Safety Integrated
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
siemens.fi/industry
Totally Integrated Automation
Kokonaisratkaisu kaikille teollisuuden aloille
§ Joustava
§ Turvallinen
§ Luotettava
Kuva
§ Avoin
§ Laajennettava
§ Modulaarinen
TIA-konseptin laitteisto- ja ohjelmistoarkkitehtuuri
integroi automaation horisontaalisesti ja vertikaalisesti
yrityksen kaikkiin liiketoimintatasoihin.
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 2
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuus integroituu automaatioon
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 3
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin teollisuusympäristöihin
Koneautomaatio
ATEX-ympäristöt
Prosessiautomaatio
§ Anturit, valvonta, katkaisu
§
Logiikat, ohjauspaneelit
§ Turvatiedot vakioväylissä
§
Väylät, kenttähajautus I/0
§ Turva- sekä kahdennetut
järjestelmät
§ Ohjelmoitavuus
§
Prosessi-instrumentit
§
Yhtenäinen ohjelmisto ja hallinta
§ Langattoman turvatiedon siirto
§
Moottorin suojaus ja moottorit
§
Prosessi-instrumentit
§ Turvastandardit mm.
EN 954-1, ISO 13849 ja
IEC 62062
§
Turvastandardit mm.
§
§
EN 60079 ja EN 61241 sekä
IEC 60079-11
Turvastandardit mm:
IEC 61508 ja IEC 61511
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 4
11.2.2014
siemens.fi/industry
Tuotannon turvallisuus ATEX-ympäristöissä
ATEX-ympäristöt
§ Teollisuuden alat
§ Termit ja tilaluokat
§ Kokonaisratkaisu
ATEX-ympäristön automaatio- ja sähkötekniikka
§
Valvonta ja ohjaus
§
Väylät, kenttähajautus ja anturit
§
Prosessi-instrumentit
§
Moottorin suojaus, sähkökäytöt ja moottorit
ATEX-ympäristön mekaaniset laitteet
§ Vaihteet, vaihdemoottorit ja kytkimet
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 5
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
ATEX-ympäristöt
Unrestricted
© Siemens
2014.
All rights reserved.
Restricted © /Siemens
AG Osakeyhtiö
2014. All rights
reserved.
Page 6
20XX-XX-XX
siemens.fi/industry
Teollisuuden alat - ATEX
Energiantuotanto
§ Palamaisesta, räjähdysvaarattomasta hiilestä voi syntyä
ilmaan sekoittuneena, murskauksen ja kuivauksen aikana
hiilipölyjä.
Kaasunjakelu
§ Maakaasun vapautuminen ilmaan vuoto tai muista syistä
voi aiheuttaa räjähdyskelpoisia kaasun ja ilman seoksia.
Öljynjalostamot
§ Jalostamoissa käsiteltävät hiilivedyt ovat kaikki palavia
aineita. Raakaöljyn jalostuslaitteistojen ympäristöä
pidetään useimmiten räjähdysvaarallisena tilana.
§ Leimahduspisteestään riippuen ne saattavat jo ympäristön
lämpötilaa vastaavissa olosuhteissa muodostaa
räjähdyskelpoisia ilmaseoksia.
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Teollisuuden alat - ATEX
Kemianteollisuus
§ Prosesseissa mukana herkästi palavia kaasuja, nesteitä ja
kiinteitä aineita, joiden yhteydessä saattaa muodostua
räjähdysvaarallisia seoksia.
Maalaamot
§ Ruiskumaalauspistoolilla syntyy hukkasuihkua ja vapautuu
liuotinhöyryjä, jotka ilmaan sekoittuessaan muodostavat
räjähdyskelpoisia ilmaseoksia.
Metallin työstö
§ Viimeistelyn yhteydessä voi syntyä räjähdyskelpoista
metallipölyä. Riski liittyy erityisesti kevytmetalleihin.
Mekaaninen puuteollisuus
§ Puupölystä voi muodostua suodattimissa tai siiloissa
räjähdyskelpoisia pölyn ja ilman seoksia.
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 8
11.2.2014
siemens.fi/industry
Teollisuuden alat - ATEX
Lääketeollisuus
§ Lääkkeiden tuotannossa käytetään usein liuottimina
alkoholeja. Pölyräjähdyskelpoisia ovat myös vaikuttavat aineet
ja lisäaineet kuten maitosokeri.
Elintarvike- ja rehuteollisuus
§ Viljojen, sokerin tms. kuljetuksen ja varastoinnin yhteydessä
voi syntyä räjähdyskelpoisia pölyjä, joita poistettaessa
suodattimiin voi syntyä räjähdyskelpoinen ilmaseos.
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 9
11.2.2014
siemens.fi/industry
Onnettomuuksia teollisuudessa (kaasuräjähdys)
Kaasunjakelu
§ Happilinjan palo Tornion terästehtaalla 2003
§ Happipullon räjähdysmäinen palo täyttölaitoksella
Tuusulassa 2005
Elintarvike- ja rehuteollisuus
• Vetyräjähdys makeutusainetehtaalla Kotkassa 2004
Öljynjalostamot
§ Bensiinisäiliön räjähdys huoltoasemalla Harjavallassa
2002
Energiantuotanto
§ 7 MW öljykattilan räjähdys Kiteellä 2004
§ Omakotitalon lämminvesikattilan räjähdys 2004
Kemianteollisuus
§ Tärpättisäiliön räjähdys kemikaalitehtaalla Oulussa
2010
§ Kuivaimen räjähdys pulveritehtaalla Äetsässä 2005
§ Rikkihiilisäiliön räjähdys Valkeakoskella 2009
Maalaamot
§ Tulipalo pintakäsittelylaitoksella Haukiputaalla 2004
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 10
11.2.2014
siemens.fi/industry
Onnettomuuksia teollisuudessa (pölyräjähdys)
Kemianteollisuus
§ Pölyräjähdys tärkkelyslaitoksella Lapualla 2007
Energiantuotanto
§ Pölyräjähdys Kuorikattilan sähkösuodinta
puhdistettaessa Kaukaalla 2002
§ Pölyräjähdys puurekan lastissa Simpeleellä 2005
Mekaaninen puuteollisuus
§ Pölyräjähdys Jurvalan sahalla 2003
§ Pölyräjähdys hiomakoneessa Kristiinankaupungissa
2003
§ Pölyräjähdys parkettitehtaan purusiilossa Kuopiossa
2007
§ Pölyräjähdys lastulevytehtaassa Kiteellä 2008
Elintarvike- ja rehuteollisuus
§ Pölyräjähdys sokeritehtaalla Kirkkonummella
2002
§ Pölypalo viljasiilossa Korialla 2004
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 11
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
Termit ja ATEX-tilaluokat
Unrestricted
© Siemens
2014.
All rights reserved.
Restricted © /Siemens
AG Osakeyhtiö
20XX All rights
reserved.
siemens.fi/industry
Author / Department
ATEX-termejä
Räjähdyskelpoinen ilmaseos
§ Normaali-ilmanpaineisen ilman ja palavan kaasun,
höyryn, sumun tai pölyn muodostama syttyvä seos,
jossa syttymisen jälkeen palaminen leviää koko
palamattomaan seokseen.
