001, DMT 02 ATEX F 001 N1 DMT 02 ATEX F 001 N2 3RV10 41 S3 3RV10 42 S3 Schützen SIRIUS Überlastrelais 3RB3 und 3RU2 • Die Überlastrelais der SIRIUS Reihe, die es in elektronischer (3RB3, links) und thermischer Ausführung (3RU2, rechts) gibt, übernehmen im Hauptstromkreis den stromabhängigen Überlastschutz. Dies umfasst alle elektrischen Verbraucher – ebenso wie alle anderen, relevanten Schalt- und Schutzgeräte im jeweiligen Verbraucherabzweig. Die Überlastrelais sind zertifiziert nach ATEX und schützen Motoren der Schutzart EEx e und EEx d. Schaltgerät Typ Baureihe Zertifikatsnummer Zulassungsbasis Zündungsschutzart/ Kennzeichnung DIN EN 60079-1, DIN EN 60079-7, DIN EN 60079-14, IEC 60947-4-1, IEC 60947-5-1, IEC 60947-8, IEC 61508 Ex II (2) GD DIN EN 60079-14 IEC 60947-4-1 DIN EN 60079-1 DIN EN 60079-7 Ex II (2) GD Elektronische Überlastrelais 3RB für Standard-Anwendungen 3RB30, 3RB31 S00/S0 PTB 09 ATEX 3001 für gehobene Anwendungen 3RB22, 3RB29 S00 ... S12 PTB 05 ATEX 3022 3RB20 3RB21 S2 ... S12 PTB 06 ATEX 3001 3RU21 1 S00 3RU21 2 S0 DMT 98 ATEX G 001, DMT 98 ATEX G 001 N1 DMT 98 ATEX G 001 N2 3RU11 3 S2 3RU11 4 S3 Thermische Überlastrelais 3RU2 für Standard-Anwendungen Auslösekennlinien für unsere Leistungsschalter und Überlastrelais finden Sie im Internet unter: www.siemens.de/relais Industrielle Schalttechnik 35 © Siemens AG 2010 Starten SIRIUS Sanftstarter 3RW40 • Die Sanftstarter bieten ein lückenloses Spektrum, das alle Standard- und High-Feature-Anwendungen des Motorstarts abdeckt. So lassen sich heute in den verschiedensten Anwendungen die Vorteile des sanften An- und Auslaufs für die einfache und wirtschaftliche Realisierung optimaler Maschinenkonzepte nutzen. Motorstarter Standard ET 200S • Mit den Motorstartern der ET 200S können beliebige Drehstromverbraucher geschützt und geschaltet werden. Die komplett vorverdrahteten Geräte gibt es in verschiedenen Leistungsklassen als Direkt-, Wende- oder Sanftstarter bis zu einer Leistung von max. 5,5 kW. 36 Typ Baureihe Zertifikatsnummer Zulassungsbasis Zündungsschutzart/ Kennzeichnung Sanftstarter für Standard-Anwendungen 3RW40 S0, S2, S3 S6, S10/S12 BVS 05 ATEX F 002 DIN EN 60079-14, DIN EN 50495 IEC 60947-4-2, IEC 61508 Ex II (2) GD Motorstarter Standard ET 200S 3RK13 01 S00 DMT 02 ATEX F 001 DIN EN 60079-14 IEC 60947-4-1 Ex II (2) GD Industrielle Schalttechnik © Siemens AG 2010 Überwachen und Steuern Motormanagement-System SIMOCODE pro 3UF7 • Das kommunikationsfähige, modular aufgebaute Motormanagement-System SIMOCODE pro schützt Motoren der Zündschutzarten EEx e und EEx d im explosionsgefährdeten Bereich schnell und zuverlässig. SIMOCODE pro ist nach den neuesten ATEX-Standards zertifiziert. Der Einsatz von SIMOCODE pro bedeutet außerdem keinerlei zeitliche Einschränkungen bezüglich periodisch notwendiger Funktionstests von Abzweigen im Ex-Bereich. Motormanagement- und Steuergeräte SIMOCODE pro Typ Baureihe Zertifikatsnummer Zulassungsbasis Zündunsschutzart/ Kennzeichnung 3UF7 S00 ... S12 BVS 06 ATEX F 001 DIN EN 60079-1, DIN EN 60079-7, DIN EN 60079-14, IEC 60947-4-1, IEC 60947-5-1 IEC 