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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
F870S Blockschaltbild Eigenschaften Maßbild Montage Tech.Daten Typenschlüssel Download
Zündschutzart Überdruckkapselung SIL 2- Standard

Ex p- Steuergerät FS870S - Die neue Referenzklasse

Das FS870S ist ein richtungsweisendes Steuergerät für Überdruckkapselungssysteme (Ex px – Systeme) für die Zonen 1 und 21.

Kompakter Aufbau

Das Überdruckkapselungssystem F870S kann (minimal) mit der Steuereinheit FS870S und einem Magnetventil betrieben werden. Darüber hinaus erweitern ergänzende Bedientableaus, eigensichere Sensorik und Ethernet Schnittstelle die Leistungsfähigkeit dieses Systems.

Innovative Technik

Basierend auf der erstmaligen Einführung proportionaler Ventiltechnik bei Überdruckkapselungssystemen (patentiertes System Gönnheimer F850) wurde beim F870S ein zusätzliches aktives Proportionalventil im Auslass integriert.

Diese Innovation erlaubt bisher ungeahnte Fähigkeiten:

Simultane PID- Regelung von Gehäusedruck und Durchflussrate

Dieser Aufbau erlaubt eine simultane PID- Regelung von Gehäusedruck und Durchflussrate, die neuartige Möglichkeiten beim Aufbau überdruckgekapselter Systeme und Anlagen eröffnet.

So ergibt sich beispielsweise in der Betriebsart „Ständige Durchspülung“ die Möglichkeit, bei unverändertem, geregeltem Innendruck im Ex p- Gehäuse die Durchflussrate von einem hohen Wert während der Vorspülphase auf einen sehr niedrigen Wert während des Normalbetriebs mit kontinuierlicher Gehäusespülung zu senken (Beispiel: 3 l/s auf 0,1 l/s bei konstant niedrigem Gehäusedruck ohne Druckstoß!).

Abbildung 1: Regelkreisstrukturen im FS870S
Bild in höherer Auflösung

Der Einsatz des F870S- Systems trägt zu einer deutlichen Entlastung der Ex p- Gehäuse sowie empfindlicher Einbauten wie z.B. Folientastaturen, Sichtfenstern bei, da im Vergleich zu herkömmlichen Ex p Systemen deutlich geringere Gehäusedrücke zur Erzielung der gleichen Durchflussrate aufgebaut werden

(Zur Veranschaulichung: Eine Verminderung des Gehäuseinnendrucks um 5 mbar ergibt eine um 50 kg/m² kleinere Belastung der Gehäusewände).

Überragende pneumatische Eigenschaften

Deutlich vergrößerter und konfigurierbarer Kennlinienbereich

Im Vergleich zu herkömmlichen Ex p Steuergeräten zeichnet sich das FS870S durch einen deutlich vergrößerten und programmierbaren Kennlinienbereich (Druck- / Durchflusskennlinie) aus.

Herkömmliche Steuergeräte weisen eine feste Durchflusskennlinie auf (Beispiel FS850S, Abbildung 2), welche durch den zusätzlichen Öffnungsdruck des passiven, mechanischen Auslassventils nach rechts verschoben ist, um die Leckrate im Normalbetrieb zu minimieren.

Abbildung 2: Feste Kennlinien bei herkömmlichen Steuergeräten
Im Vergleich hierzu kann das FS870S im oben gezeigten Arbeitsbereich (Abbildung 3) betrieben werden. Dieser Vorteil wird durch die eingangs- und ausgangsseitigen PID- Regelkreise ermöglicht.

Abbildung 3: Arbeitsbereich des FS870S
Bild in höherer Auflösung

Geringere Gehäusebelastung durch kleinere Druckgradienten und Absolutdrücke

Während der Spülphase soll das Gehäuse mit einem möglichst hohen Luftdurchsatz gespült werden, um kurze Spülzeiten zu erreichen. Herkömmliche Ex p Steuergeräte weisen dabei konstruktiv bedingt einen relativ flachen Anstieg des Durchflusses bei steigendem Gehäuseinnendruck auf.

Das FS870S mit reduziertem Durchströmungswiderstand ist in dieser Hinsicht herkömmlichen Ex p Systemen deutlich überlegen.

Im mittleren Durchflussbereich ist die Gehäusebelastung bis zu vier Mal geringer als bei herkömmlichen Systemen!

Kein Druckanstieg während der Spülphase

Abbildung 4: Druckverlauf im Ex p Gehäuse
Bei herkömmlichen Ex p Steuergeräten muss während der Spülphase der Druck im Gehäuse aufgrund des mechanischen Ausgangsventils um ein vielfaches erhöht werden, um eine Durchspülung zu ermöglichen.

Beim FS870S kann das Druckniveau während der Spül- und der Leckausgleichsphase gleich sein. Die Durchflussrate ist vergleichsweise höher als bei herkömmlichen Systemen.

Je nach Applikation kann ein höherer Spüldruck eingestellt werden, um die Spülzeit weiter zu verkürzen.


Innovative Schnittstellen

Ex i- Busschnittstelle

Mit Hilfe der eigensicheren Busschnittstelle wird ein externer proportionaler Druckwert vom Sensormodul ES872 zum Steuergerät übermittelt, mit dem auf einfache Weise eine weitere Sicherheitsüberwachung in das Überdruckkaspelungssystem F870S implementiert werden kann.

Über den gleichen Ex i- Bus kann der Kunde mit Hilfe des Konfigurationsmoduls CM873 anlagenspezifische Gerätekonfigurationen / Einstellungen „laden“, ohne zusätzliche Programmierungen und Parametrierungen am Gerät vornehmen zu müssen.

Ethernet- Schnittstelle

Die Ethernetschnittstelle und der integrierte Webserver bieten eine umfassende, ebenenübergreifende Informationsbereitstellung über den Zustand des Überdruckkapselungssystems. Überwachen Sie über die Leit- und Steuerungsebene oder über ihren Webbrowser im PC, den Systemstatus, die Systemkonfiguration und das Logbuch des FS870S.

Abbildung 5: PDA mit aktuellen Systeminformationen des FS870S

Ex p Steuerung als sicherheitsgerichtetes System nach IEC/EN 61508

Bereits seit der Zweitausgabe der Norm EN 50016 (Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche Überdruckkapselung "p" vom Mai 1996) gelten Steuergerät damals forderten die benannten Stellen, die berechtigt sind EG- Baumusterprüfungen auszustellen, dass ein Ex p- Steuergerät, die Kategorie 3 der EN 954 -1 erfüllen muss. Dieses Konzept wurde ebenso in der Normenreihe EN 60079 übernommen.

Nach der Ablösung der EN 954-1 durch die Normen IEC / DIN EN 61508-1 und -2, bzw. DIN EN ISO 13849-1 und -2 und DIN EN 50495 ist ein Sicherheitslevel von mindestens SIL 2 als Anforderung an ein Überdruckkapselungssystem nach EN 60079-2 zu stellen. Dies gilt als feste Vereinbarung zwischen den deutschen benannten Stellen.

SIL 2 für Überdruckkapselungssystem F870S

Das Überdruckkapselungssystem F870S wurde nach obigen Normen entwickelt und ist von der EXAM/DEKRA als sicherheitsgerichtetes System mit SIL Level 2 nach IEC 64508 und Performance level "d" nach DIN EN ISO 13849 zertifiziert.

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