Räjähdysvaarallinen ilmaseos
§ Normaali-ilmanpaineisen ilman tai palavan kaasun,
höyryn, sumun tai pölyn muodostama seos, jossa
paikallisten olosuhteiden vuoksi saattaa muodostua
räjähdyskelpoinen ilmaseos
Räjähdysvaaralliset tilat
§ Työnantajan luokiteltava tilat
§ Luokitelluissa tiloissa noudatettava
vähimmäisvaatimuksia
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 13
11.2.2014
siemens.fi/industry
ATEX-tilaluokat
Tilaluokka
Tila
0
Ilman ja kaasun, höyryn tai sumun muodossa olevan palavan
aineen muodostama räjähdyskelpoinen ilmaseos esiintyy jatkuvasti,
pitkäaikaisesti tai usein
20
Ilman ja palavan pölyn muodostama räjähdyskelpoinen ilmaseos
esiintyy jatkuvasti, pitkäaikaisesti tai usein
1
Tila, jossa ilman ja palavan pölyn muodostama räjähdyskelpoinen
ilmaseos esiintyy normaalitoiminnassa satunnaisesti
21
Tila, jossa ilman ja palavan pölyn muodostama räjähdyskelpoinen
ilmaseos esiintyy normaalitoiminnassa satunnaisesti.
2
Tila, jossa ilman ja kaasun, höyryn tai sumun muodossa olevan
palavan aineen muodostaman räjähdyskelpoisen ilmaseoksen
esiintyminen normaalioloissa on epätodennäköistä ja se kestää vain
lyhyen ajan.
22
Tila, jossa ilman ja palavan pölyn muodostaman räjähdys-kelpoisen
ilmaseoksen esiintyminen normaalitoiminnassa on
epätodennäköistä ja se kestää esiintyessään vain lyhyen ajan.
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 14
11.2.2014
siemens.fi/industry
ATEX-laiteluokat ja vaatimustenmukaisuuden osoittaminen
Laiteluokka
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 15
11.2.2014
Tila
1
Tyyppitarkastus + tuotannon laadunvarmistus tai
tuotekohtainen tarkastus
2
Sähkölaitteet ja polttomoottorit
Tyyppitarkastus + tuotteiden laadun varmistus tai
tyypinmukaisuuden varmistus
Muut laitteet: Valmistuksen sisäinen tarkastus,
asiakirjat tarkastuslaitokselle
3
Valmistuksen sisäinen tarkastus
siemens.fi/industry
ATEX – tila- ja laiteluokka
Laitteiden jako laiteluokkiin:
Tilaluokat:
Kaasu
2
3
(22)
Laiteluokka voidaan
asentaa
2
1
0
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 16
1
P
11.2.2014
(21)
Pöly
(20)
siemens.fi/industry
ATEX-vastuut EU-alueella
EC contract
Article 100a
Article 118a
Article 100a
Harmonization of legislation to create
the internal market
Article 100a Þ ATEX 100a
Directive 94/9/EC (ATEX 94/9/EC)
Equipment and protective systems for
correct use in hazardous zones
Responsibility: Manufacturer
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 17
11.2.2014
Article 118a:
Social regulations to improve
the working environment
Specialists
talk about
ATEX
Article 118a Þ ATEX 118a
Worker Protection Directive
(ATEX 1999/92/EC, ATEX137)
Minimum regulations to improve health
protection and the safety of workers, who
could be in danger due to an explosive
atmosphere.
Responsibility: End user
siemens.fi/industry
ATEX-vastuut Suomessa
EU-direktiivi on otettava osaksi suomalaista
lainsäädäntöä (Voiko olla otsikkona
§ EU:n direktiivi ei sellaisenaan koske suomalaista
§ Otetaan osaksi Suomen lainsäädäntöä säädöksillä
§ Asetus räjähdysvaarallisiin ilmaseoksiin tarkoitetuista
laitteista ja suojausjärjestelmistä
94/9/EY
§ Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös
räjähdysvaarallisiin ilmaseoksiin tarkoitetuista
laitteista ja suojausjärjestelmistä
917/1996
918/1996
.
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 18
11.2.2014
siemens.fi/industry
Standardit Suomessa
Standardin mukaan toimiessa täytetään direktiivin vaatimukset
§ SFS-EN 60079 sarjan standardien mukaan toimiessa täytetään
direktiivin 94/9/EY-vaatimukset
SFS-EN 60079Suomessa voimaansaatettu
EN 60079Saatetaan IEC- standardi voimaan EU-alueella
IEC 60079Standardin tekninen sisältö
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 19
11.2.2014
siemens.fi/industry
Räjähdyssuojausasiakirja ja muut dokumentit
Laitevalinnassa tarvittava asiakirjat
§ Tilaluokitus
Asiakas
§
Asennus- ja kytkentäohjeet
§
Laitteiden erityisehdot
§
Exi -suojauksen järjestelmäkuvaus
§
Valmistajan vaatimuksenmukaisuusvakuutukset
Asiakas / Siemens
Asiakas / Siemens
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 20
11.2.2014
Asiakas
Siemens
siemens.fi/industry
Siemensin ATEX-tuotteet ja laitteiden merkinnät
Esimerkkinä elektroniset lämpöreleet
§ Tyyppimerkintä PTB 06 ATEX 3001 Ex II (2) GD
§ Kaikki 3RB20 ja 3RB21 elektroniset lämpöreleet on tarkoitettu
räjähdysryhmään II (maanpäälliset laitteet)
§ Sopii palaville aineille G (kaasu) ja D (pöly)
§ Laiteluokka on (2) (sulut tarkoittavat että laite on asennettava
turvalliselle puolelle)
Esimerkkinä rajakytkimet, metallikotelo IP66/IP67
§ 3SE51..-0..-1DA0
§ Räjähdysryhmä II (maanpäälliset laitteet)
§ Laiteluokka 3 D (pöly), tilaluokka 22
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 21
11.2.2014
siemens.fi/industry
ATEX-koulutusmateriaali verkossa
Verkko materiaalissa perustiedot
§ Havainnollisessa englanninkielisessä materiaalissa
käydään läpi perusasiat.
§ support.automation.siemens.com/WW/view/en/45634286
§ support-sivulla hakusanaksi: 45634286
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 22
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
Prosessi-instrumentointi
Unrestricted
Restricted
© /Siemens
© Siemens
AG Osakeyhtiö
2014. All rights
2014.
reserved.
All rights reserved.
