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Ex- PCs und Ex- HMI-Systeme

Überdruckkapselungssysteme (Ex p)

Eigensichere (Ex i) MSR- Komponenten

F830 F840 F850-SYST F850S F850U F860S F870S SR852 SR853 Patent
F850U Blockschaltbild Eigenschaften Maßbild Tech.Daten Typenschlüssel Download

Ex p- Steuergerät FS850U - Beschreibung

F850U

Die Zündschutzart Überdruckkapselung (Ex p) ermöglicht es „Nicht Ex- zugelassene“ Geräte im Ex-Bereich zu betreiben. Dieser Schutzart liegt der Gedanke zugrunde, explosionsfähige Gasgemische von dem „Nicht Ex- Gerät“ fernzuhalten.

Dies wird dadurch erreicht, indem das Gerät in einem überdruckgekapselten Gehäuse (Ex p-Gehäuse) betrieben wird und dieses Ex p-Gehäuse, durch ständigen Überdruck mit Luft oder einem Inertgas, vor dem Eindringen explosiver Gasgemische geschützt ist.

Zusätzlich wird bei jeder neuen Inbetriebnahme des Gerätes das Ex p-Gehäuse gespült, um ein eventuell in dem Ex p-Gehäuse vorhandenes zündfähiges Gemisch zu entfernen. Dieser automatische Vorgang wird als Vorspülen bezeichnet.

F850U

Das Überdruckkapselungssystem F850U besteht mindestens aus der Steuereinheit FS850U und einem Magnetventil. Beide Komponenten können innerhalb oder außerhalb des Ex p-Gehäuse montiert werden.

Darüber hinaus können verschiedene Bedientableaus und weitere eigensichere Sensorik an die Steuereinheit angeschlossen werden. Das Ex p- System F850U wird vorzugsweise in der Betriebsart

Ausgleich der Leckverluste

eingesetzt. In dieser Betriebsart wird nach dem Vorspülen ein Überdruck von mindestens 0,5 mbar in dem Ex p- Gehäuse erzeugt. Dafür stehen die Digitalventil- und die Proportionalventiltechnik zur Auswahl.

Digitalventil-Technik

Das eingesetzte Digitalventil wird während dem Vorspülen auf großen Durchlass geschaltet. Nach dem Vorspülen schließt das Digitalventil, Leckverluste werden durch einen kleinen, mechanisch einstellbaren Bypass (Durchmesser 0,3...1 mm) an dem Ventil ausgeglichen. Der Druck in dem Ex p-Gehäuse wird überwacht; er muss 0,5 mbar bis Gehäusemaximaldruck betragen. Der überwachte Gehäusemaximaldruck sowie auch der überwachte Gehäuseminimaldruck ist dabei einstellbar.

Vorhergehende Spülphase

Nach Vorschrift muss vor Inbetriebnahme das Ex p-Gehäuse gespült werden. Für diese Anforderung stehen bei dem Ex p- System F850U ein herkömmliches und ein integrierendes Verfahren zur Verfügung:

  1. Bei dem herkömmlichen Verfahren wird die Spülmenge aus dem Produkt aus vorgewähltem Durchflussminimum und Zeit ermittelt. Die Höhe des Volumenstromes des einströmenden Spülmediums ist dabei von der im Digitalventil befindlichen Düse (Durchmesser 1...6 mm) abhängig und kann mit Hilfe von Tabellen bestimmt werden. Die einströmende Luftmenge muss immer höher als der Durchflussschaltpunkt gewählt werden. Es gilt:

    Durchflussschaltpunkt < Einströmung - Leckverluste.

  2. Das integrierende Verfahren zeichnet sich dagegen aus, dass der tatsächliche Volumenstrom am Auslass des Ex p-Gehäuse gemessen und aufintegriert wird. Damit ergibt sich eine sichere und wirtschaftliche Spülmethode.
Bei beiden Varianten wird während dem Vorspülen der Druck im Ex p-Gehäuse überwacht.

Ein Nachteil der Digitalventiltechnik ist die im Betrieb nach dem Vorspülen konstant verbrauchte Schutzgasmenge. Diese muss im Interesse der Betriebssicherheit wesentlich über der Leckrate des Ex p- Gehäuses liegen. Nicht benötigtes Medium wird dabei über den Auslass an der Steuereinheit FS850U in den Ex-Bereich abgelassen.