60947-8 IEC 61508 IEC 60947-1 Ex I (M2), Ex II (2) GD Überwachen und Steuern SIRIUS Thermistor-Motorschutzrelais 3RN1 für Kaltleiter-Temperaturfühler • Thermistor-Motorschutzrelais 3RN1 bringen überall dort entscheidende Vorteile, wo stromabhängiger Schutz durch Leistungsschalter oder Überlastrelais nicht die ideale Überwachungsgröße ist. Dies ist z.B. der Fall, wenn es in bestimmten Situationen und dann oft durch äußere Einflüsse bedingt zur Überhitzung kommt, ohne dass das thermische Abbild im Leistungsschalter/Überlastrelais dies erfassen kann. SIRIUS Thermistor-Motorschutzrelais sind nach ATEX für Gase und Staub zertifiziert. Schaltgerät Typ Baubreite (mm) Zertifikatsnummer Zulassungsbasis Zündungsschutzart/ Kennzeichnung ThermistorMotorschutzrelais für Kaltleiter (PTCs TypA) 3RN10 22,5; 45 PTB 01 ATEX 3218 DIN EN 60079-14, IEC 60947-1, IEC 60947-5-1, IEC 60947-8 Ex II (2) G 3RN10 11-.B 3RN10 11-.G 3RN10 12-.B 3RN10 12-.G 3RN10 13-...0 Ex II (2) GD Weitere Informationen zu diesem Produkt finden Sie im Katalog IC 10 (Information and Download Center: www.siemens.de/sirius). Industrielle Schalttechnik 37 © Siemens AG 2010 Erfassen Positionsschalter 3SE5 • Positionsschalter werden überall dort eingesetzt, wo bewegliche Teile an Anlagen und Maschinen positioniert, gesteuert und überwacht werden müssen. Ob zur Überwachung von Schutzeinrichtungen mit Drehgelenken, zur Überwachung seitlich verschiebbarer Schutzeinrichtungen oder zur Erfassung gefährlicher Bewegungen von Maschinenteilen – unsere Geräte können nahezu alle Anforderungen aus der Industriepraxis erfüllen. Schaltgerät Typ Baubreite (mm) Zertifikatsnummer Zulassungsbasis Zündungsschutzart/ Kennzeichnung Positionsschalter 3SE5212-.....-1DA0 31 BVS 08 ATEX E 028 X Ex II 2D 3SE5122-.....-1DA0 40 DIN EN/IEC 61241-0 DIN EN/IEC 61241-1 3SE5112-.....-1DA0 56 3SE5162-.....-1DA0 56 3SE54.. 30 ATEX 2849a 3SE5212-.... 31 Einfache elektrische Betriebsmittel gemäß EN/IEC 60079-11, IEC 60947-5-1 3SE5232-.... 31 Einsatz nur in Stromkreisen der Zündschutzart i (Eigensicherheit) gemäß EN/IEC 60079-11 Gerätekennzeichnung: keine 3SE5112-.... 40 3SE5242-.... 50 3SE5122-.... 56 3SE5162-.... 56 Positionsschalter, nur Typen ohne LED Weitere Informationen zu diesem Produkt finden Sie im Katalog IC 10 Befehlen und Melden Befehls- und Meldegeräte 3SB3 • Befehls- und Meldegeräte sorgen dafür, dass Zustände von Maschinen und Anlagen (z.B. Fehlerquellen oder Störfaktoren) rechtzeitig und zuverlässig gemeldet werden und Maschinen und Anlagen gesteuert sowie in Gefahrensituationen in den sicheren Zustand gebracht werden können. Teil unseres umfassenden Portfolios sind sowohl die Betätiger und Schaltelemente, als auch die Lampenfassungen mit LED-Lampe, die gemäß der ATEX-Richtlinie 94/9/EG als einfache elektrische Betriebsmittel eingestuft wurden und somit für den Einsatz in eigensicheren Stromkreisen geeignet sind. Schaltgerät Typ Ausführung Zertifikatsnummer Zulassungsbasis Zündungsschutzart/ Kennzeichnung ATEX 2690c Einfache elektrische Betriebsmittel gemäß EN/IEC 60079-11, IEC 60947-5-1 Einsatz nur in Stromkreisen der Zündschutzart i (Eigensicherheit) gemäß EN/IEC 60079-11 Gerätekennzeichnung: keine ATEX 2689c Einfache elektrische Betriebsmittel gemäß EN/IEC 60079-11, IEC 60947-5-1 Einsatz nur in Stromkreisen der Zündschutzart i (Eigensicherheit) gemäß EN/IEC 60079-11 Einsatz bis Spannung 26,4 V (LED's) Gerätekennzeichnung: keine Betätigungselemente Betätiger 3SB30.. 