siemens.fi/industry
EXPLOSION
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 24
11.2.2014
siemens.fi/industry
HAZARD ZONES
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 25
11.2.2014
siemens.fi/industry
DEVICE GROUPS
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 26
11.2.2014
siemens.fi/industry
EQUIPMENT CATEGORIES
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 27
11.2.2014
siemens.fi/industry
PROTECTION TYPES
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 28
11.2.2014
siemens.fi/industry
PROTECTION TYPES
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 29
11.2.2014
siemens.fi/industry
PROTECTION TYPES
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 30
11.2.2014
siemens.fi/industry
PROTECTION TYPES
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 31
11.2.2014
siemens.fi/industry
PROTECTION TYPES
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 32
11.2.2014
siemens.fi/industry
PROTECTION TYPES
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 33
11.2.2014
siemens.fi/industry
EXAMPLE FOR CHEMICAL PLANT
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 34
11.2.2014
siemens.fi/industry
EXPLOSION GROUPS AND TEMPERATURE CLASSES
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 35
11.2.2014
siemens.fi/industry
EXAMPLES FOR DUSTS AND GASES
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 36
11.2.2014
siemens.fi/industry
IDENTIFICATION
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 37
11.2.2014
siemens.fi/industry
Prosessi-instrumentointi
Virtausmittaus
SITRANS FM MAGFLO -magneettiset virtausmittarit
§ Laaja valikoima laipallisia ja laippojen väliin asennettavia antureita
§ Vuorausmateriaalina mm. PTFE, PFA, keramiikka
§ Elektrodimateriaalit mm. hastelloy, tantaali, titaani sekä platina
§ Paineluokat aina 100 bar asti
§ MAG 6000i Ex d -vahvistin EEx d e (ia) ia (ib) ib IIC T6
§ MAG-anturit ATEX 2G D
SITRANS FC MASSLO –massavirtausmittarit nesteille ja kaasuille
§ Kompakti- tai erillisasennus
§ Sama vahvistin kaikille anturityypeille
§ MASS 6000 vahvistin (EEX ia) IIC
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 38
11.2.2014
siemens.fi/industry
Prosessi-instrumentointi
Virtausmittaus
SITRANS FUS -ultraäänivirtausmittarit
§ Mittaa aineita, joilla ei sähkönjohtokykyä
§ 2-säde -mittausperiaate
§ Ultraäänianturien vaihto mahdollista ilman virtaaman katkaisua
§ Tarkkuus 0.5% virtaamasta
§ FUS 060-vahvistimet ATEX II 2G Ex dem [ia/ib] IIC T6/T4/T3
§ 3300 ja 3100 anturit ATEX II 2G Ex dem [ia/ib] IIC T6/T4/T3
SITRANS FX Vortex -virtausmittarit
§ 2-johdin virtausmittari paine- ja lämpötilakompensoinnilla
§ Virtaus-, paine- ja lämpötilamittaus samassa anturissa
§ Helppo asentaa
§ Huoltovapaa anturirakenne
§ ATEX II2G EEx da ia [ia] IIC T6
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 39
11.2.2014
siemens.fi/industry
Prosessi-instrumentointi
Pinnankorkeuden mittaus - tutkat
SITRANS LR560 & SITRANS LR460
§ Kiintoaineiden pinnankorkeuden mittaukseen
§ SITRANS LR250 nesteiden pinnankorkeuden mittaukseen
§ Mitta-alue 30 m (LR560) 100 m LR 460 20 m (LR 250)
§ Riippumaton lämpötilasta, pölystä
§ Easy aimer signaalin suuntaamista varten
§ Pölysuoja ja puhallusmahdollisuus
§ Quick Start Wizard nopeaan käyttöönottoon varten
§ Luotettava kaiunkäsittely (echo processing)
§ Käsiohjelmointilaite EEx ia
§ ATEX II 1D, 1/2 D, Ex tD A20 IP 67, IP68 T100C
§ ATEX II 1D, 1/2 D, 2D T85C
§ ATEX II 1G EEx ia IIC T4 (LR250)
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 40
11.2.2014
siemens.fi/industry
Prosessi-instrumentointi
Pinnankorkeuden mittaus - tutkat
SITRANS LG200 ohjattu tutka
§ Kiintoaineiden ja nesteiden pinnankorkeuden mittaukseen
§ 24 VDC kaksijohdinlähetin
§ Nesteiden ja kiintoaineiden pinnankorkeusmittaus 22.5 m asti
§ Nesteiden rajapintojen mittaus 6.1m asti
§ HART 4 - 20 mA ulostulo
§ Useita eri prosessiliitäntöjä
§ Helposti vaihdettava anturi
§ Versiot eri sovelluksiin - höyry, rajapinta, hygieeninen, ylitäyttö
§ Korkean lämpötilan 427 ºC (800 ºF) versio
§
Alhaisen lämpötilan versio -195 ºC (-320 ºF)
§ Korkeapaine 430 bar (6250 psi) versio
§
Versio alipainemittaukseen
§ ATEX II 1G EEx ia IIC T4
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 41
11.2.2014
siemens.fi/industry
Prosessi-instrumentointi
Pinnankorkeuden mittaus - ultraääni
SITRANS Probe LU -mittaa nesteitä sekä lietteitä
§
Pintamittaus, avokanavamittaus
§
PVDF tai ETFE -anturimateriaali
§ ATEX II 2G EEx md IICT5, SAA
LUT400, HydroRanger 200 -ultraäänivahvistimet
§ Nesteiden, kiintoaineiden ja lietteenmittaukseen
§ avokanava/pato-ohjelmistot
§ Mitta-alue max. 60 m
§ Yksi- / monipistemittaus
§ Aina turvalliseen tilaan
Echomax-ultraäänianturit
§ Ultraääni pinnankorkeusmittaus aina 60m asti
§ ATEX II 2G
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 42
11.2.2014
siemens.fi/industry
Prosessi-instrumentointi
Pinnankorkeuden mittaus - kapasitiiviset pinnankorkeuden pintakytkimet
Pointek CLS 300 -kapasitiivinen pintakytkin
§ Luotettava, toimintavarma vaativissa olosuhteissa
§ Hyvä kemiallinen kestävyys
§ Korkeapainesovellukset
§ ATEX II 1G 1/2 D EEx d(ia) IIC T6-T1
Pointek LC 500
§ Kapasitiivinen sauva-anturi nesteiden ja kiintoaineiden
pinnankorkeuden mittauksiin
§ Vaativiin prosessiolosuhteisiin
§ Tarkkuutta vaativiin sovelluksiin
§ Tarkka mittaus
§
Anturin pituus maks 25 m
§ Patentoitu Active Shield -tekniikka
§ ATEX II 1G 1/2 D EEx D (ia) IIC T6-T4
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 43
11.2.2014
siemens.fi/industry
Prosessi-instrumentointi
Pinnankorkeuden mittaus - mekaaniset pintakytkimet
SITRANS® LPS200 -pyörivä pintakytkin kiintoaineille
§ Voidaan pidentää sauvalla tai kaapelilla.
§ Hälytysrele (pinnankorkeus)
§ Korkealämpötilaversiot
§ Kaksi ulostuloa
§ ATEX II 1/2 D
SITRANS LVS200 -värähtelevä pintakytkin kiintoaineille
§ Kuiville kiintoaineille
§ Voidaan asentaa päälle, sivulle, haluttuun kulmaan
§ Itsepuhdistuva
§ ATEX II 1/2 D
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 44
11.2.2014
siemens.fi/industry
Prosessi-instrumentointi
Pinnankorkeuden mittaus - mekaaniset pintakytkimet
SITRANS P DSIII paine- ja paine-erolähettimet
§ Ohjelmoitava, LCD-näyttö
§ Useita kalvomateriaaleja
§ HART, Profibus PA -optiona
§ Mitattavan aineen lämpötila -40 … +100 °C
§ Tarkkuus 0,075 %
§ EX II 1/2G EEx ia/ib IIB/IIC T4, T5, T6
§ Ex II 1/2 G EEx d II C T4/T6
SITRANS P300 -painelähettimet
§ Kuin DSIII-sarja, lisäksi haponkestävä kotelointi
ja erilaisia välitinliitäntöjä
§ Hygieeninen kotelointirakenne
§ EX II 1/2G EEx ia/ib IIB/IIC T4, T5, T6
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 45
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
ATEX-ympäristön automaatio- ja
sähkötekniikat
Unrestricted
Restricted
© /Siemens
© Siemens
AG Osakeyhtiö
2014. All rights
2014.
reserved.
