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202 • Anwendungsbeispiele

Visualisierung und Steuerung mittels SCADA-Software

Automatisierungstechnik, Prozesssteuerung und Produktionsüberwachung genutzt wird.

Der Einsatz von SCADA Systemen umfasst die Bereiche Visualisierung und Überwachung, Datenzugriff, Trendaufzeichnung, Ereignisund Alarmbearbeitung, Prozessanalyse sowie den gezielten Eingriff in einen Prozess (Steuerung).

Der WAGO ETHERNET Feldbusknoten stellt dazu die benötigten

Prozesseingangsund -ausgangswerte bereit.

Beachten!

Bei der Auswahl einer geeigneten SCADA Software ist unbedingt darauf zu achten, dass ein MODBUS Gerätetreiber zur Verfügung steht und die im Controller realisierten MODBUS/TCP-Funktionen unterstützt werden.

Visualisierungsprogramme mit MODBUS Gerätetreiber werden u. a. von den Firmen Wonderware, National Instruments, Think&Do oder KEPware Inc. angeboten und sind teilweise auch als Demoversion im Internet frei erhältlich.

Die Bedienung dieser Programme ist sehr speziell.

Dennoch sind im Folgenden einige wesentliche Schritte aufgeführt, die veranschaulichen sollen, wie eine Applikation mit einem WAGO ETHERNET Feldbusknoten und einer SCADA Software prinzipiell entwickelt werden kann.

•Voraussetzung ist zunächst das Laden des MODBUS Treibers und die Wahl von MODBUS ETHERNET.

•Danach wird der Anwender aufgefordert, die IP-Adresse zur Adressierung des Feldbusknoten einzugeben.

Einige Programme erlauben bei diesem Schritt auch, dem Knoten einen Aliasnamen zu vergeben, z. B. den Knoten "Messdaten" zu nennen. Die Adressierung kann dann über diesen Namen erfolgen.

•Anschließend kann ein grafisches Objekt kreiert werden, wie beispielsweise ein Schalter (digital) oder ein Potentiometer (analog).

Dieses Objekt wird auf der Benutzeroberfläche dargestellt und muss nun vom Anwender mit dem gewünschten Datenpunkt an dem Knoten verknüpft werden.

•Die Verknüpfung erfolgt durch die Eingabe der Knotenadresse (IP-Adresse oder Aliasnamen), des gewünschten MODBUS Funktionscodes (Register/Bit lesen/schreiben) und der MODBUS-Adresse des gewählten Kanals.

Die Eingabe erfolgt selbstverständlich wieder programmspezifisch.

Je nach Anwendersoftware kann dabei die MODBUS-Adressierung eines Busklemmen-Kanals vielleicht mit 3 oder aber, wie in den folgenden Beispielen, mit 5 Stellen dargestellt werden.

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Anwendungsbeispiele • 203

Visualisierung und Steuerung mittels SCADA-Software

Beispiel für MODBUS-Funktionscode

Beispielsweise werden die MODBUS-Funktionscodes bei der SCADA Software Lookout von National Instruments mit einer 6 Bit-Codierung verwendet. Dabei repräsentiert das erste Bit den Functionscode:

Die folgenden fünf Stellen geben die Kanalnummer der durchnumerierten digitalen oder analogen Eingangsbzw. Ausgangskanäle an.

Anwendungsbeispiel:

Mit der Eingabe: "Messdaten . 0 0000 2" kann somit der digitale Eingangskanal 2 des o. g. Knoten "Messdaten" ausgelesen werden.

Weitere Informationen

Eine detaillierte Beschreibung der jeweiligen Softwarebedienung entnehmen Sie bitte dem Handbuch, das dem entsprechenden SCADA Produkt beiliegt.

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204 • Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen Vorwort

9 Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen

9.1 Vorwort

Die heutige Entwicklung zeigt, dass in vielen Betrieben der chemischen oder petrochemischen Industrie, aber auch in Bereichen der Fertigungsund Prozessautomatisierung, Anlagen betrieben werden, in denen mit Stoffen gearbeitet wird, deren Gas-Luft-, Dampf-Luft- und Staub-Luft-Gemische explosionsfähig sein können. Aus diesem Grund darf durch die in diesen Anlagen eingesetzten elektrischen Betriebsmittel keine Gefahr ausgehen, die eine Explosion auslösen könnte, die Personenund Sachschäden zur Folge hätte. Dies wird per Gesetz, Verordnung oder Vorschrift sowohl national als auch international geregelt. Das WAGO-I/O-SYSTEM 750 (elektrische Betriebsmittel) ist für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 2 ausgelegt. Nachfolgend sind grundlegende Begriffsdefinitionen des Explosionsschutzes aufgeführt.