3SB35.. Kunststoff- oder Metallbetätiger Schaltelement 3SB34.. Federzugklemmen oder Schraubanschluss Komponenten für Betätigungselemente 38 Lampenfassung 3SB34..-1A Federzugklemmen oder Schraubanschluss LED-Lampe 3SB39 01-1.A Bemessungsspannung AC/DC 24 V, Sockel BA9s Industrielle Schalttechnik © Siemens AG 2010 Stromversorgung SITOP NEU Geregelte Stromversorgung SITOP Unerlässlich für jeden effizienten Anlagenbetrieb ist eine zuverlässige Stromversorgung 365 Tage im Jahr. Dafür sorgt die hohe Qualität und Funktionalität der primärgetakteten Schaltnetzteile SITOP. Sie liefern die Standard-Automatisierungsspannung 24 V, aber auch andere Ausgangsspannungen. Selbst bei großen Netzschwankungen wird der Ausgang exakt geregelt. Die Stromversorgungs-Reihen enthalten Netzgeräte für verschiedene Leistungen und Anforderungen, auch für den explosionsgeschützten Bereich. Zur Erhöhung der Systemverfügbarkeit können die SITOP-Stromversorgungen mit zusätzlichen Modulen erweitert werden. Das Redundanzmodul entkoppelt 2 typgleiche Netzgeräte um auch bei Ausfall eines Geräts die 24-V-Versorgung sicher zustellen. Das Selektivitäts- und das Diagnosemodul bieten selektiven Schutz einzelner 24-V-Pfade vor Überlast und Kurzschluss. Das Abschalten fehlerhafter Pfade und die schnelle Fehlerortung ermöglicht die Minimierung von Stillstandzeiten. Weitere Informationen zu Stromversorgung SITOP finden Sie im Katalog KT 10.1 oder im Internet: www.siemens.de/sitop Bezeichnung AusgangsNennwert, Typ EingangsNennwert (-Bereich) Temperatur Zulassung Kennzeichnung LOGO!Power DC 24 V/ 1,3 + 2,5 + 4,0 A DC 5 V/ 3,0 + 6,3 A DC 12 V/ 1,9 + 4,5 A DC 15 V/ 1,9 + 4,0 A AC 100 - 240 V (AC 85…264 V) -20 ... +70 °C ATEX II 3G FM Class I Ex nA IIC T3 Division 2, Group A, B, C, D T4 SITOP compact DC 24 V/ 0,6 + 1,3 A, PSU100C DC 12 V/ 2,0 A, PSU100C AC 100 - 230 V (AC 85…264 V/ DC 110…300 V) -20 … +70 °C ATEX II 3G Ex nA IIC T4 SITOP smart DC 24 V/ 2,5 + 5 + 10 A AC 120/ 230 V DC 24 V/ 5 + 10 A, (AC 85…132 V/ Industrieversion 170…264 V) 0 … +60°C ATEX II 3G FM Class I cCSAus Class I EEx nA II T4 Division 2, Group A, B, C, D T4 Division 2, Group A, B, C, D T4 Stromversorgung SIMATIC S7-300 Design DC 24 V/ 20 A, PSU300S 3 AC 400-500 V 0 … +60°C (3 AC 340…550 V) ATEX II 3G Ex nAC IIC T4 DC 24 V/ 2,5 + 5 + 10 A, PS307 AC 120/ 230 V (AC 85…132 V/ 170…264 V) 0 … +60°C ATEX II 3G FM Class I cULus Class I EEx nA II T4 Division 2, Group A, B, C, D T4 Division 2, Group A, B, C, D T4 Ergänzungsmodule zur Stromversorgung Redundanzmodul DC 24 V/ 40 A (Summenstrom), PSE202U DC 24 V (DC 24…28,8 V) 0 … +60°C ATEX II 3G cCSAus Class I Ex nAC IIC T4 Division 2, Group A, B, C, D T4 Diagnosemodul DC 24 V/ 4 x 10 A, SITOP select DC 24 V (DC 22…30 V) 0 … +60°C ATEX II 3G