Bedienen und Beobachten

Bedienen und Beobachten im Ex-Bereich… Realisierung von Bildschirmarbeitsplätzen auf Basis unterschiedlicher Ex-Zündschutzarten Dr.-Ing. Christoph Gönnheimer

Motivation • Komplexität moderner Produktionsprozesse nimmt stetig zu. Æ wachsende Steuerungs- und Vernetzungskomplexität. • Moderne Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI) ermöglichen effiziente Steuerung und Überwachung auch komplexer Produktionssysteme. • Grafische Bedienerschnittstellen bilden Zukunft der HMI-Technologie.

Æ Trend zum Einsatz leistungsfähiger, meist grafischer HMI-Geräte innerhalb der Automatisierungssysteme.

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Europamarkt für Mensch -Maschine-Schnittstellen Mensch-Maschine-Schnittstellen 965,5

1000 915,3 870,4

900 830,3 800

Umsatz in Mio. US $

700

695,1

714,5

763,6

794,8

2005

2006

737

600 500 400 300 200 100 0 2002

2003

2004

2007

2008

2009

2010

Jahr Quelle: Frost & Sullivan

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Trends • AT basiert zunehmend auf standardisierten Hard- und Softwareplattformen; Komplette Automatisierung von Maschine / Anlage sowie übergreifende Vernetzung wird durchgängig unterstützt. • Systeme der „Office-Welt“ (z.B. PCs, Bildschirme, Netzwerke, etc.), bieten höchste Leistungsfähigkeit bei niedrigen Preisen. • Akzeptanz dieser „offenen“ Plattformen führt zu steigender Nachfrage softwarebasierter HMI-Systeme (Visualisierung / Bildschirmarbeitsplätze) auf der Basis von Standard-PCs.

Æ zunehmende Durchdringung der AT durch Systeme aus „Office-Welt“. Wachsender Einsatz von Visualisierungssystemen auf Basis von Standard-PC-Technologie.

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Bildschirmarbeitsplätze und Ex -Bereich? Ex-Bereich? • Wie können Systeme geeignet in Ex-Bereiche integriert werden?

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Bildschirmarbeitsplätze und Ex -Bereich? Ex-Bereich? • Wie können Systeme geeignet in Ex-Bereiche integriert werden?

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Mögliche Ex -Zündschutzarten Ex-Zündschutzarten

Nicht Ex-Bereich

Ex-Bereich

Ex-Schutz durch:

„

d“ r a d an t S

ek l E

ik n tro

Erhöhte Sicherheit Eigensicherheit

Æ Ex-e

Æ Ex-i

Kapselungen Æ Ex-d,p,o,q,m

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PC in Schutzart Überdruckkapselung (Ex -p) (Ex-p) Nicht Ex-Bereich

KVM-Extender

Ex-Bereich

Ex-em

PC

Display Schnittstellenrelais

Ex-pGehäuse

PC (Option)

Maus

Tastatur

Spüleinrichtung Versorgungsspannung

+ - Modulares Konzept

Luft

- Kundenspezifische Komponenten nach Belieben integrierbar - Hohe Umrüstflexibilität

_

- Luft wird benötigt; Schnittstellenabschaltung erforderlich

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Ex -p Bildschirme / PCs: Historie Ex-p

70er Jahre

90er Jahre

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Ex -p Bildschirme / PCs: Historie Ex-p

90er Jahre

Heute

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PC in Schutzart druckfeste Kapselung (Ex -d) (Ex-d) Nicht Ex-Bereich

KVM-Extender

PC

Ex-Bereich Ex-dVerschraubungen

Ex-dGehäuse

Display

PC (Option)

Maus (Ex-i)

Tastatur (Ex-i)

Versorgungsspannung

+ - Modulares Konzept - Hohe Umrüstflexibilität (ähnlich Ex-p)

_

- Schweres Gehäuse; Erschwerter Zugang zu Komponenten im Servicefall - Kontrast- und Blickwinkelverlust durch dicke Sichtscheibe

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PC in Schutzart Eigensicherheit (Ex -i) (Ex-i) Nicht Ex-Bereich

Ex-Bereich

Spezial KVM-Extender

PC

Ex-i

Display Ex-i

Gehäuse

~40 Watt ggf. zus. Verguss Ex-i

Versorgungsspannung

Multispeisung Ex-i

Maus (Ex-i)

Tastatur (Ex-i)

+ - Keine Nachteile durch schweres Gehäuse, keine Luftversorgung notwendig - Alle Komponenten im Betrieb austauschbar - Mobile Lösungen gut realisierbar _ - Offenheit für Integration kundenspezifischer Komponenten beschränkt - Energieversorgung für Einbauten durch Ex-i Speisung beschränkt (z.B. PC)

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Kombination mehrerer Zündschutzarten Nicht Ex-Bereich

Ex-Bereich Ex-q

KVM-Extender

Ex-e

Display

PC

Kundenspezifische Komponenten

optionale Schnittstellen

Versorgungs- Kundenspezifisches spannung Außengehäuse Ex-i Maus/Trackball

zusätzliche Bedienelemente

(Ex-d, Ex-i) Ex-i Tastatur

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Kombination mehrerer Zündschutzarten Nicht Ex-Bereich

Ex-Bereich Ex-q

Ethernet, Profibus-DP, etc.

Ex-e

PC + Display

optionale Schnittstellen

Versorgungs- Kundenspezifisches spannung Außengehäuse Ex-i Maus/Trackball

zusätzliche Bedienelemente

(Ex-d, Ex-i) Ex-i Tastatur

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Kombination mehrerer Zündschutzarten + - Modulares, flexibles Konzept - Hohe Umrüst- und Erweiterungsflexibilität - Kundenspezifische Komponenten integrierbar - Direkter Anschluss der Standard-Leitungen durch Ex-e Klemmtechnik - Keine Luftversorgung notwendig

_

- Trennen der Ex-e Klemmstellen während „Normalbetrieb“ erfordert Feuererlaubnisschein - Ex-q Kapselung ermöglicht keinen Einbau von sich räumlich bewegenden mechanischen Komponenten Æ z.B. lüfterlose PC-Technologie erforderlich!

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Kombination mehrerer Zündschutzarten: Gönnheimer PC100 Konzept CPU Inside

8,4“– 8,4“–19“

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Kundenspezifische PC100 Lösungen

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Entwicklungen im Bereich Ex -Bildschirmarbeitsplätze / PCs Ex-Bildschirmarbeitsplätze • Einsatz von Standard-Hardware für Bildschirmarbeitsplätze / PCs in ExBereichen ist auf Basis unterschiedlicher Zündschutzarten möglich. • Jede dieser Zündschutzarten hat einsatzbedingte Vor- und Nachteile Æ intelligente Kombination mehrerer Zündschutzarten lässt individuelle Anpassung an Problemstellung zu. • Zunehmende Integration etablierter Systeme mit großer Installed-Base wie z.B. PC-based Automation, Profibus-DP, Ethernet, CAN, WirelessTechnologien in Ex-Bereichen. ÆZukünftige Innovationen in der Steuerungstechnik werden durch das Moore‘sche Gesetz getrieben. Zukunft der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Explosionsschutz liegt in Bereitstellung praxisgerechter Systeme und Konzepte zur Integration von Standard-Hardware in Ex-Bereiche.

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

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