Im Gehäuse steckt die Lösung

Funkbasierende Netzwerke in explosiven Bereichen

Aus der Sonderausgabe Fire-and-explosion der Schüttgut & Prozess 6/2023

Autor: Reiner Englert, BARTEC GmbH

Die digitale Transformation ist für viele Unternehmen gegenwärtig eine der wichtigsten Herausforderungen, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Die Anzahl der vernetzten Maschinen, Werkzeuge, Produkte und Menschen im Wertschöpfungsprozess steigt rasant. Accesspoints und Gateways werden immer wichtiger, denn kabelgebundene Netze geraten wirtschaftlich an ihre Grenzen. Daher ist zu schauen, wo funkbasierende Netzwerke mit den richtigen Konzepten auch in explosiven Bereichen ohne Bedenken umgesetzt werden können.

Die Digitalisierung und das Industrial Internet of Things (IIoT) können aber nur dann in vollen Umfang genutzt werden, wenn die digitale Transfor mation auch in den explosiven Bereichen stattfindet. Access Point als drahtlose Zugangspunkte für „wireless“ Netzwerke, welche die 2,4 GHz und 5 GHz Frequenzen für die Datenübertragungen verwenden, sind mittlerweile Standard in jeder Firma, doch oft endet dies bei den Ex Bereichen.

Zu den klassischen Access Point im funkbasierenden Firmennetzwerk sind im Industrial Internet of Things (IIoT) die Gateways die „Datensammler“ der funkenden Sensorik, welche die Daten an die IoT-Plattform weitergeben. Die 5G (fünfte Generation des Mobilfunkstandards) bietet aktuell eine bis zu zehnmal höherer Geschwindigkeit als 4G (LTE) mit einer sehr niedrigen Latenz und einer hohen Zuverlässigkeit. Nach Angaben der Dialoginitiative „Deutschland spricht über 5G“ können bis zu einer Million Geräte pro Quadratkilometer drahtlos eingebunden werden.

IT-Security

Bei der digitalen Transformation sind Sicherheitskonzepte gegen Cyberangriffe eines der wichtigsten Aufgabe der IT-Experten. Diese Aufgabe wurde in den meisten Firmen bereits gelöst, denn längst gibt es fast in jeder Firma Access Points oder Gateways. Dennoch scheuen viele Firma davor zurück, diese auch im Ex Bereich einzusetzen. Dabei stellt sich die Frage: Wie kann die von der IT „freigegebene Hardware“ auch im Ex Bereich verwendet und bei der Vielzahl der am Mark vorhandenen Access Points und Gateways eingesetzt werden?

Die Verwendung von Standard-Geräten in Ex-Bereiche

Das BARTEC Portfolio für Wireless-Netzwerke in explosionsgefährdeten Bereichen umfasst eine große Bandbreite an unterschiedlichen Produktvarianten, um höchste Flexibilität bei der Wahl der Materialqualität, Abmessungen und Verbindungsmethoden für die verschiedensten Anforderungen weltweit zu erlauben. Dabei basieren die Lösungen auf dem Einsatz hochwertiger Standard-Access-Points, Repeater und Gateways von branchenführenden Anbietern wie Cisco, Aruba, Ericsson oder anderen bevorzugten Anbietern. Diese Lösungen ermöglichen es, die gleiche Geräteausstattung in explosionsgefährdeten Bereichen zu nutzen, die Unternehmen auch in Ihren sicheren Zonen einsetzen.

Lösungen für Zone 2 und 22

BARTEC und das Tochterunternehmen Extronics, das sich auf die Entwicklung und Herstellung von Konnektivitäts und IIoT-Infrastruktur sowie Systemen zur Anlagen- und Personenverfolgung spezialisiert hat, haben verschiedene Gehäusekonzepte entwickelt, die fast für alle Anwendungen der Herausforderung der digitalen Transformation abdecken. Dabei kommt die Zündschutzart „nR“ (Schwadensicherheit) zum Einsatz. Die Zündschutzart „nR“ erlaubt durch Prüfungen nach IEC/ EN 60079-0 und IEC/EN 60079-15 den Einsatz von nicht explosionsgeschützten Kommunika-tionsgeräten, wie zum Beispiel: Accesspoints oder Gateways in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 2, und durch die IP-Prüfung nach IEC/EN 60079-31 die Verwendung im Staubexplosionsschutz der Zone 22.

Sollte Lösungen für den amerikanischen Standard benötigt werden können auch Lösungen auch Class I, II Division 2 realisiert werden. Universal Access Point-Gehäuse bieten eine schnelle Lösung für den Einsatz von dauerhaften drahtlosen Netzwerken an potenziell gefährdeten Orten. Das Gehäuse eignet sich für nicht explosionsgeschützte Kommunikationsgeräte, wie z. B. Access Points oder andere funkübertragende Module z. B. GSM Module. Die hochfrequenztransparenten Kunststoffgehäuse sind besonders für Kommunikationsgeräte mit integrierten Antennen geeignet. Durch die Auswahl von verschiedenen Gehäusegrößen können von einfachem Transponder, über Gateway bis zum Access Point realisiert werden.