cCSAus Class I Ex nAC IIC T4 Division 2, Group A, B, C, D T4 Selektivitätsmodul DC 24 V/ 4 x 3 A + 4 x 10 A, PSE200U DC 24 V (DC 22…30 V) 0 … +60°C ATEX II 3G Ex nAC IIC T4 Stromversorgung SITOP 39 © Siemens AG 2010 Motoren und Getriebemotoren Lückenloses Portfolio für maximale Sicherheit Für alle anwendbaren Zündschutzarten Siemens und die Tocherfirma Loher GmbH bieten seit Jahrzehnten über alle Leistungsklassen hinweg explosionsgeschützte Motoren an und sorgen dabei auch in explosiver Atmosphäre für zuverlässigen Betrieb und maximale Sicherheit für Mensch, Maschine und Umwelt. Es stehen explosionsgeschützte Motoren in allen Zündschutzarten zur Verfügung. Das Angebotsspektrum von Siemens und Loher ergänzt sich zu einem lückenlosen Spektrum – von 90 Watt bis 100 MW, als Standardausführung oder als maßgeschneiderte Kundenlösung und in allen anwendbaren Zündschutzarten für Gas und Staub. Alle explosionsgeschützten Motoren sind entsprechend den neuen Standards in Wirkungsgradklasse IE2 lieferbar. Für Motion Control Anwendungen in Explosionsschutzzonen etwa in der Druckindustrie und Lackieranlagen stehen Synchron- und Asynchronmotoren für den Einsatz in Zone 1 und 2 sowie Zone 22 zur Verfügung. Asynchronmotor 1MA 'erhöhte Sicherheit' für den Einsatz in der Ex-Schutz Zone 1 STAUB Umrichter Steuerung Leitsystem PROFIBUS PROFINET FM/UL Class I Division 2 ATEX Zone 2 FM/UL Class II Division 2 ATEX Zone 22 Class I Division 1 Zone 1 Zone 0 Class II Division 1 Zone 21 Zone 20 Explosionsgefährdeter Bereich 2 10 Motor/Getriebemotor Ex n Staub-Ex-Zone 22 Ex p, Ex d, Ex e, Ex de Staub-Ex-Zone 21 Umrichter Einsatz in explosionsfähigen Gas- und Staub-Atmosphären 40 Motoren und Getriebemotoren G_ST70_XX_00743 Motor/Getriebemotor © Siemens AG 2010 Doppelschutz für außergewöhnliche Anforderungen Für besondere Anforderungen stehen Motoren mit Doppelschutz zur Verfügung: Zum einen ist dies die Kombination von Gas- und Staubexplosionsschutz für Einsatzorte, an denen entweder feine explosive Stäube oder Gase auftreten können. Ebenso möglich ist Doppelschutz in Ex d und Ex e, insbesondere für Einatzorte mit extrem hohen Sicherheitsanforderungen, beispielsweise Flüssiggastanker. Getriebemotorausführung nach ATEX Ebenso wie die Motoren werden die Getriebemotoren in Ausführungen nach ATEX angeboten. Dabei stehen Getriebemotoren mit allen Getriebearten zur Verfügung: Stirnrad-, Kegelrad-, Stirnradschnecke-, Flach- sowie Schneckengetriebe. Druckfest gekapselter Asynchronmotor 1PS5 für den Einsatz in der Ex-Schutz Zone 1 Umrichtertechnik für den explosionsgefährdeten Bereich Mit SINAMICS, DYNAVERT und Micromaster bietet Siemens Frequenzumrichter an, die ebenfalls auf die Belange des Explosionsschutzes zugeschnitten sind. Der DYNAVERT T hat beispielsweise eine ATEX-zertifizierte elektronische Abschaltung durch integrierte TMS-Periperieplatine für Ex-Motoren der Zone 1 und 2. Im Bergbau kommen spezielle schlagwettergeschützte Mining-Umrichter DYNAVERT I oder DYNAVERT T zum Einsatz. Motox Stirnradgetriebemotor Motorentyp Zündschutzarten Asynchronmotoren Niederspannung Ex n AII, Ex e II, Ex de IIC, Ex d IIC, Ex de I, Ex d I, Ex p II, Staub-Ex, Doppelschutz Ex d und Ex e sowie Gas/Staub Asynchronmotoren Hochspannung Getriebe und Getriebemotoren Leistungsspektrum / Drehmoment Baugröße (Achshöhe) Drehzahlen Schutzarten Zertifizierungen 0,09 - 4000 kW 63 - 630 mm ... 