NETZWERKTECHNIK. Explosionsschutz für Industrial Ethernet

Transkript

1 NETZWERKTECHNIK Explosionsschutz für Industrial Ethernet

2 2 NETZWERKLÖSUNGEN GRENZENLOSE MÖGLICHKEITEN IM EX-BEREICH Der digitale Fortschritt verändert ganze Industrien und wird zu einem zentralen Hebel zukünftiger Wettbewerbsfähigkeit. Auch in der Prozessautomatisierung sucht man nach neuen und effizienteren Lösungen. Ob unter dem Begriff Digital Oilfield oder in Arbeitskreisen zur Modularen Automatisierung/Produktion die Anbindung an das Industrial Internet of Things und die produktive Nutzung von Big Data zur Prozessoptimierung spielen eine wichtige Rolle. Für die Umsetzung von Industrie 4.0 in der Prozessindustrie sind den Technologien Ethernet und Funktechnik entscheidende Rollen zugedacht. Hauptanwendungen sind die Datenübertragung für mobile Bediengeräte, die Überwachung von verfahrenstechnischen Abläufen sowie die Integration und Diagnose von Sensorik und Aktorik. Die technologische Herausforderung besteht darin, die Anforderungen von digitalen Übertragungstechnologien auf der einen Seite und dem Explosionsschutz auf der anderen Seite gerecht zu werden. Das Ziel von R. STAHL ist es, Produkte und Lösungen anzubieten, die sicheren Explosionsschutz und eine einfache Handhabung in sich vereinigen. Das Angebot von R. STAHL im Bereich Netzwerktechnik umfasst derzeit Produkte zur Installation von Ethernet-Netzwerken oder WLAN- und WirelessHART- Lösungen. Zudem sehen wir uns als Partner, um Ihre Ideen für den Aufbau von Netzwerken mit den Geräten und Technologien ihrer Wahl im Ex-Bereich zu ermöglichen.

3 3 IT TRIFFT EXPLOSIONSSCHUTZ Mit dem Einsatz von Ethernet in der Prozessindustrie kommt zwangsläufig ein Aspekt zum Tragen, der für die meisten IT Experten völliges Neuland darstellt der Explosionsschutz. Zur Vermeidung von Explosionen sind weltweit Schutzvorschriften in Form von Gesetzen, Verordnungen und Normen entwickelt worden. Im ersten Schritt geht es darum zu verhindern, dass eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre entsteht. In den Produktionsbereichen der Prozessindustrie ist dies oft nicht auszuschließen. Deshalb müssen Maßnahmen ergriffen werden, Brennbarer Stoff Zündquelle Luft (Sauerstoff) Abb. 1: Eine Explosion kann nur ablaufen, wenn diese drei Faktoren zusammenkommen. die eine Zündung der Atmosphäre verhindern. Für den Schutz der Netzwerktechnik steht eine Reihe von Zündschutzmaßnahmen zur Verfügung. Einige dieser Zündschutzarten basieren darauf, die Geräte so zu kapseln, dass eine explosionsgefährdete Atmosphäre nicht bis zum Gerät vordringen kann. Andere Zündschutzarten begrenzen die Energie der möglichen Zündquelle auf ein ungefährliches Maß. Die Anforderungen beider Welten unter einen Hut zu bringen, stellt eine Herausforderung dar. Mit über 50 Jahren Erfahrung im Bereich Explosionsschutz und eigenen Produkten die mittels Ethernet kommunizieren, ist R. STAHL der beste Partner für ihre Netzwerklösung.