Proportionalventil-Technik

Durch den Einsatz eines Proportionalventils wird diese Spülmedium Verschwendung vermieden. Die erstmals bei der kompakten Steuereinheit FS850U realisierte proportional arbeitende Druck- und Durchflusssensorik, in Verbindung mit der integrierten Proportionalventil-Steuerelektronik arbeitet als eingangsseitige Druckregelung:

Druckregelung

Das Proportionalventil ist Stellglied einer PI-Regelung und lässt nur so viel Spülmedium nachströmen, wie durch die Leckrate des Ex p-Gehäuse erforderlich ist. Die Vorteile dieser Technik sind:

  1. erheblich geringere Luft- bzw. Inertgasverbrauch - Mehrkosten für das Proportionalventil amortisieren sich in sehr kurzer Zeit
  2. wesentlich höhere Betriebssicherheit durch konstanten Innendruck im Gehäuse - höhere Leckraten beispielsweise durch Alterung der Gehäusedichtungen führen nicht zum plötzlichen Ausfall der Anlage
  3. fast keine Strömungsgeräusche und Spülmediumverbrauch bei dichtem Gehäuse

Druckregelung bei Spülphase

Ein weiterer Vorteil beim Einsatz des Proportionalventils besteht darin, dass die Druckregelung auch während dem Vorspülen angewandt wird. Bei diesem Verfahren wird der zuvor eingegebene Soll-Spüldruck in dem Ex p-Gehäuse eingeregelt. Gleichzeitig wird der aus dem Gehäuse ausströmende Volumenstrom des Spülmediums gemessen, und solange über die Zeit aufintegriert bis die erforderliche Spülmenge erreicht ist.

Damit sind folgende Vorteile verbunden:

  1. Definierter Überdruck während dem Vorspülen - druckempfindliche Teile wie beispielsweise Folientastaturen oder Sichttüren werden nicht überlastet.
  2. Durch die Aufintegration des tatsächlichen Ausgangsvolumenstromes wird exakt die vorgeschriebene Spülmenge durchgesetzt. Ein Überschreiten von festen Durchflussschaltpunkten und der damit verbundene höhere Spülmittelverbrauch gehört damit der Vergangenheit an (Siehe Abbildung oben).

Ständige Durchspülung

Die Steuereinheit FS 850U besitzt überdies die Betriebsart "ständige Durchspülung". Diese Betriebsart wird erforderlich, wenn beispielsweise durch Analysengeräte im Inneren des Ex p - Gehäuses selbst eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen könnte. Für diese Betriebsart können wahlweise 2 Digitalventile oder ein Proportionalventil eingesetzt werden. Nach dem Vorspülen erfolgt dabei eine Überwachung des vorwählbaren Spülmitteldurchflusses, während des Betriebs

Bedientableau

Über eigensichere Steuerstromkreise an der Steuereinheit FS850U besteht die Möglichkeit Bedien- und Visualisierungstableaus anzuschließen. Diese Zusatzgeräte sind bei einem Einbau der Steuereinheit in das Ex p-Gehäuse selbst sehr vorteilhaft. Für die Steuereinheit sind verschiedene Tableaus vorgesehen.

BT851

Control panel BT851

Intelligentes Tableau Typ BT851

Das Bedientableau BT851 signalisiert Betriebs- und Fehlermeldungen im Klartext. Mit 4 Folientasten ist eine Bedienung der Steuereinheit FS 850S möglich. Momentane Druck- und Durchflusswerte oder Restspülzeit sind jederzeit abrufbar.

Option Druckabfall - Meldekontakt

Mit dieser Option wird ein spontaner Druckabfall über einen passiven Relaiskontakt gemeldet. Im Parametermenü des FS850U wird der Meldedruck festgelegt. Fällt der Gehäuseinnendruck während des Betriebs unterhalb dieses Meldedruck, dann öffnet der Voralarm- Relaiskontakt. Dieses Signal kann problemlos dann in der Warte ausgewertet werden. Der Relaiskontakt ist in Ex e Klemmen ausgeführt, daher kann das Abfragesignal in die Warte nicht eigensicher ausgeführt werden.

Die Baumusterprüfbescheinigung und das Prospekt zu dem Produkt finden Sie unter Produktsuche
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