Mit der Markteinführung einer Produktfamilie ist die Entwicklung noch lange nicht abgeschlossen. Nach und nach werden über Jahre hinweg die Komponenten noch erweitert. So auch die Produktfamilie PLC-Interface von Phoenix Contact: Seit der Einführung 1996 wurde das Portfolio ständig weiterentwickelt. Nun sind die steckbaren elektromechanischen Relais mit Ex-Zulassungen ausgeweitet und um zusätzliche Zulassungen ergänzt worden.
In der Industrie stellen explosionsgefährdete Umgebungen höhere Anforderungen an die Sicherheit und Zuverlässigkeit der dort verbauten Schaltkomponenten, als dies bei Standardapplikationen der Fall ist. Die Anwendungsbereiche der Ex-Schaltgeräte beschränken sich dabei nicht auf die Chemie-, Öl- und Gasindustrie. Explosionsfähige Atmosphären können auch in holz-, metall- oder kunststoffverarbeitenden Prozessen auftreten. Ähnliches gilt für die Lebensmittelproduktion, Papierherstellung, im Gasturbinenbau sowie in der Textil- und Wasserwirtschaft oder in Lackieranlagen. Hier würde die Nutzung gewöhnlicher Schaltkomponenten ein Risiko darstellen. Denn durch Schaltvorgänge entstehende Funken sind bei nicht gekapselten Komponenten durchaus in der Lage eine Explosion herbeizuführen.
Darüber hinaus können sich zu hohe Oberflächentemperaturen als Zündquelle für explosive Gase der umgebenden Atmosphäre erweisen. Die neuen Varianten lassen sich nun ebenfalls in der Öl- und Gasförderung, Raffinerien sowie in Applikationen der Prozessindustrie verwenden.
Sorgfältige Auswahl aller Bestandteile
Als normative Grundlage für die Atex- und IECEx-Zulassung dienen die EN 60079-7 und -15 in der Zündschutzart „ec nC“. Die Zertifizierung nach UL Class 1 Zone 2 (Hazardous Locations) erfolgt gemäß UL ANSI-ISA 12.12. Nach bestandener Prüfung können die Module in Zone-2-Anwendungen installiert werden. In dieser Zone ist damit zu rechnen, dass sich selten und kurzzeitig eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ergeben kann. Um Schaltvorgänge in solch potentiell explosionsgefährdeten Bereichen sicher ausführen zu können und folglich eine mögliche Entzündung durch Funken oder Lichtbögen zu verhindern, müssen alle Bestandteile einer Anlage sorgfältig und umsichtig ausgewählt werden. Neben weiteren Bauelementen wie den Sicherungen liegt der Fokus dabei auf den schaltenden Elementen, also den elektromechanischen Relais. Die neuen Varianten der kompakten Relaismodule aus der Baureihe PLC-Interface erfüllen die beschriebenen Anforderungen und sorgen somit für das sichere Schalten in Ex-Bereichen.
Die Zündung einer explosionsgefährdeten Atmosphäre, die sich aus verschiedenen Gasen zusammensetzt, lässt sich unter anderem durch die maximal definierte Oberflächentemperatur eines Betriebsmittels vermeiden. Die Relaismodule PLC-Interface erreichen hier in den zulassungsbegleitenden Prüfungen selbst im Volllastbetrieb und bei direkt angereihter Installation die beiden bestmöglichen Temperatur-Klassifizierungen T5 (≤ 100°C) respektive T6 (≤ 85°C). Der zulässige Umgebungstemperaturbereich der Ex-zertifizierten Relaismodule erstreckt sich typenabhängig von -40 bis 60 °C.
Koppelrelais mit ein oder zwei Wechslern, die je nach Ausführung eine Belastung von 6 A bis 10 A bei einer Nennspannung von bis zu 230 V AC ermöglichen, werden durch spezielle Zulassungen abgedeckt. Die Eingangsspannungen belaufen sich von 12 V DC bis 230 V UC. Die lediglich 6,2 mm schmalen Module genügen Lastströmen bis 6 A. Relais für einen maximalen Laststrom von 10 A respektive 2 x 6 A stehen in einer Baubreite von 14 mm zur Verfügung.