All rights reserved.
siemens.fi/industry
Siemensin kokonaisratkaisu ATEX-alueille
Safety Integrated Automation
Valvonta ja ohjaus
Moottorin suojaus ja ohjaus
§ Operointipaneelit
§ Moottorinsuojakytkimet
§ Logiikat ja ohjaimet
§ Lämpöreleet
Kenttäkomponentit
§ Termistorireleet
§ Kenttäväylät:
Profibus ja Profinet
§ Pehmeäkäynnistimet
§ Simatic ET200 kenttähajautus
§ Simocode Pro
§ Prosessi-instrumenttilaitteet
§ Taajuusmuuttajat ja moottorit
Kappaletavaratunnistus
§ Moottorit
§ AS-Interface-väylämoduuli
Mekaaniset laitteet
§ Bero-tunnistimet
§ Vaihteet
§ Mekaaniset rajat
§ Vaihdemoottorit
§ Kytkimet
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 47
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
Ohjaus ja valvonta
Unrestricted
Restricted
© /Siemens
© Siemens
AG Osakeyhtiö
2014. All rights
2014.
reserved.
All rights reserved.
siemens.fi/industry
Valvonta ja ohjaus
SIMATIC-automaatio tarjoaa ratkaisuja myös räjähdysvaaralliselle alueelle
§ SIMATIC S7 -automaatiokomponentit (kaikki
logiikkaperheet)
§ Integrointi teollisuus-Ethernet- ja PROFIBUS-väylien
avulla
§ Keskitetty tai hajautettu I/O (Profibus ja Profinet)
§ Standardi- ja turvatekniikka samassa CPU:ssa ja väylässä
§ Yhtenäinen ohjelma-alusta
§ Markkinajohtaja globaalisti ja Suomessa
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 49
11.2.2014
siemens.fi/industry
Valvonta ja ohjaus
SIMATIC HMI -visualisointia räjähdysvaaralliselle alueelle
§ Operointipaneelit 6“–19“ -näytöillä,
Touch / Painikkeet, IP65
§ Samat (tietyt) operointipaneelit räjähdysvaaralliselle
alueelle kuin muutenkin
§ Ei tarvita erillisiä ohjelmistoja
(WinCC V12 tai WinCC Flexible)
§ Samat sovellukset käyvät suoraan Ex-alueelle
§ Web-pohjainen etäoperointi, huolto, reseptinhallinta yms.
ATEX-paneelit:
http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/291285?Datakey=37437134
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 50
11.2.2014
siemens.fi/industry
Ohjaus ja valvonta
Paneelit
Comfort-paneelit
§ 16:9 kuvasuhteen paneeli, trendit, hälytykset, reseptit,
historian tallennus, muut sovellukset mm. pdf, IE, kamera ..
§ TP700, KP700, TP900, TP1200 (Ex-Zone 2/22)
Paneeli 177
§ Trendit, hälytykset, reseptit
§ TP 177B 6“,TP 177B INOX 6“ Touch (Ex-Zone 2/22)
Paneeli MP277
§ Trendit, hälytykset, reseptit, historian tallennus
§ TP / MP 277 8“,10“Touch + 10“ Key (Ex-Zone 22)
§ MP 277 INOX 10“ Touch (Ex-Zone 2/22)
Paneeli MP377 Touch
§ Trendit, hälytykset, reseptit, historian tallennus, muut sovellukset mm. pdf, IE, WinAC ..
§ MP 377 Touch (Ex-Zone 22)
§ MP 377 INOX 15“ Touch (Ex-Zone 2/22)
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 51
11.2.2014
siemens.fi/industry
Ohjaus ja valvonta
Paneelit
Panel PC Ex
§ Näytön koot 15“ ja 19” (Ex-Zone 1/21 ja 2/22)
§ 15“ myös kirkkautta vaativiin sovelluksiin (aurinko)
§ Myös näppäimistöt
§ IP66 edestä, IP65 takaa
§ -20 - +50 ºC
§ Tärinä 1g/ Iskut 15g
§ 4/16GB CompactFlashin muisti
§ 60/120 GB HDD
§ WinXP/Xpe
Thin Client Ex
§ Näytön koot 15“ ja 19“ (Ex-Zone 1/21 ja 2/22)
§ Hajautettuihin sovelluksiin
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 52
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
SIMATIC Profibus- ja NET -tuotteet
räjähdysvaarallisella alueella
Unrestricted
Restricted
© /Siemens
© Siemens
AG Osakeyhtiö
2014. All rights
2014.
reserved.
All rights reserved.
siemens.fi/industry
Väylät, kenttähajautus ja anturi
SIMATIC Profibus- ja NET-tuotteet räjähdysvaarallisella alueella
Laaja tuotevalikoima ATEX-alueille
§ Perinteisen kaapelointitekniikan lisäksi ratkaisumme
perustuvat väylätekniikkaan
§ Profibus-, Profinet- ja AS-Interface-väylätekniikat
avaavat uusia käyttökohteita räjähdysvaarallisten
alueiden sovelluksiin.
§ Integroitu diagnostiikka sekä HART-laiteohjaus
§ Valokuitu- ja IWLAN-langaton kommunikaatio luovat
täysin uusia mahdollisuuksia automaation toteutukseen
räjähdysvaarallisille alueille
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 54
11.2.2014
siemens.fi/industry
Väylät, kenttähajautus ja anturi
SIMATIC NET S7 -järjestelmäliitynnät
§ Kommunikointiprosessorit (CP:t) S7-200, S7-1200,
S7-300, S7-400 ja S7-1500 logiikoille vähentävät
CPU.n kuormaa tiedonsiirron osalta.
§ Prosessoreita on erilaisia eri toiminnoilla AS-i,
Profibus- ja Profinet- väyläliitynnöillä.
§ ATEX II 3 G EEx nA II T4
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 55
11.2.2014
siemens.fi/industry
Väylät, kenttähajautus ja anturi
Profinet- ja Ethernet -tuotteet
§ SCALANCE X -teollisuuskytkimet ovat aktiivisia
verkkokomponentteja automaatioverkon
muodostamiseen Ethernet- tai Profinet-tiedonsiirtoväylillä
§ SCALANCE W -komponentit ovat teollisuuden
langattoman lähiverkon muodostamiseen
IEEE -standardin 802.11 mukaisesti
§ SCALANCE S -tietoturvamoduulit ovat palomuureja, jotka
suojaavat järjestelmän tietoja. Niiden avulla voidaan myös
muodostaa suojattu ja salattu VPN-yhteys Internetin yli
§ ATEX II 3 G EEx nA II T4
§ ATEX II 3 (2) G EEx nA [op is Gb] IIC T4 Gc
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 56
11.2.2014
siemens.fi/industry
Profibus-tuotteet
§ OLM:ien avulla Profibus-verkko voidaan toteuttaa
valokuitukaapelilla.
§ Optical Link Module on muunnin, joka muuntaa
sähköisen signaalin kuparikaapelista valosignaaliksi
valokuitukaapeliin
§ ATEX II 3 G Ex nA IIC T4
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 57
11.2.2014
siemens.fi/industry
Väylät, kenttähajautus ja anturi
Profinet- ja Ethernet -tuotteet
§ DP/PA coupler PROFIBUS PA -segmenteille
DP/PA Coupler
§ Voidaan käyttää myös kahdennetussa järjestelmässä
(S7-400H järjestelmä)
Interface module
IM153-2
§ Kaksi eri malllia:
§ Non-Ex with 1,000 mA
§ Ex [EEx ia] with 110 mA
DP/PA Link
§ Max 31 (9 Ex) PA -laitetta
§ Max. 5 DP/PA Coupler / link
PROFIBUS DP
124 devices
DP/PA Link
64 devices
PROFIBUS PA (Ex)
PROFIBUS PA
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 58
11.2.2014
9 devices
31 devices
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
Hajautettu I/O
räjähdysvaarallisella alueella
Unrestricted
Restricted
© /Siemens
© Siemens
AG Osakeyhtiö
2014. All rights
2014.
reserved.