4 4 R. STAHL LÖSUNGEN FÜR DIE DIGITALE VERNETZUNG ETHERNET NETWORK MANAGED SWITCH 9722 UNMANAGED SWITCH 9721 INDUSTRIAL SWITCH ZONE 1 ZONE 2 REMOTE I/0 REMOTE I/0 WIRELESSHART MEDIA CONVERTER 9721 WIRELESSHART GATEWAY 7145 INDUSTRIAL FIBRE OPTICAL SPLICE BOX FIBRE OPTICAL SPLICE BOX BASE-FX (FIBRE OPTICS) Ex op is 100BASE-FX (FIBRE OPTICS) Ex op pr 100BASE-TX (COPPER CABLE) Ex e

5 5 CCTV CONTROL WLAN ACCESS POINT 7145 UNMANAGED SWITCH 9721 MEDIA CONVERTER 9721 HMI MEDIA CONVERTER 9721 ETHERNET TERMINAL 8187 HMI CCTV MOBILE HMI WLAN ACCESS POINT 8265

6 6 MEDIENKONVERTER, UNMANAGED UND MANAGED SWITCHES Die Übertragung von Ethernet über Kupferleitungen ist auf eine Übertragungsdistanz von ca. 100 Meter begrenzt. Dies reicht für die weitläufigen Produktionsanlagen der Prozessindustrie häufig nicht aus. Zudem kann die Übertragung mittels Kupfer durch elektromagnetische Störquellen beeinträchtigt werden. Die Übertragung mittels Lichtwellenleiter bietet in beiden Fällen eine passende Lösung. Die Medienkonverter und Switches von R. STAHL arbeiten auf der Basis von explosionsgeschützten Laserquellen, die die Installation und den Betrieb sehr einfach gestalten. Zündschutzart op is Laserquellen, wie sie bei der Signalübertragung mittels Lichtwellenleiter zum Einsatz kommen, werden als potenzielle Zündquellen betrachtet. Die Zündschutzart op is basiert auf der Begrenzung der Energie auf ein ungefährliches Maß. Die Zündschutzart wird in der IEC EN beschrieben. Medienkonverter 9721 Der Medienkonverter Reihe 9721 setzt elektrische in optisch inhärent sichere op is -Signale um und ermöglicht so Installations- und Wartungsarbeiten am Lichtwellenleiter im Betrieb in Zone 0, 1 und 2 (hot-swap, hot-work). Er eignet sich besonders für das Remote-I/O-System IS1+ -Ethernet. Übertragungsrate 100 Mbit/s. Reichweite bis 5 km (Multimode) oder bis 30 km (Singlemode). Erweiterter Temperaturbereich: -30 C C. Erlaubt die Installation in Zone 2.

7 7 Unmanaged Switch 9721 Der Switch 9721 dient zur Vernetzung von elektrischen mit optischen 100 Mbit/s-Ethernet-Netzwerken. Die 4 LWL-Ports sind zum Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen in der Zündschutzart op is ausgeführt. Hiermit sind konventionelle LWL-Kabel auch im explosionsgefährdeten Bereich einsetzbar und dürfen im Betrieb gesteckt und getrennt werden (hot-swap). Übertragungsrate 100 Mbit/s. Reichweite bis 5 km (Multimode) oder bis 30 km (Singlemode). Erweiterter Temperaturbereich: -30 C C. Erlaubt die Installation in Zone 2. Managed Switch 9722 Die gemanagten 100 Mbit/s-Switche Reihe 9722 sind speziell für den Einsatz in PROFINET-Netzwerken konzipiert. Sie verfügen über eine Ringfunktionalität auf Basis des Media Redundancy Protocol. Die 4 LWL-Ports sind in der Zündschutzart op is ausgeführt, so dass Geräte in der Zone 0, 1 und 2 einfach gewartet werden können (hot-swap, hot plug). Robustes Industriedesign. Geeignet für PROFINET. Erweiterter Temperaturbereich: -40 C C. Erlaubt die Installation in Zone 2.

8 8 INSTALLATIONSTECHNIK FÜR KABEL UND LICHTWELLENLEITER Die Installation von Ethernet in explosionsgefährdeten Bereichen stellt einen Spagat zwischen den Anforderungen des Explosionsschutzes und der digitalen Signalübertragung dar. Auf der einen Seite müssen Mindestabstände zur Trennung von Stromkreisen eingehalten werden, auf der anderen Seite führt eine parallele Aderführung zu Störungen. R. STAHL bietet einzigartige Lösungen, die beide Welten zusammenbringen und gleichzeitig eine einfache und schnelle Installation ermöglichen. Zündschutzart e Bei dieser Zündschutzart werden mit speziellen Maßnahmen unzulässig hohe Temperaturen und das Entstehen von Funken innerhalb oder außerhalb elektrischer Betriebsmittel verhindert. Voraussetzung ist, dass diese Zündquellen im normalen Betrieb nicht auftreten. Zündschutzart op pr Laserquellen, wie sie bei der Signalübertragung mittels Lichtwellenleiter zum Einsatz kommen, werden als potenzielle Zündquellen betrachtet. Die Zündschutzart op pr basiert auf dem sicheren Einschluss der optischen Strahlung im Lichtwellenleiter und der Verbindungstechnik.