Nationale Genehmigungen nicht erforderlich
Betriebsmittel und Anlagen, die in explosionsgefährdeten Betriebsstätten zum Einsatz kommen, fallen in der Europäischen Union unter das umfassende Regelwerk der Atex-Richtlinie, während in Nordamerika das Class/Division-System gilt. Um Anlagen für Ex-Bereiche problemlos weltweit aufbauen zu können, braucht es eine Zertifizierung, die unabhängig von Vorschriften in einzelnen Ländern oder Regionen ist. Mit dem IECEx-Schema liegt daher ein einheitlicher, international gültiger Standard vor. Verfügt das Produkt über eine IECEx-Zulassung, müssen zwecks Konformität mit der Normenwelt keine weiteren nationalen Genehmigungen eingeholt werden. Vor diesem Hintergrund entsprechen die Ex-Module der Produktfamilie PLC-Interface neben Atex und Cl.1 Zone 2 nun auch der IECEx für die weltweite Nutzung.
Erfolgreiches Durchlaufen zahlreicher Tests
Die elektromechanischen und Solid-State-Relais der Baureihe PLC-Interface sind gemäß IEC 61810-7 RT III gedichtet, also per Definition wasserdicht. Ferner dürfen sie nach EN 60664-1 in Umgebungen mit dem Verschmutzungsgrad 2 verbaut werden, wobei die Montage in einem Schaltschrank mit einer Schutzart von mindestens IP54 vorausgesetzt wird. Ein unabhängiges Testinstitut hat die Relaismodule zudem unter Laborbedingungen einem Vier-Komponenten-Schadgastest unterzogen. Als Prüfungsgrundlage diente die EN 60068-2-60. Eine normativ vorgegebene Schadgaskonzentration begünstigt hier in Kombination mit entsprechend hoher relativer Feuchte und Umgebungstemperatur – in diesem Fall 75 Prozent relative Feuchte bei 30°C – die Korrosion. Unter diesen Testbedingungen sind die Anforderungen der ISA-Standards S71.04-1983 G3 ebenfalls erfüllt worden. Außerdem können den Modulen selbst äußerst aggressive Gase nicht schaden.
Übersichtliche Verdrahtung im Schaltschrank
Wie bei den anderen Relaismodulen der Produktfamilie PLC-Interface hält Phoenix Contact bei den neuen Varianten für den Ex-Bereich am einheitlichen Erscheinungsbild fest. Das bedeutet, dass die bekannten Einspeise- und Signalbrücken sowie Beschriftungsmaterial, Trennplatten und Einspeiseklemmen genutzt werden können. Auf diese Weise gestaltet sich die Verdrahtung im Schaltschrank übersichtlich, und bei der Installation mehrerer Komponenten wird Zeit eingespart, sogar wenn diese eine unterschiedliche Baubreite aufweisen. Alle Relaismodule lassen sich weiterhin direkt anreihen. Die einfach zugänglichen Anschlussklemmen erlauben eine sichere elektrische Anbindung. Gleichzeitig bleibt der Anwender bei der Erweiterung oder Änderungen an der Anlage flexibel.
Sollte ein elektromechanisches oder Solid-State-Relais ausfallen, steht für sämtliche neuen Komplettmodule separat zu bestellender Ersatz zur Verfügung. Da die Materialkombinationen der verwendeten Kunststoffe, Vergussmassen und weiterer Bestandteile der Einzelrelais eindeutig in den Zulassungsdokumenten festgeschrieben sind, dürfen ausschließlich die von Phoenix Contact vorgegebenen Relaistypen zum Austausch eingesetzt werden. Andernfalls würden die strengen Vorgaben der Zulassungsbehörden verletzt und die Zulassung wäre unwirksam.