All rights reserved.
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
Hajautettu I/O räjähdysvaarallisella alueella
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 60
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200 -tuotteet räjähdysvaarallisella alueella
ET 200iSP
§ Moduulien vaihtaminen lennossa (Hot Swapping)
§ Mahdollisuus redundanttiseen kytkentään sekä turvatoimintoihin
§ Asennus tilaluokkaan 1 / 21, anturit ja toimilaitteet tilaluokkaan
0 / 20 astianturit ja toimilaitteet tilaluokkaan 1 / 21 asti
§ Turvatekniikka voidaan integroida ET 200iSP -asemaan
ET 200M
§ Laajat moduulivaihtoehdot S7-300-moduuleista
§ Mahdollisuus redundanttiseen kytkentään
§ Asennus tilaluokkaan 2 / 22, anturit ja toimilaitteet tilaluokkaan 1 / 21 asti
ET 200S
§ Monitoiminen (moottorikäynnistimet, liikkeenohjaus, CPU, jne.)
§ Asennus tilaluokkaan 2 / 22, anturit ja toimilaitteet tilaluokkaan 2 / 22 asti
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 61
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200 -tuotteet räjähdysvaarallisella alueella
ET 200SP
§ Asennus tilaluokkaan 2 / 22, anturit ja toimilaitteet
tilaluokkaan 2 / 22 asti
ET 200MP
§ Asennus tilaluokkaan 2 / 22, anturit ja toimilaitteet
tilaluokkaan 2 / 22 asti
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 62
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
Käytä TIA Selection Tool -työkalua
TIA Selection Tool
§ PLC (300/400, 1200/1500)
§ I/O (kaikki, myös ATEX yms erikoiset)
§ HMI (Kaikki nykyiset)
§ Scalance-kytkimet, teollisuustietokoneet
§ Erikoistuotteet (kuten ATEX)
Offline-versio päivittyy, kun nettiyhteys auki
käynnistettäessä
§ www.siemens.fi/tia-selection-tool
§ Sivulla myös suomenkieliset käyttöohjeet
§ I/O (kaikki, myös ATEX yms. erikoiset)
§ ET 200iSP asemalle suositellaan vanhempaa työkalua
§ http://www.siemens.com/simatic-selection-tool-standalone
§ Työkalussa mm. kätevä Wizard
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 63
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200 -tuotteiden asennuksessa vaadittava kaapin
tiiviys ja räjähdyssuojauksen luokitus 1/2
ET200iSP
Asennustilan
tilaluokka
0
kaasu
1
2
20
pöly
21
22
turvallinen
Kotelon Vaadittu
tyyppi sertifiointi
Kotelon
suojausluokka
metalli
metalli
Atex
Atex, zone 2
EEx e
IP54
metalli
metalli
94/9/EU, cat. 2D IP6x
94/9/EU, cat. 3D IP5x
IP20
Lähde: ET200iSP käyttöohje, kappale 4
ET200M
Asennustilan Kotelon Vaadittu
tilaluokka
tyyppi sertifiointi
0
kaasu
1
metalli Atex
2
Atex
20
pöly
21
Atex
22
Atex
turvallinen
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 64
11.2.2014
Kotelon
suojausluokka
EEx d, EEx p
IP54
ruuviliittimet asennetaan EEx e -koteloon
?
IP6x
IP20
Lähde: ET200M Ex-moduulit käyttöohje
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200 -tuotteiden asennuksessa vaadittava kaapin
tiiviys ja räjähdyssuojauksen luokitus 2/2
ET200S
Asennustilan Kotelon Vaadittu
tilaluokka
tyyppi sertifiointi
0
kaasu
1
2
Atex
20
pöly
21
22
Atex
turvallinen
-
Kotelon
suojausluokka
IP54
IP6x
IP20
Lähde: ET200S käyttöohje, "Use of subassemblies/modules in a
Zone 2 Hazardous Area"
ET 200SP ja ET 200MP I/O-asemien kotelointi kuten ET 200S
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 65
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200iSP -aseman käyttö räjähdysvaarallisella alueella
§ ET 200iSP -hajautusasema voidaan asentaa
tilaluokkaan 1 tai 21
§ Anturointi voidaan viedä tilaluokkaan 0 tai 20
§ Integroitu turvatekniikka
§ Hajautusasema on suunniteltu räjähdysvaarallisissa
tiloissa käytettäväksi
§ Räjähdysvaaralliselle alueelle asennettaessa tulee
lisäksi valita oikeanlainen asennuskotelo (ei tarvitse olla
räjähdyspaineen kestävä eikä läpituuletettu)
§ Tilattavissa Siemensiltä suoraan koteloon asennettuna
kokonaisuutena – kotelo valittavissa Simatic Selection
Toolissa
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 66
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200iSP – Moduulivalikoima räjähdysvaarallisille alueille 1/2
Digitaalimoduulit
§ 8DI, NAMUR
§ 4DO, 23,1VDC, 20mA
§ 4DO, 17,4VDC, 27mA
§ 4DO, 17,4VDC 40mA (esimerkki virta-jännitekäyrästä)
§ 2DO, relelähtö 60V, 2A
Analogiamoduulit
§ 4AI, termoelementit
§ 4AI, PT100 tai NI100-anturi tai resistanssi 1000ohm asti
§ 4AI HART, 4..20 mA, 2-johdin kytkentä
§ 4AI HART, 0..20mA / 4..20 mA, 4-johdin kytkentä
§ 4AO HART, 0..20mA / 4..20 mA
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 67
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200iSP – Moduulivalikoima räjähdysvaarallisille alueille 2/2
Turvahyväksytyt moduulit
§ 8 F-DI, NAMUR
§ 4 F-DO, 17,4VDC, 40mA
§ 4 F-AI HART
§ Lisätietoa: http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/47405022
Muut
§ Varamoduuli (paikan varaamiseksi tulevaisuuden laajennuksille
vaihto lennossa)
§ Watchdog-moduuli
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 68
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200iSP – 4DO 17,4VDC 40mA virta-jännite-käyrä
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 69
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200M -aseman käyttö räjähdysvaarallisella alueella
§ S7-300 logiikka tai ET200M -hajautusasema voidaan
asentaa tilaluokkaan 2 tai 22
ET 200M -väyläliityntäyksikkö ja I/O-moduuleja
§ Anturointi voidaan viedä tilaluokkaan 1 tai 21 asti
§ CPU:n yhteydessä oleviin signaalimoduuleihin pätee
samat asiat kuin tässä esiteltäviin ET200M -hajautuksen
komponentteihin
(samat moduulit, vain liityntäyksikkö vaihtuu)
§ S7-300 / ET200M signaalimoduuleista on
räjähdysvaaralliselle alueelle sopivia versioita niin
digitaalisista kuin analogisistakin moduuleista
S7-300 CPU ja I/O-moduuleja
§ Räjähdysvaaralliselle alueelle asennettaessa tulee valita
oikeanlainen asennuskotelo ja mahdollisesti tiettyjä
lisätarvikkeita, joista enemmän seuraavilla kalvoilla.
