Auf dem rasant wachsenden Markt für Industrial Ethernet-Systeme und -Komponenten liefern sich immer mehr Hersteller einen Wettbewerb um die innovativsten Produkte. Auch die Ethernet-Vernetzung explosionsgefährdeter Prozessanlagen schreitet voran, bleibt aber aufgrund der sehr komplexen Anforderungen die Domäne hochspezialisierter Experten. So konzentriert sich R. STAHL, ein weltweit führender Anbieter explosionsgeschützter Komponenten und Systeme, bereits seit über zehn Jahren auf Lösungen für die ex-geschützte Ethernet-basierte Digitalisierung von Prozessanlagen.
Das beständig weiterentwickelte Portfolio des Spezialherstellers umfasst Netzwerkkomponenten und Betriebsmittel, die eine durchgängige Ethernet-Infrastruktur in Zone 1 und Zone 2 erfordert: Zur gesicherten Datenübermittlung in explosionsgefährdeten Bereichen dienen Medienkonverter und Switches für Glasfaserkabel mit Übertragungsraten von 100 Mbit/s und für Distanzen bis zu 30 km. Dabei gewährleistet die Zündschutzart „op is“ für inhärent sichere optische Strahlung gemäß DIN EN 60079-28, dass ein zündfähiges optisches Energiepotenzial in den Lichtwellenleitern auch unter Fehlerbedingungen kein gefährliches Niveau überschreiten kann. Auf diese Weise sind, vergleichbar zur Eigensicherheit „i“ nach DIN EN 60079-11, auch Erweiterungen, Umbauten und Wartungsarbeiten im laufenden Betrieb und unter Ex-Bedingungen möglich.
Alternativ stehen „op pr“ Lichtwellenleiter-Installationen, ähnlich der Zündschutzart „e“ für erhöhte Sicherheit, zur Wahl. Mit „Ex op pr“-zertifizierten Spleißboxen ermöglicht R. STAHL die komfortable Rangierung geschützter optischer Strahlung in der Zone 1. Kommen CAT-Kupferkabel in den explosionsgefährdeten Bereichen zum Einsatz, sind Anwender heute noch weitgehend auf die erhöhte Sicherheit „e“ festgelegt. Da die Verwendung von Standard-Ethernet-Komponenten in Zone 1 nicht ohne weiteres möglich ist, hält R. STAHL bescheinigte „Ex e“-Klemmen für bis zu 1 GBit/s vor.
Für die eigensichere Sensor-/Aktorvernetzung zum Leitsystem bietet der Ex-Schutz-Spezialist mit dem Remote I/O-System IS1+ ein vielfach bewährtes Kommunikations-Multitalent, dass sowohl PROFINET, Profibus DP, Modbus TCP oder EtherNet/IP beherrscht. Der Anschluss in Zone 1 erfolgt mittels „op is“-Lichtwellenleitern, in Zone 2 haben Anwender auch die Option, für Übertragungswege bis 100 m kostengünstigere CAT-5-Kupferkabel in Zündschutzart „ec“ zu nutzen. Die digitalen Daten angeschlossener HART-Feldgeräte werden parallel zur Prozesssteuerung über das Ethernet-Netzwerk im „zweiten Kanal“ übertragen und lassen sich sowohl „klassisch“ über FDT/DTM oder „modern“ mittels OPC UA-Mechanismen auswerten.
Um die Entwicklung international akzeptierter eigensicherer Ethernet-Konzepte voranzutreiben, engagiert sich R. STAHL in der Arbeitsgruppe des Advanced Physical Layer-Projekt (APL) sowie in der Intrinsically Safe Ethernet Working Group. Während im Rahmen des APL-Projekts eine „Ex i“-2-Draht-basierte Ethernet-Lösung für Übertragungsraten von 10 MBit/s und Übertragungsstrecken bis 1000 m konzipiert wird, die auch eine „Ex i“-Feldgeräte-Speisung einschließt, erarbeitet die Intrinsically Safe Ethernet Working Group einen Standard für die „Ex i“-4-Draht-Ethernet-Übertragung mit 100 MB/s. Spezifikationen und erste Produkte werden für 2021 erwartet. Darüber hinaus wirkt R. STAHL als aktives Mitglied bei NAMUR Open Architecture (NOA) sowie im Open Process Automation Forum (OPAF) an der Weiterentwicklung und Standardisierung von Digitalisierungskonzepten mit.
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