12.000 min-1 IP20, IP55, IP56 (non heavy sea), IP65, IP67, IP68 ATEX, IECEx, NEPSI, Rostekhnadzor, etc. Ex n AII, Ex e II, Ex de IIC, Ex d IIC, Ex de I, Ex d I, Ex p II, Staub-Ex, Doppelschutz Ex d und Ex e sowie Gas/Staub 50 - 100.000 kW 350 - 1250 mm ... 15.000 min-1 IP20, IP55, IP56 (non heavy sea), IP65, IP67, IP68 ATEX, NEPSI, Rostekhnadzor, etc. Ex n AII, Ex de IIC, Ex d IIC, Ex e, Staub-Ex 0,12 - 200 kW; 50 - 34.000 Nm Getriebebaugrösse 18 - 208 0,1 ... ca. 700 min-1 IP55, IP65 ATEX, Rostekhnadzor Motoren und Getriebemotoren 41 © Siemens AG 2010 Prozessinstrumentierung Prozessinstrumentierung Wägetechnik Siemens bietet eine umfangreiche Palette an Prozessinstrumenten für Für die Wägetechnik bietet Siemens eine umfangreiche Produktpalette, bestehend aus: • • • • • • • Wägeelektronik, SIMATIC-basiert oder als Stand-aloneMessumformer • Wägezellen • Förderbandwaagen • Dosierbandwaagen • Schüttstrommesser Druck Temperatur Durchfluss Füllstand Prozessüberwachung Stellungsregelung Die meisten Geräte sind für den Einsatz in Ex-Zone unterscheidlicher Art zertifiziert. Viele Produkte aus diesem Spektrum haben ein Ex-Zertifikat in unterschiedlichen Umgebungen. Detaillierte Angaben finden Sie im Katalog FI 01 2010 "Feldgeräte für die Prozessautomatisierung". Bestell-Nr. E86060-K6201-A101-B2 Detaillierte Angaben finden Sie im Katalog WT 10 2010 "Produkte für die Wägetechnik". Bestell-Nr. E86060-K6410-A101-A2 oder im Internet unter: www.siemens.de/prozessinstrumentierung oder im Internet unter: www.siemens.de/wägetechnik Prozessanalytik Alle genannten Kataloge erhalten Sie auch in elektronischer Form auf einer CD: Im Bereich Prozessanalytik bietet Siemens Geräte für "Products for Process Automation Process Instrumentation, Process Analytics, Weighing Technology" Bestell-Nr. E86060-D6201-A140-A9-9900 • Kontinuierliche Gasanalyse extraktiv und in-sizu • Prozess-Gaschromatographie Die Geräteart variiert je nach dem Einsatz in unterschiedlichen Ex-Zonen. Detaillierte Angaben finden Sie im Katalog PA 01 2010 "Geräte für die Prozessanalytik". Bestell-Nr. E86060-K3501-A101-A5 oder im Internet unter: www.siemens.de/prozessanalytik Druckmessumformer mit der Zündschutzart "Eigensicherheit" und "druckfeste Kapselung" können innerhalb explosionsgefährdeten Bereichen (Zone 1) oder an Zone 0 montiert werden. 42 Prozessinstrumentierung © Siemens AG 2010 Weitere Informationen Literaturverzeichnis Richtlinie 94/9/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 23. März 1994 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften, Nr. L 100/1 Richtlinie 1999/92/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 1999 über Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphären gefährdet werden können. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften, Nr. L 23/57 Betriebssicherheitsverordnung - BetrSichV: Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren Benutzung bei der Arbeit, über Sicherheit beim Betrieb überwachungsbedürftiger Anlagen und über die Organisation des betrieblichen Arbeitsschutzes. K. Nabert und G. Schön: Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Dämpfe Deutscher Eichverlag, Braunschweig EN 60529: 2000 (VDE 0470 Teil 1) Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code) EN 60079-14: 2004 (VDE 0165 Teil 1) Elektrische Betriebsmittel für gasexplosionsgefährdete Bereiche Teil 14: Elektrische Anlagen für gefährdete Bereiche (ausgenommen Grubenbaue) EN 61241-14: 2005 (VDE 0165 Teil 2) Elektrische Betriebsmittel zur Verwendung in Bereichen mit brennbarem Staub - Teil 14: Auswahl und Errichten VDE-Verlag GmbH, Berlin SIMATIC ET 200 für dezentrale Automatisierungslösungen Broschüre: Bestell-Nr. 6ZB5310-0FM01-0BA. SIRIUS Unendliche Möglichkeiten Einführung in die industrielle Schalttechnik Broschüre: Bestell-Nr. E20001-A1000-P302 Ein lückenloses Programm an Niederspannungsmotoren bis 1250 KW Broschüre: Bestell-Nr. E20001-A450-P220 MOTOX Getriebemotoren Broschüre: Bestell-Nr. E80001-A440-P220-V1 SITOP Stromversorgung Broschüre: Bestell Nr. E80001-A2490-P310-V4 Technische Beratung und Installationen für Zone 2 und 22 sowie Zone 1 und 21 erhalten Sie bei Helmut Heib, I IA CE S EN Tel.: +49 (721) 595-3776 Email-Adresse: [email protected] NFPA 70 - 1996 National Electrical Code, Ausgabe 1996 National Fire Protection Association, Quincy, MA, USA NFPA 70 - 1999 National Electrical Code, Ausgabe 1999 National Fire Protection Association, Quincy, MA, USA NFPA 70 - 2005 National Electrical Code, Ausgabe 2005 National Fire Protection Association, Quincy, MA, USA 2006 Canadian Electrical Code, 20. Ausgabe Canadian Standards Association, Etobicoke, ON, Canada 1996 National Electrical Code Review and Application Guide Killark Electric Manufacturing Company, St. Louis, MO, USA 1998 Canadian Electrical Code Review and Application Guide Hubbell Canada Inc. - Killark, Pickering, ON, Canada Druckschrift Explosionsschutz - Grundlagen R. STAHL SCHALTGERÄTE GMBH, Waldenburg Weitere Informationen 43 © Siemens AG 2010 Weitere Informationen Dezentrale Peripherie: www.siemens.de/et200 Niederspannungs-Schalttechnik: www.siemens.de/industrial-controls Stromversorgung: www.siemens.de/sitop Antriebe: www.siemens.de/drives Vertiefende Infos finden Sie im SIMATIC Guide Handbücher: www.siemens.de/simatic-doku Bestellen Sie weitere Druckschriften zum Thema SIMATIC unter: www.siemens.de/simatic/druckschriften Vertiefende technische Dokumentation auf unserem Service& Support Portal: www.siemens.de/automation/support Für ein persönliches Gespräch finden Sie Ansprechpartner in Ihrer Nähe unter: www.siemens.de/automation/partner Mit der Mall können Sie direkt elektronisch per Internet bestellen: www.siemens.de/industrymall Siemens AG Industry Sector Postfach 48 48 90327 NÜRNBERG DEUTSCHLAND www.siemens.com/automation Änderungen vorbehalten Bestell-Nr.: 6ZB5310-0LE01-0BA5 3P.8301.24.01 Dispo 26100 Br 1010 4. ROT 44 De Printed in Germany © Siemens AG 2010 Die Informationen in dieser Broschüre enthalten Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. Liefermöglichkeiten und technische Änderungen vorbehalten. Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken oder Erzeugnisnamen der Siemens AG oder anderer, zuliefernder Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann. © Siemens AG 2010 © Siemens AG 2010 Ei n t e i l u n g d e r E x - B e re i c h e Gefahr ständig oder gelegentlich USA NEC 500 Class I (gas) Class II (dust) Class III (fibers) K la s s e n und Gr uppe n na c h N EC 5 0 0 Gefahr selten und kurzzeitig Division 1 Division 2 Typische Gase/ Stäube/ Flusen/Fasern Gr oup Acetylen Class I Group A Wasserstoff Class I Group B Ethylen Class I Group C Propan Class I Group D Methan Te m pe r a t ur k la s s e n Mining Metallstaub Class II Group E Kohlenstaub Class II Group F Kornstaub Class II Group G Fasern/Flusen Class III Höchstzulässige USA Oberflächentemperatur (NEC 500) Höchstzulässige USA Oberflächentemperatur (NEC 500) 450°C T1 180 °C T3A 300°C T2 165 °C T3B 280°C T2A 160 °C T3C 260°C T2B 135 °C T4 230°C T2C 120 °C T4A 215°C T2D 100 °C T5 200°C T3 85 °C T6 NEC 500 Class I Division 2 Groups A, B, C, D NEC 505 Class I Zone 1 AEx ib [ib/ia] de IIC T4 II 2 (1)*G Ex Ex ib [ib/ia] de ib [ib/ia] de IIC IIC T4 T4 IEC CENELEC T4 Gb Gb Expl osi onsgr u p p e n n a c h CENELEC, I EC , N E C 5 0 5 Typisches Gas I II A II B II C Methan Propan Ethylen Wasserstoff E i n o rd n u n g v o n G a s e n u n d D ä mp f e n i n E x p l o s i o n s g ru p p e n u n d Te mp e ra t u rk l a s s e n T1 I Methan IIA Aceton Ethan Ethylacetat Ammoniak Benzol (rein) Essigsäure Kohlenoxyd Methan Methanol Propan Toluol Stadtgas (Leuchtgas) Wasserstoff IIB IIC T2 T3 T4 Ethylalkohol i-Amylacetat n-Butan n-Butylalkohol Benzine Dieselkraftstoff Flugzeugkraftstoff Heizöle n-Hexan Acetylaldehyd Ethylether Zünds c hut za r t e n f ür e le k t r is c he B e t r ie bs m it t e l in ga s e x plos ions ge f ä hr de t e n B ereich en T5 T6 Zündschutzart K 1 ) Schematische Darstellung G e rä t e g ru p p e I ( B e rg b a u ) Gefahrenniveau Kategorie M2 Gefahr ständig, Gefahr gelegentlich langzeitig oder häufig Geräteschutzniveau Geräteschutzniveau (EPL) Ma (EPL) Mb Schutzniveau sehr hohes Schutzniveau hohes Schutzniveau Höchstzulässige Oberflächentemperatur CENELEC IEC USA (NEC 505) 450 °C 300 °C 200 °C 135 °C 100 °C 85 °C T1 T2 T3 T4 T5 T6 CENELEC/IEC USA NEC 505 Class I (gas) Gefahr gelegentlich Gefahr selten und kurzzeitig Zone 0 (Zone 20 – Staub) Zone 1 (Zone 21 – Staub) Zone 2 (Zone 22 – Staub) Zone 0 Zone 1 1) Zone 2 Gefahrenniveau Einsatz in Atmosphäre G=Gas, D=Staub Schutzniveau Einsatz * (1) = Kategorie 1 Kategorie 2 Kategorie 3 ohne Kategorie Gefahr ständig, langzeitig oder häufig Zone 0 Zone 20 Gefahr gelegentlich Gefahr selten und kurzzeitig keine Gefahr Zone 1 Zone 21 Zone 2 Zone 22 sicherem Bereich G G D G D D Geräteschutzniveau (EPL) Ga Da Gb Db sehr hohes hohes Schutzniveau Schutzniveau Gc Dc erhöhtes Schutzniveau Zone 0 Zone 2 Zone 20 Zone 1 Zone 21 EN 60079-1 IEC 60079-1 