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 70
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200M – Moduulivalikoima räjähdysvaarallisille alueille
Moduulilistaus (manuaalissa)
§ http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/1096709
Digitaalimoduulit
§ 4DI, NAMUR
§ 4DO, 15VDC, 10mA
§ 4DO, 24VDC 10mA
Analogiamoduulit
§ 4AI, 0..20 / 4..20 mA
§ 2AI HART, 0..20 / 4..20 mA
§ 8AI TC / 4AI RTD, lämpötilan mittaus (termoelementti, PT tai NI-anturi)
§ 4AO, 0..20 / 4..20 mA
§ 2AO HART, 0..20 / 4..20 mA
Turvatekniikkaa tukevat moduulit
§ 8DI, NAMUR, Fail-safe
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 71
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200M – Lisätarvikkeet räjähdysvaaralliselle alueelle
Erotinmoduuli I/O-korttien ja väyläliityntäyksikön
tai CPU:n väliin
Aktiivinen taustaväylä
SM321
D I 4xN AMU R
§ DM370, eli “tyhjä” moduuli, kun ei aktiivista taustaväylää
§ Aktiivisen taustaväylän yhteydessä erotinlevy
6ES7195-1KA00-0XA0
§ Redundanttisen väyläliitynnän yhteydessä on aina
aktiivinen taustaväylä
6EP1 333-2AA01
IM 153-1
Tavallinen asennus
(ei aktiivista taustaväylää)
D M370
D U MMY
6ES7 153-1AA03-0XB0
SM321
D I 4xN AMU R
6ES7 321-7RD00-0AB0
PS
IM
Ex I/O
6ES7195-1KA00-0XA0
6EP1 333-2AA01
IM 153-1
6ES7 153-1AA03-0XB0
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 72
11.2.2014
PS
IM
6ES7 370-0AA01-0AA0
6ES7 321-7RD00-0AB0
DM370 Ex I/O
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200M – Lisätarvikkeet räjähdysvaaralliselle alueelle
Erotinyksikkö LK 393 tehonsyöttöjohtimien
ja signaalijohtimien erottamiseen
§ Tilausnumero 6ES7 393-4AA00-0AA0
(5kpl erissä, 11,80€)
§ Tehonsyöttö tuodaan yläpuolelta,
signaalijohdotus alapuolelta
§ Simatic Selection Toolissa
“Cable Separator for Ex Modules”
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 73
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kenttähajautus
SIMATIC ET 200M – Lisätarvikkeet räjähdysvaaralliselle alueelle
Erotinyksikkö LK 393 tehonsyöttöjohtimien ja signaalijohtimien erottamiseen
§ Max 1,5mm² (siniset johtimet kuvissa)
§ Johtimet pujotetaan ja päähän laitetaan holkki
§ Adapteri kiinnitetään 20pin liittimeen ja se “koteloi” virtajohtimet
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 75
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
Kappaletavaratunnistus
Unrestricted
Restricted
© /Siemens
© Siemens
AG Osakeyhtiö
2014. All rights
2014.
reserved.
All rights reserved.
siemens.fi/industry
Kappaletavaratunnistus
ATEX ASi -kenttälaitteet pölyräjähdysvaaralliselle alueelle
§ Modulaarinen, kustannustehokas kenttäväyläratkaisu
§ Avoin järjestelmä
§ Vakio- ja turvasovellukset samassa väylässä
Miten tehdään riittävä suojaus alueelle 22?
§ Murtosuoja, voi olla myös suojakuori
§ Tahattoman irrotuksen estävä I/O-liitin ja osoitteenantoplugin tulppa
§ Ex II 3 DX
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 84
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kappaletavaratunnistus
ATEX Exi -suojaustekniikka
Tyypillinen zenerbarrier -ratkaisu, jolla rajoitetaan syttymisenergia niin
pieneksi, että ei voi tapahtua räjähdystä.
Periaatekuva zenerbarrierista, jossa vastus rajoittaa virran ja zenerdiodit
rajoittavat jännitteen
Vastus
Sulake
D1
D2
D3
Elektronisia komponentteja tarvitaan enemmän kuin vastuksia
ATEX = “ia” taso vaatii 3 diodia, sulakkeella suojataan zenerdiodit .
.
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 85
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kappaletavaratunnistus
ATEX ASi -kenttälaitteet pölyräjähdysvaaralliselle alueelle
Exi-suojausperiaatetta käytetään, jos halutaan asentaa tavallisia
rajakytkimiä vaaralliselle alueelle
§ Luonnostaan vaaraton rakenne (instrictic safety ia tai ib)
§ Mahdollisen kipinän energia pidetään niin alhaisena, että se ei voi
sytyttää ilman ja palavan aineen seosta.
Teknisesti asia hoidetaan:
§ Jännitteen rajoituksella ja samaan aikaan
§ Virran rajoituksella ja samaan aikaan
§ Varastoituneen energian rajoituksella
(johtimien induktanssi- ja kapasitanssiarvot eivät saa ylittyä)
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 86
11.2.2014
siemens.fi/industry
Kappaletavaratunnistus
ATEX Exi -suojaustekniikka ja rajakytkimet
Luonnostaan vaaraton
sähköinen laitemerkintä:
Turvallinen puoli sähkökaappi
Exi-releen merkinnät:
§ EEx ia IIC T6
§ [EEX ia] IIC
§ Ex II 1 GD
§ Ex II 1 GD
§ Ex II 3D
Esim. galvaaninen erotin + zenerbarrier
Lähetin, rajakytkin, Namur-anturi,
ohjauspainike jne.
:
PLC
.
24V
Tavallista rajakytkintä ja painiketta voidaan aina käyttää tilaluokassa 0 ja 20,
jos ne liitetään järjestelmään EXi-releen kautta
. Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Unrestricted / © Siemens
Page 87
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
Moottorin ohjaus ja moottorit
Unrestricted
Restricted
© /Siemens
© Siemens
AG Osakeyhtiö
2014. All rights
2014.
reserved.
All rights reserved.
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottoreiden suojaustekniikka - moottorisuojakytkin 3RV
§ 100 A:n virtaan asti
§ 3RV on kompaktirakenteinen virtaa rajoittava moottorisuojakytkin.
§ Takaa turvallisen katkaisun oikosulku- ja ylikuormatilanteessa
§ Voidaan turvallisesti erottaa kuorma syöttöjännitteestä
§ Ex II(2) GD
1
3
5
v
v
v
L1 L2 L3
2
4
6
Toimintaperiaatekuva
§ Oikosulkusuoja
T1 T2 T3
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 89
11.2.2014
NSB0_00008a
§ Lämpörele
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottoreiden suojaustekniikka - moottorisuojakytkin 3RV
Suurin
virta
S00
S0
S2
S3
12 A
38 A
50 A
100 A
3-vaihe moottori
(400V)
7,5 kW
18,5 kW
22 kW
45 kW
Kotelon leveys
45 mm
45 mm
55 mm
70 mm
50/100 kA
50/100 kA
50 kA
50/100 kA
(valittavissa)
10
10
10/20
10/20
Oikosulkuvirta
Luokka
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 90
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottoreiden suojaustekniikka – bimetalli, elektroniset lämpöreleet
Laaja asettelualue ja kaikille kontaktoreille sopiva versio
S00
S12
630 A
0,1 A
3RU21
3RU11
3RB3
3RB20/22/23
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 91
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottoreiden suojaustekniikka - termistorirele 3RN1
§ Kahdet standardisoidut merkinnät, valittavissa relekosketin
merkintä tai lämpörelekosketinmerkintä
§ Kaksi vaihtokosketinta, joissa kovakultauspinnoite
§ Anturijohtimen katkos- ja anturin oikosulkuhälytys
§ Termistorisuojaus on monipuolisempi kuin perinteinen
lämpörelesuojaus, koska se suojaa paremmin muuttuvassa
kuormituksessa.