Rugged – Anwendungen ohne Probleme

Die Gehäuse der Serie iWAP XN3 bieten eine zuverlässige Möglichkeit, die drahtlosen Technologien aller Hersteller in ATEX- und IECEx-Zonen 2 und 22 sowie in amerikanischen Gefahrenbereichen der Klasse I, II Division 2 und Zone 2 zu nutzen. Basis sind Aluminiumgehäuse in MaGefahrenbereichen der Klasse I, II Division 2 und Zone 2 zu nutzen.
Basis sind Aluminiumgehäuse in Marinequalität mit externen Antennen. Durch die eigensicheren Antennenkoppler (Zugelassen nach „ic“ für Zone 2 und 22) ist es möglich nicht explosionsgeschützte Antennen zu verwenden. Durch den IP-Schutz von IP 66 und NEMA 4 können auch „Rugged“ Anwendungen ohne Probleme realisiert werden. Durch die Auswahl von verschiedenen Gehäusegrößen und Antennenkopplern ist fast jede Anforderung auch in rauen Umgebungsbedingungen möglich.

Lösungen für Zone 1 und 21

Die Lösungen für die Zone 1 und 21 basieren auf dem gleichen „technischen Konzept“ nur sind die Anforderungen in der Zone 1 und 21 viel höher an die Sicherheitskonzepte. Basis sind wieder verschiedene Gehäusekonzepte, die nach der Zündschutzart „Ex d“ geprüft und zugelassen sind. Die Funktionsweise der Zündschutzart „Ex d“ beruht auf dem Einschluss einer im Gehäuseinneren eventuell auftretenden Explosion. Erreicht wird dieses durch eine explosionsdruckfeste Auslegung des Gehäuses zusammen mit zünddurchschlagsicheren Spalten an allen Gehäuseöffnungen. Auch hier können Lösungen nach den amerikanischen Standard nach Class I, II, Div 1, Groups B-G oder Class I, II, Zone 1/21 Groups IIB+H2, III realisiert werden.

Die Gehäuse-Serie iWAP 107 bieten eine zuverlässige Möglichkeit, die drahtlosen Technologien aller Hersteller in ATEX- und IECEx-Zonen 1 und 21 sowie in amerikanischen Gefahrenbereichen der Klasse US & Canada Class I Div 1 / Zone 1 und 21 zu nutzen. Basis sind Aluminiumgehäuse mit externen Antennen. Durch die eigensicheren Antennenkoppler (Zugelassen nach „ia“ für Zone 1 und 21) ist es möglich nicht-explosions-geschützte Antennen auch in Zone 1 und 21 zu verwenden. Durch den IP-Schutz von IP 66 sind diese ebenfalls für Rugged-Anwendungen einsetzbar.

EXgate® – BARTEC

Das Highlight der Gehäuse Serie EX-gate® ist eine Hochfrequenztransparente Kuppel. Mit dieser ist es möglich, Lösungen mit nicht-explosionsgeschützten Kommunikationsgeräten, wie z. B. Access Points oder andere Funk übertragende Module z. B. GSM-Module mit integrierten Antennen zu realisieren, durch die Hochfrequenztransparente Kuppel sind auch Lösungen nach „5G“ Standard möglich. Auch hier stehen verschiedene Gehäuse-Größen bei BARTEC zur Auswahl.

Zusammenfassend kann gesagt werden, funkbasierende Netzwerke sind mit den richtigen Konzepten auch in explosiven Bereichen ohne Bedenken umzusetzen. Durch die Verwendung der in den Firmen zertifizierten Hardware, ist die IT-Security schon umgesetzt worden. Mit den variantenreichen Gehäusekonzepten von BARTEC kann daher die eingesetzte Hardware problemlos auch in explosiven Bereichen verwendet werden.

Über BARTEC

BARTEC ist ein weltweit führender Anbieter von Lösungen, Produkten und Services rund um die Themen Sicherheit und Schutz in Gefahrenzonen. Mit seinen fortschrittlichen Technologien und leistungsorientierten Expertenteams hilft BARTEC namhaften Kunden aus unterschiedlichsten Branchen und Regionen, Arbeitsumgebungen zu sichern, gesetzliche Bestimmungen zu erfüllen und die Produktivität zu verbessern. 1975 in Bad Mergentheim gegründet, ist das Unternehmen heute mit seinen rund 1.300 Beschäftigten ein Spezialist für Explosionsschutz und Sicherheitstechnik, der global Maßstäbe setzt – immer dem BARTEC Leitbild verpflichtet: Schützen, was am wertvollsten ist. Mehr unter bartec.com

Mit den Produkten von REXOFIL werden die Anwendungsgrenzen weit verschoben und Produktsicherheit, Planungssicherheit sowie Energieeffizienz auf ein neues Niveau gehoben. Gleichzeitig reduzieren sich die Kosten für Anschaffung und Betrieb der Anlagen erheblich.

Grundlage des profunden Wissens um die Funktionalität und damit der bahnbrechenden Neuentwicklungen ist die Untersuchung von verfahrenstechnischen Grundlagen im Technikum von REXOFIL. Dabei bleibt die Firma bodenständig und fertigt alle Produkte mit bewährten Partnern in Bayern.

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