9 9 Ethernet-Klemme 8187 Die Ethernet-Klemme 8187 dient zum Anschluss von CAT5/6/7-Kabeln mit Übertragungsraten bis 1 GBit/s in explosionsgefährdeten Bereichen. Die übliche Verbindungstechnik mit RJ45-Steckverbindern ist hier nicht verwendbar. In einzigartiger Weise vereint diese Ethernet- Klemme einfache Handhabung und beste Übertragungseigenschaften. LWL-Spleißkassette 8186 Die LWL-Spleißkassette in der Zündschutzart op pr ermöglicht die fachgerechte und zeitsparende Verbindung von 6 oder 12 Lichtwellenleitern in explosionsgefährdeten Bereichen. Die Kassetten sind mit 1 oder 2 Spleißschutzhaltern ausgestattet, die LWL können von allen vier Seiten zugeführt werden.

10 10 WIRELESS ETHERNET WLAN-LÖSUNGEN NACH MASS R. STAHL bietet die Möglichkeit, den WLAN Access Point Ihrer Wahl im explosionsgefährdeten Bereich zu betreiben. Ihr Netzwerk bleibt damit firmenübergreifend homogen und zentral administrierbar. Individuelle Wünsche und regionale Spezifikationen können berücksichtigt werden. HFISOLATOR 9730 Der HFisolator wandelt Funksignale in explosionsgeschützte Funksignale um. Durch die Wandlung des Signals kommen alle Vorteile der Eigensicherheit i zum Tragen: der Einsatz des vollen Spektrums von Antennen und Standard-Koaxialsteckverbindern sowie das Ziehen und Stecken dieser Steckverbinder in explosionsgefährdeten Bereichen. EX D-GEHÄUSESYSTEM 8265 GUBOX Das Gehäusesystem in der Explosionsschutzart d ermöglicht den projektspezifischen Aufbau von Kapselungslösungen für Standard-Ethernet-Geräte wie z. B. einem WLAN Access Point. Internationale Zulassungen erlauben den Einsatz weltweit. Eine projektspezifische Lösung kann innerhalb von wenigen Wochen erstellt werden.

11 11 Der HFisolator ermöglicht den Einsatz des kompletten Spektrums an Industrieantennen in ex-gefährdeten Bereichen. Zusammen mit dem großen Spektrum an Ex d- oder Ex p-gehäusen findet sich eine Lösung für beliebige Funktechnologien. ANTENNENAUSWAHL Die Antenne trägt maßgeblich zur Leistungsfähigkeit der Kommunikation bei. Mit Hilfe des HFisolators ist die Auswahl der Antenne zunächst unbegrenzt, trotzdem muss die Eignung der Antennen für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen beurteilt werden. R. STAHL bietet entsprechende Antennen an. MEDIENKONVERTER 9721 Der Medienkonverter setzt elektrische Ethernet-Signale (TX) in optische Ethernet-Signale (FX) um. Die optischen Ethernet-Signale werden in der Zündschutzart op is ausgeführt. Dadurch sind konventionelle LWL-Steckverbinder auch in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbar und dürfen im laufenden Betrieb gesteckt und getrennt werden (hot-swap). EINBAU DES ACCESS POINTS Die Entwicklung im Bereich WLAN bleibt nicht stehen. Die Innovationszyklen und wachsende Anforderungen der Anwender werden früher oder später dazu führen, dass der WLAN Access Point durch die neueste Generation ersetzt werden soll. Unser Design erlaubt einen komfortablen Austausch mit Hilfe eines Auszugs und ist damit zukunftssicher. So steht Platz für spätere Erweiterungen wie z. B. LoRa oder WirelessHART zur Verfügung. ETHERNET-KLEMME 8187 UND EX E-ANSCHLUSSRAUM Die Klemme ist für die Verbindung von Ethernet-Kabeln in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen. Die Klemme eignet sich für Signale 100BaseTX als auch 1GigE und hat entsprechende Tests bestanden. Bei Montage im Ex e-anschlussraum erlaubt die Klemme den gewohnten Anschluss des Kabels ohne den Einsatz von Ex d-spezialverschraubungen.