§ Termistorisuojaa käytetään aina taajuusmuuttajien yhteydessä
§ Merkintä / luokka Ex (2) G / Ex(2)GD
§ Termistorireleen lisäksi suorakäytöissä
§ Moottorisuojakytkin, joka toimii oikosulkusuojana ja
estää moottorin käynnin kahdella vaiheella.
§ Lämpörele (+ sulake tai moottorisuojakytkin), joka
estää moottorin käynnin kahdella vaiheella.
§ 3UG4 –sarjan vaihevalvontarele
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 92
11.2.2014
M
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottoreiden suojaustekniikka
Termistorit (PTC:t) oikosulkumoottorissa
Moottorin valmistaja määrittelee suurimman sallitun käämilämpötilan ja asentaa sopivan termistorin..
TNF TNF TNF
100 120 140°C
R[ ]
105
104
103
102
101
100
0
PTC-anturit käämeihin asennettuna;
1 anturi vaihetta kohden, kaikki sarjaan kytkettynä
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 93
11.2.2014
50
100
150
[°C]
PTC:n vastusarvo kasvaa radikaalisti, kun ylitetään
sallittu kääminlämpötila
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottoreiden suojaustekniikka - termistorirele 3RN1
Paremman lisäsuojan kuin lämpörele yksin ATEX-ympäristössä.
Virtaan
perustuva tekniikka
(esim. lämpörele)
täysi
suojaus
ehdollinen
suojaus
Lämpötilaan
perustuva tekniikka
ei
suojausta (esim. PTC anturi)
Kohonneet moottorin häviöt käytön aikana
Paras suojaus:
termistori + lämpörele suorakäytöissä
Ylikuormitus jatkuvassa käytössä
Liian pitkä käynnistys ja pysäytysaika
Epäsäännöllinen jaksottainen käyttö
Liian suuri kytkentätaajuus
Kohonneet moottorin häviöt häiriötilanteessa
Yksivaihekäyttö tai virtaepäsymmetria
Jännitteen tai taajuuden vaihtelu
Jarru laahaa
3RB20
3RN1
Jarrutetun moottorin käynnistys
staattorin suojauksen kannalta
roottorin suojauksen kannalta
M
3~
Huonontunut jäähdytys
Kohonnut ympäristönlämpötila
Jäähdytysaineen virtausongelma
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 94
M
11.2.2014
94
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottorilähdöt - Simatic ET200S standard
Keskus
PROFIBUS-DP tai Industrial Ethernet
Apujännite 24V
ET 200S
Helppo johdotus
Hot Swapping
TIA integrointi
Tehonsyöttöväylä 40A
Jarrunohjaus
5,5kW
Syöttöjännite 400V
M M M
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 95
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottoreiden suojaustekniikka - Simocode pro 3UF7
Älykäs moottorinsuoja
§ Valittavissa useita käynnistimiä: suora- tai
suunnanvaihtokäynnistys, kompaktin pehmon etukoje, asennoitin jne.
§ Helppokäyttöinen parametrointiohjelmisto
§ Laaja ohjaus-, huolto- ja diagnostiikkatietojen siirto
§ Liikennöinti PROFIBUS DP:n väylän välityksellä
§ Merkintä / luokka Ex I (M2) / Ex (2) GD
§ Lämpö- ja termistorireleellä ATEX -hyväksyntä, käynnistysluokat 5-40
helppo valita sopiva laukaisuluokka
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 96
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottoreiden suojaustekniikka - Simocode pro 3UF7
Simocode pro 3UF7 -älykäs moottorinsuoja
Valvomo
Järjestelmän ylläpitoasema Huollon ylläpitotyöasema
Energian hallinta
§ SIMOCODE pro tarjoaa standardisoidun
rajapinnan prosessin ja ohjausjärjestelmän
välille.
§ Järjestelmästä riippumatta SIMOCODE pro:ta
voidaan käyttää joustavasti. Kaikki
suojaustoiminnot ovat käytössä vaikka
järjestelmä ei olisi toiminnassa tai liikennöinti
ei olisi käytössä.
Ohjaus, tilatiedot, mitatut arvot, diagnostiikka ja tilastotiedot
Pumppu
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 97
11.2.2014
Puhalli
n
Sekoitin
Asennoitin
Pehmokäynnistin Kompaktikatkaisija
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottoreiden suojaustekniikka - Sirius pehmokäynnistin 3RW40
Moottorinkäynnistimiltä vaaditaan
§ Virtapiikkien ja vääntömomenttipiikkien
välttäminen
45 x 55 cm
11,8 kg
12 x 18 cm
6,5 kg
§ Kustannustehokkuus
§ Suojaustoiminnot esim. moottorin ylikuorma
§ Automaatio esim. Profibus DP
S6
§ Suositellaan Ex-d -moottoria
§ Korvaa tähti-kolmiokäynnistimen ja on
kooltaan selvästi pienempi
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 98
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottorinsuojauskomponentit Siemensiltä
Edut, joita Siemens tarjoaa ATEX-ympäristöön:
§ Pitkä kokemus yhteistyöstä kemianteollisuuden kanssa
§ Paras mahdollinen kokemus moottoreiden suojaamisesta,
koska Siemens valmistaa itse myös moottoreita asiakkaalla
on mahdollista valita joko väylään liitettävän suojauksen tai perinteisen suojauksen väliltä
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 99
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
Moottorit
Unrestricted
Restricted
© /Siemens
© Siemens
AG Osakeyhtiö
2014. All rights
2014.
reserved.
All rights reserved.
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
Moottorit
ATEX-moottoreiden valinta
§ Ex d, Ex de (räjähdyspaineen kestävä)
§ Tilaluokka 1 ja 2
§ Ex e (varmennettu rakenne)
§ Tilaluokka 1 ja 2
§ Ex nA (kipinä suojattu rakenne)
§ Tilaluokka 2
§
Ex tD A21/Ex t (pölyräjähdyssuojattu rakenne)
§ Tilaluokka 21
§ Ex tD A21,A22/Ex t (pölyräjähdyssuojattu rakenne)
§ Tilaluokka 22
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 101
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
EX-moottorin kriittiset pisteet
Minimietäisyydet ja
sähköstaattiset
varaukset
Ilmavälit
Staattorin ja
roottorin
lämpötilat
Rungon lämpötila,
jäähdytys
Laakerin
lämpötila,
laakerivirrat
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 102
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
Pölyräjähdysvaarallisten alueiden moottoreiden suojaus
Pölyräjähdysvaaralliselle alueella 21 ja 22 olevat moottorit:
§ IP65 johtava pöly, suurin sallittu moottorin lämpötila 125°C
§ IP55 ei johtava pöly, suurin sallittu moottorin lämpötila 125°C
Zone 21: II2D Ex tD A21 IP65 T125°C
Zone 22: II3D Ex tD A22 IP55 T125°C
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 107
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
Exd-moottorin rakenne
Räjähdyspaineen purkautumiseen ja
jäähdytykseen tarvittava matka ja väli
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 108
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
EEx d (räjähdyspaineen kestävä)
§ EEx d -moottorit on varustettava ylikuormitussuojalla,
joka suojaa moottoria ylikuormitus- ja jumiutumistilanteessa
§ Siemens suosittelee termistorisuojausta
§ Lisätietoja löytyy 3RN10 -termistorireleistä PTB01 ATEX
3218 -dokumentista
§ Termistorireleessä pitää olla anturin oikosulun tunnistus
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 109
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
Te-aika
Calculation of the tE time for Increased Safety Motors EEx e
The explosion protection for increased safety motors EEx e is based on a limited surface
temperature on the motor housing, and on the availability of an over-current monitoring device
to cut the power supply to the motor before the temperature limit is reached. The tE time of the
motor is the period from normal operation until the temperature limit is reached at locked rotor.
