Wenn es um den Ex-Bereich und eigensichere Stromkreise geht, gibt es derzeit vor allem ein Stichwort, das die Szene beherrscht: DART. Mit Dynamic Arc Recognition and Termination wird ein neuer Weg beschritten, um die im explosionsgefährdeten Bereich geforderte Eigensicherheit (Ex i) sicherzustellen. Setzten die bisherigen Konzepte, wie Entity und Fisco, vor allem auf eine radikale Begrenzung der Wirkleistung auf normalerweise weniger als 2W, um die Bildung eines zündfähigen Funkens auszuschließen, setzt DART beim eigentlichen Problem an und sorgt dafür, dass die Entstehung eines kritischen Funkens schon im Ansatz verhindert wird. Es nutzt dabei die Tatsache, dass sich jeder Funke durch eine sprunghafte Stromänderung innerhalb des Stromkreises bemerkbar macht, die sich durch eine ganz bestimmte Charakteristik auszeichnet. DART erkennt diesen Effekt und reagiert innerhalb weniger Mikrosekunden darauf, indem der Stromkreis abgeschaltet wird. Die Technologie dehnt die bisherige Leistungsgrenze aus und ermöglicht künftig auch eigensichere Feldgeräte mit einer Leistungsaufnahme von bis zu 50W im Ex-Bereich. Feldbus mit DART: Eigensicherheit für den High-Power-Trunk Das um den Jahrtausendwechsel vorgestellte High-Power-Trunk Konzept war ein großer Schritt, um eine eigensichere Stromversorgung von Feldgeräten im Ex-Bereich auch in Verbindung mit dem Feldbus (Profibus PA oder Foundation fieldbus H1) zu ermöglichen. Dabei wird die Energie für die Feldgeräte über einen Trunk nach Ex-e-Klassifizierung bereitgestellt. Die einzelnen Spurs werden über Feldbarrieren an den Trunk angekoppelt und bilden eigensichere Stromkreise nach Ex ia II C für alle Fisco- oder Entity-Feldgeräte. Mithilfe von DART lässt sich der High-Power-Trunk durchgängig eigensicher auslegen. Die Ankopplung der Spurs geschieht über Segment-Protektoren mit bis zu zwölf Ausgängen. Der Vorteil dabei ist ein einfacher mechanischer Aufbau und eine eigensichere Stromversorgung für mehr Feldgeräte als bei allen bisherigen Lösungskonzepten. Auftakt für ganz neue Anwendungen Pepperl+Fuchs ist davon überzeugt, dass diese Technologie der Prozessindustrie neue Anwendungen beschert, die bisher schlicht und einfach nicht umsetzbar waren. Auf einem Workshop zur Namur-Konferenz 2009 beschrieb Michael Kessler, Leiter des Bereiches Komponenten und Technologie bei Pepperl+Fuchs, den Werdegang der neuen Technologie. Der Spezialist für den Feldbus im Prozessbereich begann 2003 mit ersten Überlegungen zu einem neuen Ansatz für eine eigensichere Energieversorgung ohne die bisherigen Leistungsgrenzen. Bereits 2004 wurde die mittlerweile DART getaufte Technologie zum Patent angemeldet. \“Insgesamt haben wir mehr als zehn Mannjahre in diese Forschung investiert\“, berichtete Kessler. Das Unternehmen hatte sehr früh die Physikalisch Technische Bundesanstalt ins Boot geholt, um die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu begleiten. Im Rahmen des Projektes \’Power-I\‘ wird unter Federführung der PTB inzwischen daran gearbeitet, die neue Technologie auf breiter Basis uneingeschränkt verfügbar zu machen. Ziel des Projektes ist es, die dynamische Eigensicherheit in einer IEC-Norm zu verankern. Bis es soweit ist, werden DART-Geräte in Europa als eigensichere Betriebsmittel nach Atex zugelassen. Applikationsbeispiel Anlässlich des Workshops wurde das Funktionsprinzip erläutert. Dabei wurde demonstriert, wie von einem eindeutigen Öffnungs- und Schließfunken innerhalb eines 40V/1-A-Stromkreises nach Aktivierung der DART-Abschaltung nichts mehr zu sehen ist. Es wurde gezeigt, welche technischen Herausforderungen zu bewältigen waren, um die eigentlich sehr naheliegende Idee, einen Funken schnell abzuschalten, sowohl für einfache Applikationen mit einzelnen Verbrauchern als auch für die Anwendung im Bereich Feldbus praktisch nutzbar zu machen. Anhand einer beispielhaften Applikation illustrierte Kessler, welche neuen Möglichkeiten die neue Technologie eröffnet. Grundlage war ein Analysegerät, wie es beispielsweise im Biopharma-Bereich eingesetzt wird. Sensorik dieser Art wurde bisher in einem Bypassrohr montiert, denn das Gerät hat eine Leistungsaufnahme von 10W und ist damit in erhöhter Sicherheit mit fester elektrischer Verbindung zu installieren. Doch die Bypasslösung bringt erhebliche Messungenauigkeiten mit sich, muss beim Produktwechsel aufwändig gereinigt werden und ist daher recht umständlich zu handhaben. \“Mit DART wird das Analysegerät trotz seiner hohen Leistungsaufnahme eigensicher. Es kann direkt im verfahrbaren Tank verbleiben,\“ erläuterte Kessler den Unterschied zwischen gestern und morgen: \“Künftig lassen sich also laufende Prozessparameter auch im Ex-Bereich ohne Umwege und mit hoher Genauigkeit erfassen.\“ Dialog der Experten Pepperl+Fuchs ist an einem offenen Dialog der Technologie interessiert, um in gemeinsamer Anstrengung den Weg für neue Anwendungen und effizientere Verfahren im Ex-Bereich zu ebnen, die bisher an den technischen Einschränkungen scheiterten. Das Unternehmen ist davon überzeugt, dass DART der Prozessindustrie vielfältige neue Möglichkeiten zu mehr Effizienz, Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit eröffnen wird. Im Anschluss an die Präsentation lud Michael Kessler daher die Teilnehmer des Workshops zu einem Round-Table-Gespräch ein. Das Gespräch soll einen regen Austausch zwischen Herstellern und Anwendern initiieren, um frühzeitig die Aspekte der Anwendung aus dem Erfahrungskreis der Namur-Mitglieder und darüber hinaus in die Entwicklung von Produkten und Lösungen mit der Technologie einfließen zu lassen. SPS/IPC/Drives:
Pepperl+Fuchs SE
