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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 OEM SR852 SR853 Patent
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Ex p- Steuergerät FS850S -
Patentierte Technik mit entscheidenden Vorteilen


Einleitung Überdruckkapselung

Grundsätzlich ist der Einsatz von Überdruckkapselungssystemen notwendig um nicht Ex-Geräte im Ex-Bereich einsetzen zu können. Unter Berücksichtigung des Ex-Schutzes stehen die Verfügbarkeit der Applikation, der Bedarf an Hilfsenergie (Instrumentenluft) und auch der Schutz der eingebauten nicht Ex-Geräte im Vordergrund.

Unter diesen Gesichtspunkten hat die Gönnheimer Elektronic GmbH das Überdruckkapselungssteuergerät FS850S / FS860S entwickelt und patentieren lassen.


Features

Die Überdruckkapselungssteuergeräte FS850S und FS860S verfügen über ein eingangsseitig geregeltes Proportionalventil und eine ausgangsseitig integrierende Durchflussmessung.

Aufgrund dieser Eigenschaften ist es möglich den Druck und Durchfluss in der Ex-p Applikation während der Inbetriebnahmephase und in der Betriebsphase zu regeln.


Schutz eingebauter Komponenten

In der Inbetriebnahmephase entstehen keine unkoordinierten Drücke im Ex-p Gehäuse. D.h. eingebaute druckempfindliche Komponenten wie z.B. HMI-Panels werden nicht ungeregelten Drücken außerhalb der zulässigen Werte ausgesetzt und blähen sich nicht auf oder werden zerstört.

Abbildung 1: HMI Ex-p Anwendung mit FS850S/FS860S


Ungeschützte eingebaute Komponenten bei konventionellen Ex-p Systemen

Bei konventionellen Systemen wird mit einem, vom eingestellten Vordruck abhängigen, digitalen (auf/zu)Ventil in der Spülphase gearbeitet. Ein aufblähen der Frontfolie z.B. von HMI-Panels kann hier auftreten.

Abbildung 2: HMI Ex-p Anwendung mit konventionellen Ex-p Systemen


Integrierendes Spülverfahren

Durch die ausgangsseitige Durchflussmessung wird bei der Inbetriebnahme die Spülmenge unabhängig vom Vordruck aufintegriert und gleichzeitig der Gehäuseinnendruck auf den voreingestellten Wert geregelt. Dieses integrierende Spülverfahren stellt sicher, dass immer genau die notwendige, in der Zulassung geforderte Spülgasmenge zugeführt wird.

Abbildung 3: Inbetriebnahmephase FS850S


Spülverfahren konventionelle Ex-p Systeme

Konventionelle Systeme sind abhängig vom Spülgasvordruck und stellen bei schwankenden Vordruck des Spülgases und konstanter Spülzeit nicht die richtige zertifizierte Spülgasmenge zur Verfügung. Hier findet eine zeitbasierte Spülung in Verbindung mit einer einfachen Überwachung eines Mindestdurchflusses statt (z.B. Differenzdruckschalter). Eine Unterschreitung der geforderten Spülgasmenge bewirkt, dass die Spülphase nicht gestartet wird. Beziehungsweise führt eine Überschreitung des Vordruckes zu einer Spülgasverschwendung. Der Innendruck wird auch während der Spülphase nicht geregelt und ist abhängig von Vordruck und von Strömungswiderständen.

Abbildung 4: Inbetriebnahmephase konventionelle Systeme


Luftbedarf Ex-p Applikation

Durch die exakte PID-Regelung des Soll-Innendruckes während der Betriebsphase stellt sich ein adaptiver Leckausgleich mit konstantem Innendruck ein. Mit diesem integrierenden Spülverfahren wird höchste Anlagenverfügbarkeit bei gleichzeitig minimalstem Luftverbrauch gewährleistet.

Abbildung 5: Leckausgleich FS850S, Die beiden Kurven liegen real direkt aufeinander und sind zur Veranschaulichung hier getrennt dargestellt


Luftbedarf konventionelle Ex-p Systeme

Konventionelle Systeme arbeiten in der Betriebsphase mit einer fest eingestellten Drossel. Hieraus entsteht eine Spülgasverschwendung da ein Sicherheitsdelta für den schwankenden Betriebsdruck eingehalten wird. Andererseits kann durch schleichend steigende Leckraten, z.B. Alterung von Gehäuseabdichtungen, dieses statische Sicherheitsdelta nicht ausreichen. Die Folge wäre ein Frühausfall der Gesamtapplikation mit allen Nebenerscheinungen.

Abbildung 6: Leckausgleich ungeregelte, konventionelle Systeme


Resümee FS850S / FS860S

  • Eingebaute druckempfindliche Komponenten werden durch die patentierte PID-Regelung des Gehäuseinnendruckes vor Überlastung geschützt.
  • Mit den patentierten Steuergeräten FS850S und FS860S wird die Inbetriebnahme mit kürzest möglicher Spülphase durch die Integration des tatsächlichen Spülgasdurchflusses ermöglicht.
  • Die Gefahr einer nicht ausreichenden Spülung oder Spülgasverschwendung bei schwankendem Vordruck besteht nicht.
  • Schleichend steigende Leckraten z.B. durch Alterung der Gehäusedichtungen oder Kabelverschraubungen werden bedarfsgerecht ausgeregelt und führen nicht zu Frühausfällen der Ex-p Applikation.
  • Das Konzept bietet mit den vollautomatischen Steuergeräten FS850S und FS860S höchste Realisierungsflexibilität bei minimalem Spülgasverbrauch und gleichzeitig höchster Anlagenverfügbarkeit.
Die Baumusterprüfbescheinigung und das Prospekt zu dem Produkt finden Sie unter Produktsuche
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