12 12 WLAN ACCESS POINT FÜR ZONE 2 WLAN Access Point Zone 2 Reihe 7145/5 Viele Bereiche der Prozessindustrie sind geprägt durch harte Umweltbedingungen. Stellvertretend seien hier die Förderung und der Transport von Öl und Gas erwähnt. In diesen Bereichen werden Lösungen benötigt, die für diese Einsatzbedingungen ausgelegt sind. R. STAHL bietet Geräte, die über einen weiten Temperaturbereich verfügen und einen geringen Platzbedarf aufweisen. Zusammen mit der einzigartigen Gehäusetechnik können WLAN-Lösungen für kleine bis mittlere Netze aufgebaut werden, die auch für die Übertragung von Modbus TCP geeignet sind. Highlights Unterstützt a, b, g, n. Kompakter Aufbau. Weiter Temperaturbereich: -40 C C. Intuitive Konfiguration mittels Webserver.

13 13 WIRELESSHART GATEWAY WirelessHART Gateway Reihe 7145/5 WirelessHART ist die etablierte Technologie, um Signale von Feldgeräten in der Prozessautomatisierung zu übertragen. Es vereinigt in sich hohe Robustheit, einfache Kommunikation und einen niedrigen Energiebedarf. R. STAHL bietet einen Gateway, der das WirelessHART-Netzwerk aufbaut und die Kommunikation mit Automatisierungssystemen herstellt. Highlights Redundanzlösung für höhere Verfügbarkeit. Robustes Gehäuse aus Edelstahl. Weiter Temperaturbereich: -40 C C. Individuelle Lösungen auf Anfrage.

14 14 R. STAHL: IHR PARTNER FÜR EXPLOSIONSSCHUTZ WELTWEIT Engineering Neben den Komponenten bietet R. STAHL auch projektspezifische Lösungen an. Unsere erfahrenen Ingenieure arbeiten eng mit Ihnen zusammen, zeitnah eine optimale Lösung zu gestalten. Fertigung Von der Ethernet-Klemme bis hin zu einem HMI mit WLAN Access Point unsere Fertigung baut Ihre Lösung sicher, termingerecht und mit zertifizierter Qualität nach ATEX, IECEx oder NEC. Factory Acceptance Test (FAT) Kommen Sie zur Prüfung und Freigabe Ihrer Lösungen in unseren geräumigen Produktionsbereich. Und bei Änderungsbedarf steht das Fertigungsteam sofort zur Verfügung. Support Nach der Auslieferung Ihrer Systeme ist für uns noch lange nicht Schluss. Unser Support steht Ihnen von der Inbetriebnahme vor Ort über die gesamte Betriebsdauer mit Rat und Tat zur Seite.

15 15 Mit unseren Produkten und Systemen gewährleisten wir die Sicherheit von Mensch, Maschine und Umwelt in explosionsgefährdeten Umgebungen. Dabei bieten wir unseren Kunden individuell auf ihre Bedürfnisse zugeschnittene, verlässliche und innovative Lösungen. Wir sind technologisch immer auf dem neusten Stand so haben Sie die Gewissheit, sich für eine moderne und dauerhaft tragfähige Lösung zu entscheiden. Vertrauen Sie unserem Know-how, dem umfangreichen Produkt- und Dienstleistungsportfolio, unserer Systemkompetenz, der hohen R. STAHL-Qualität und unserer Verlässlichkeit in Zertifizierungsfragen.

16 ID / DE Gedruckt in Deutschland R. STAHL Am Bahnhof Waldenburg, Germany T F r-stahl.com