9.2 Schutzmaßnahmen

Prinzipiell werden zwei Maßnahmen zur Vermeidung von Explosionen unterschieden. Der primäre Explosionsschutz beschreibt die Verhinderung der Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre z. B. durch das Vermeiden von brennbaren Flüssigkeiten, der Begrenzung auf nichtexplosionsfähigen Konzentrationen, Lüftungsmaßnahmen, um nur einige Möglichkeiten zu nennen. Obwohl im Rahmen des Explosionsschutzes die Möglichkeiten des primären Explosionsschutzes ausgeschöpft werden sollen, gibt es eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen primäre Schutzmaßnahmen nicht eingesetzt werden können. In diesen Fällen findet der sekundäre Explosionsschutz sein Einsatzgebiet, das im folgenden weiter beschrieben wird.

9.3 Klassifikationen gemäß CENELEC und IEC

Die hier aufgeführten Spezifizierungen gelten für den Einsatz in Europa und basieren auf den Normen EN50... der CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization). Diese spiegeln sich international in den Normen IEC 60079-... der IEC (International Electrotechnical Commission) wider.

9.3.1 Zoneneinteilung

Explosionsgefährdete Bereiche sind Zonen, in denen die Atmosphäre (bei potentieller Gefahr) explosionsfähig werden kann. Als explosionsfähig bezeichnet man ein spezielles Gemisch von zündbaren Stoffen in Form von Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben mit Luft unter atmosphärischen Bedingungen, in welchem bei übermäßig hoher Temperatur, durch Lichtbogen oder Funken, eine Explosion hervorgerufen werden kann. Das unterschiedliche Vorhandensein einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre führt zu

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Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen • 205

Klassifikationen gemäß CENELEC und IEC

einer Unterteilung des explosionsgefährdeten Bereichs in sogenannte Zonen. Diese Unterteilung nach Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Explosionsgefahr ist sowohl aus sicherheitstechnischen Gründen als auch aus Wirtschaftslichkeitsgründen von großer Bedeutung, da die Anforderungen an elektrische Betriebsmittel, die ständig von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre umgeben sind, viel höher sein müssen, als die Anforderungen an elektrische Betriebsmittel, die nur äußerst selten und dann auch nur kurzzeitig von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre umgeben sind.

Explosionsgefährdete Bereiche durch Gase, Dämpfe oder Nebel:

•Zone 0 umfasst Bereiche, in denen gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ständig oder langzeitig vorhanden ist (> 1000 h /Jahr).

•Zone 1 umfasst Bereiche, in denen damit zu rechnen ist, dass gefährliche

explosionsfähige Atmosphäre gelegentlich auftritt (> 10 h ≤ 1000 h /Jahr).

•Zone 2 umfasst Bereiche, in denen damit zu rechnen ist, dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre nur selten und dann nur kurzzeitig auftritt

(> 0 h ≤ 10 h /Jahr).

Explosionsgefährdete Bereiche durch Stäube:

•Zone 20 umfasst Bereiche, in denen gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ständig oder langzeitig vorhanden ist (> 1000 h /Jahr).

•Zone 21 umfasst Bereiche, in denen damit zu rechnen ist, dass gefährliche

explosionsfähige Atmosphäre gelegentlich auftritt (> 10 h ≤ 1000 h /Jahr).

•Zone 22 umfasst Bereiche, in denen damit zu rechnen ist, dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre nur selten und dann nur kurzzeitig auftritt

(> 0 h ≤ 10 h /Jahr).

9.3.2 Explosionsschutzgruppen

Ferner werden elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche in zwei Gruppen eingeordnet:

Gruppe I: Die Gruppe I enthält elektrische Betriebsmittel, die in schlagwettergefährdeten Grubenbauten eingesetzt werden dürfen.

Gruppe II: Die Gruppe II enthält elektrische Betriebsmittel, die in allen anderen explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden dürfen. Da dieses breite Einsatzgebiet eine große Anzahl in Frage kommender brennbarer Gase bedingt, ergibt sich eine Unterteilung der Gruppe II in IIA, IIB und IIC.

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206 • Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen Klassifikationen gemäß CENELEC und IEC

Die Unterteilung trägt der Tatsache Rechnung, dass unterschiedliche Stoffe / Gase auch unterschiedliche Zündenergien als Kennwerte aufweisen. Aus diesem Grund werden den drei Untergruppen repräsentative Gase zugeordnet:

•IIA – Propan

•IIB – Äthylen

•IIC – Wasserstoff

Mindestzündenergie repräsentativer Gase

Da in chemischen Anlagen Wasserstoff häufig einen ständigen Begleiter darstellt, wird oft die sicherste Explosionsgruppe IIC eingefordert.

9.3.3 Gerätekategorien

Des Weiteren werden die Einsatzbereiche (Zonen) und die Explosionsgruppen (Einsatzbedingungen) der einzusetzenden elektrischen Betriebsmittel in Kategorien unterteilt:

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