ANSI/ISA/UL 60079-1 FM 3615 Schaltanlagen, Transformatoren ■ ■ Zündquelle wird einge-schlossen von einem unter Überdruck (mind. 0,5 mbar) stehenden Zündschutzgas – die umgebende Atmos-phäre kann nicht eindringen EN 60079-2 IEC 60079-2 FM 3620 NFPA 496 Steuerschränke, Schaltschränke ■ ■ Eigensicherheit i Durch Begrenzung der im Stromkreis befindlichen Energie wird die Entstehung von unzulässig hohen Temperaturen, Zündfunken und Lichtbogen vermindert EN 60079-11 IEC 60079-11 ANSI/ISA/UL 60079-11 FM 3610 Aktoren, Sensoren, PROFIBUS DP RS 485-iS ■ ■ Ölkapselung Betriebsmittel oder deren Teile EN 60079-6 werden in Öl eingeschlossen IEC 60079-6 – und so von der Ex-Atmosphä- ANSI/ISA/UL 60079-6 re getrennt Transformatoren, Schaltgeräte ■ ■ Sandkapselung q Zündquelle wird von feinkörnigem Sand umschlossen. Die das Gehäuse umgebende ExAtmosphäre kann nicht durch einen entstehenden Lichtbogen gezündet werden EN 50017 IEC 60079-5 ANSI/ISA/UL 60079-5 Heizbänder, Kondensatoren ■ ■ Vergusskapselung m Durch Einbettung der Zündquelle in eine Vergussmasse kann sie eine Ex-Atmosphäre nicht entzünden EN 60079-18 Sensoren, IEC 60079-18 Schaltgeräte ANSI/ISA/UL 60079-18 ■ ■ Zündschutzarten n Leicht vereinfachte Anwendung der anderen Zone-2-Zündschutzarten – “n“ steht für “nicht zündend“ EN 60079-15/2/18/11 AutomatisieIEC 60079-15/2/18/11 rungsgeräte ANSI/ISA/UL 60079-15 FM 3611 Optische Strahlung op Durch geeignete Maßnahmen wird vermieden, dass eine optische Strahlung eine explosionsgefährdete Atmosphäre entzündet. EN 60079-28 IEC 60079-28 Druckfeste Kapselung d Überdruckkapselung p Zone 22 Angabe in Klammern bezieht sich auf das zugehörige Betriebsmittel; In diesem Fall: zugehöriges Betriebsmittel Installation in Kat.1 EEN 60079-7 IEC 60079-7 ANSI/ISA/UL 60079-7 ■ o 1) Ein Gerät, das für Class I, Zone 1 zugelassen ist, kann automatisch auch in Class I, Division 2 eingesetzt werden. G e rä t e g ru p p e I I ( a n d e re e x p l o s i o n s g e f ä h rd e t e B e re i c h e ) Gilt nur für Betriebsmittel oder deren Bestandteile, die im Normalfall keine Funken oder Lichtbogen erzeugen, keine gefährlichen Temperaturen annehmen und deren Netzspannung 1kV nicht überschreitet Kommt es zu einer Zündung im Kapselinneren, hält das Gehäuse dem Druck stand – die Explosion wird nicht nach außen übertragen ■ e E i n t e i l u n g d e r E x - B e re i c h e Gefahr ständig oder gelegentlich EN 60079-0 IEC 60079-0 ANSI/UL 60079-0 FM 3600 Klemmen, Anschlusskästen Erhöhte Sicherheit Te mp e rat ur k la s s e n Kategorie M1 Allgemeine Bestimmungen für die Bauart und Prüfung elektrischer Betriebsmittel, die für den Ex-Bereich bestimmt sind Beispiele 2 Gc Ethylen Schwefelkohlenstoff Standard 1 Gb Allgemeine Anforderungen Acetylen Grundprinzip Anwendung in Zone / Geräteschutzniveau 1) Kennzeichnung Lichtwellenleiter 0 Ga ■ ■ ■ ■ ■ ■ Änderungen vorbehalten | Bestell-Nr.: 6ZB5310-0LE01-0BA5 | 3P.8301.24.01 | Dispo 26100 | PO 1010 1. ROT De | Printed in Germany | © Siemens AG 2010 Explosionsgruppe Explosion Protection Answers for industry. SO_02_Poster_A2_kurz_410x550.ind1 1 16.11.2010 15:52:43