Hoher Datendurchsatz, echte Redundanz, große Einsparpotenziale, gleiche Topologien wie im Nicht-Ex-Bereich, sicherer Explosionsschutz – so lautete auch früher schon die Wunschvorstellung für die optimale Lösung, um Signale in Anlagen in der Prozessindustrie anzubinden. Bereits 1987 standen frühe Feldbuslösungen, die einen Teil dieser Anforderungen erfüllen konnten, sogar für explosionsgefährdete Bereiche mit Remote-I/O-Technik zur Verfügung. Bartec hat diese Technologie kontinuierlich weiterentwickelt und bringt nun mit dem neuen Remote-I/O-System Antares eine kompakte, dezentrale Multi-Ein- und Ausgabeeinheit zur digitalen und analogen Datenübertragung sowie zur durchgängigen Anbindung der Feldgeräte über eine digitale Kommunikation an das Leitsystem in einer Industrieanlage auf den Markt.
Das System ist so konstruiert und vorbereitet, dass es direkt im explosionsgefährdeten Bereich installiert werden kann. Explosionsgefährdete Bereiche finden sich unter anderem in der Chemie, Pharmazie, der Petrochemie sowie der Öl- und Gasbranche, in denen mit brennbaren Gasen, Dämpfen oder Stäuben gearbeitet wird. Dort befinden sich eine Vielzahl von Sensoren (Temperatur, Druck, Durchfluss, usw.) und Aktoren (Motor, Ventile, usw.), die erfasst, das heißt gemessen, gesteuert oder geregelt werden müssen. Das neue Remote-I/O-System vereinfacht diese Prozesse durch den direkten Einsatz im Feld, wobei ein hohes Einsparpotenzial entsteht.
Maximale Sicherheit auf kleinstem Raum
Bei Antares wurde darauf geachtet, eine minimale Bauform zu konstruieren. Das Produkt ist das laut Unternehmensaussage kleinste Remote-I/O-System, das bislang für den Ex-Bereich entwickelt wurde. Ziel der Neuentwicklung war es auch, Funktionalität und Explosionsschutz in einem ansprechenden Design zu verbinden. Das neue Konzept spiegelt sich in der neuen Gehäusetechnik wider. Die Kombination von Ex d, Ex e und Ex i und einer eigens entwickelten Stecktechnik wurde auf kleinstem Raum verwirklicht. Durch das besondere Entwicklungskonzept benötigt das System für die Gerätekategorie 2G kein teueres explosionsgeschütztes Gehäuse (Ex e) mehr. Für den Anwender ergeben sich daraus Kosteneinsparungen sowie eine Verringerung des Engineering-Aufwands. Einfache und günstige Standard-Industriegehäuse sind ausreichend.
Mit dem neuen Remote-I/O-System kann der Anwender zudem den Installations- und Materialaufwand minimieren und so Ressourcen einsparen. Bei der Montage wurde speziell darauf geachtet, dass eine Standard-Tragschiene verwendet werden kann und alle Module hot- swap-fähig sind, das heißt im laufenden Betrieb unter Spannung gewechselt werden können. Zudem können Standard-Bussysteme direkt an das System angekoppelt werden, auf zusätzliche explosionsgeschützte Komponenten (Trennübertrager) kann verzichtet werden. Das System zeichnet sich durch seine hohe Multifunktionalität aus. Es kann mit verschiedenen Bussystemen (Profibus-DP, Profinet, Ethernet IP, Modbus/TCP) an jede gängige Steuerung bzw. jedes gängige Leitsystem angeschlossen werden. Ein leistungsstarkes Netzteil ermöglicht die Versorgung von bis zu 32 I/O-Modulen, woraus sich eine sehr hohe Anzahl von Input/Output-Kanälen ergibt. Es stehen acht verschiedene I/O-Module zur Verfügung: 8 Digital In Namur (davon 2 Eingänge als Zähler parametrierbar), 16 Digital In Namur, 8 Digital Out, 8 Analog In, 8 Analog In Hart, 4 Analog In/Out frei parametrierbar, 4 Analog In/Out Hart frei parametrierbar und 4 Temperatur In.
Designersoftware für optimales Ergebnis
Die Module können aufgrund der kleinen Bauform Platz sparend aufgebaut werden. Die interne Busverbindung wird durch einfaches Zusammenstecken der Module erreicht. Alle I/O-Module sind in der Zündschutzart Ex i ausgeführt. Es können Sensoren oder Aktoren angeschlossen werden, die sich auch in der Zone0 und Zone 20 befinden. Die Anschlusstechnik an den I/O-Modulen für die Sensoren bzw. Aktoren sind ebenfalls steckbar. Mittels LEDs wird der Zustand jedes I/O-Kanals zusätzlich am Modul angezeigt und ermöglicht so dem Betreiber einen visuellen Statusüberblick vor Ort. Das zusätzliche Extension-Modul erlaubt den Aufbau der I/O-Module über mehrere Tragschienen. Das Kopfmodul RCU (Rail Control Unit) bestehend aus CPU, Feldbusinterface und einem integriertem Netzteil ist in der Zündschutzart Ex d ausgeführt und wird in das zugehörige Anschlussmodul eingesteckt. Die innovative Verriegelungstechnik sorgt für eine sichere Verbindung. Über eine USB-Schnittstelle wird die RCU mittels der Designersoftware konfiguriert. Eine SD-Speicherkarte sichert zusätzlich die Konfigurationsdaten als Backup. Verschiedene Spannungsausführungen in DC 24V oder AC 90-240V ermöglichen einen kundenspezifischen Einsatz. Durch das Zusammenschalten zweier RCUs mittels einer Steckbrücke wird eine echte Redundanz bei Profibus DP erreicht. Dies sorgt für eine hohe Anlagenverfügbarkeit.Im Bereich Forschung und Entwicklung wurden besondere Untersuchungen im Bereich der elektrischen Eigensicherheit in Zusammenarbeit mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) Braunschweig durchgeführt. Damit ist das System nach den aktuellen Richtlinien für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich für Atex-Zone 1 und 2 (Gas) und Atex-Zone 21 und 22 (Staub) sowie nach IECEx geeignet.
Die Antares-Designersoftware ist eine Eigenentwicklung des Unternehmens Bartec. Durch die intuitive Bedienbarkeit ist das System mit wenigen Mausklicks projektiert und konfiguriert. Der Anwender sieht bereits während der Erstellung seinen realen Systemaufbau in maßstabsgetreuen Bildern. Das Programm überwacht während der Erstellung, dass bestimmte Grenzwerte, wie beispielsweise Abstände, Powermanagement und die maximale Datenlänge am Profibus, eingehalten werden. Weitere Funktionen wie zum Beispiel die Generierung von Stücklisten und die automatische Anfrage via E-Mail sind möglich. Die Software ist zusätzlich mit einem Konstruktor (Projekt- bzw. Systemgenerator) ausgestattet, der notwendige Ein-/Ausgänge inklusive benötigter Reserven für das kostengünstigste, das heißt optimale System errechnet.
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