Temperature
°C / °F
200 / 392
T3
Continous duty S 1
Locked rotor
Stator
130 / 266
Insulation class F
Rotor
tE time
20 / 68
0 / 32
1
2
3
time in hours
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 110
11.2.2014
.......
1
2
3
4
time in seconds
.....
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
EEx e (varmennettu rakenne)
§ EEx e moottorit on varustettava ylikuormitussuojalla, jonka pisin laukaisuaika ei saa ylittää
moottorin arvokilvessä olevaa aikaa tE .
§ Lisätietoja 3RB2-elektronisista lämpöreleistä löytyy PTB06ATEX3001-dokumentista.
Tähän käyttöön soveltuvat hyvin bimetalli-, elektroniset lämpöreleet,
ja Simocode pro.
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 111
11.2.2014
termistorireleet
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
Miksi Siemens?
Kaikki ATEX- tuotteet yhdestä talosta
§ Moottorit saatavissa kaikkiin ATEX-luokkiin
§ Suora- ja taajuusmuuttajakäytöt
§ Taajuusmuuttajakäyttöisille moottoreille ei tarvita erillistä
hyväksyntää käytettäessä II2GExd/de-moottoreita
§ d/de-moottoreiden lämpötilaluokitus vakiona IICT4
§ Myös T5- ja T6-lämpötilaluokat mahdollisia
§ ATEX-hyväksyntätodistukset valmiina
§ Lyhyet toimitusajat myös taajuusmuuttajakäyttöisille
moottoreille
§ ATEX-moottoreita saatavana runkokoosta 71 aina
runkokokoon 800 asti
§ Runkomateriaali pääasiassa valurauta, mutta pienet
koot myös alumiinisina mahdollisia.
§ Myös jarrulla varustettuja
§ Isoissa runkokokoluokissa myös EXp-rakenne mahdollinen
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 113
11.2.2014
Kaasu:
§ Tilaluokat 0, 1 ja 2
§ Laiteluokat 1, 2 ja 3
Pöly:
§ Tilaluokat: 20, 21 ja 22
§ Laiteluokat 1D, 2D ja 3D
siemens.fi/industry
ATEX-moottorit nyt myös IE2-hyötysuhdeluokassa
Loherin moottorityypit
AMGK
§ II3GExnAIIT3-moottorit saatavana myös IE2-hyötysuhdeluokkaan
DNGW/DNSW
§ II2GEexde/dIICT4-moottorit saatavana myös IE2-hyötysuhdeluokkaan
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 114
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
Taajuusmuuttajat
Unrestricted
Restricted
© /Siemens
© Siemens
AG Osakeyhtiö
2014. All rights
2014.
reserved.
All rights reserved.
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
Taajuusmuuttajat
Yleistä
§ Moottori ja taajuusmuuttaja käsitellään yhtenä pakettina
§ EEx e moottoria ei yleensä kytketä taajuusmuuttajaan
§ EEx tD 21 ja johtava pöly 22 otettava huomioon tehonvähennys
(derating optio M38, optio sisältää PTC vastukset)
§ EEx tD 22 ei johtava pöly EXn (alue 2) otettava huomioon tehon
vähennys (derarating optio M75, sis. PTC)
§ Paketin kokoonpano ja ympäristöolosuhteet tulee analysoida
tarkasti jokaisen sovelluksen osalta
§ Taajuusmuuttajaa ei saa asentaa ATEX- tilaan
§ ATEX-alueen komponenttien maadoitus tehtävä huolellisesti
§ Verkkoonjarruttavaa (AFE) tekniikkaa tulee välttää,
Sinamics G120 PM250 (F3E) uusi verkkoonjarrutustekniikka
on sitä vastoin sertifioitu
§ 690V:n syötöissä tulee huomioida ettei ylitetä käämien
jännitekestoisuutta. Tarkistettava moottorivalmistajalta.
§ Häiriösuojatun moottorikaapelin kanssa tulee käyttää aina
ATEX-hyväksyttyjä metallisia EMC-läpivientejä
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 116
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
ATEX-moottorit taajuusmuuttajakäytössä
Yleistä
§ Erityisesti huomioitavaa (vrt. suorakäyttöön):
§ Moottorin jäähdytys vähenee pienillä pyörimisnopeuksilla
§ Lisääntyvät lämpöhäviöt, moottorissa korkeampi lämmönnousu
§ Moottorit B-luokan lämpenemän mukaan huomioitava
tehonalenema (pl. 1MJ6 moottorit)
§ Jännitepiikit aiheuttavat kuormitusta moottorille ja kaapeleille,
tarkistettava käämien jännitekestoisuus moottorivalmistajalta.
§ Laakerivirrat, eristetty laakeri (kilpi) IEC225 rungosta alkaen
§ Moottorissa on oltava termistorit, termistorit asennettava
sertifioidun evaluointilaitteen esim. 3RN1 kautta
§ Moottori tulee pystyä kytkemään jännitteettömään tilaan
termistorireleen kautta kontaktorin avulla
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 117
11.2.2014
siemens.fi/industry
ATEX-moottorit taajuusmuuttajakäytössä
Siemens moottorin tyyppikilpi taajuusmuuttajakäytössä
Termistoreiden reagointiaika ja -lämpötila ilmoitetaan myös
moottorin tyyppikilvessä, kun moottorissa on lisävarusteena
termistorit (optio A15 tai A16).
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 118
11.2.2014
siemens.fi/industry
Moottorin ohjaus ja moottorit
Asennukset ATEX-tiloissa
§ Sähkölaite on valittava ja asennettava siten, että se on suojattu
sellaisilta ulkoisilta tekijöiltä (esim. kemialliset, mekaaniset, termiset, sähköiset,
tärinä ja kosteus), jotka voisivat heikentää räjähdyssuojausta.
§ Kaapelit tulisi asentaa mahdollisimman hyvin suojaan rasituksilta, korroosiolta jne.
Mikäli em. altistusta ei voida välttää, rasituksilta on suojauduttava esim. Käyttämällä
asennusputkia, armeerattuja kaapeleita jne. mittausantureiden johtimet eivät saa olla
samassa kaapelissa syöttö- tai ohjausjohtimien kanssa.
§ Räjähdysvaarallisen tilan asennuksissa on käytettävä potentiaalitasausta.
§ Johdot ja kaikki sähkölaitteet on suojattava ylikuormitukselta sekä oikosulkujen ja
maasulkujen vaikutuksilta.
§ Moottorit suojattava ylikuormitukselta, Siemens suositus on PTC-termistori.
§ Sähkönsyöttö varustettava hätälaukaisulla.
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 129
11.2.2014
siemens.fi/industry
Safety Integrated Automation
Siemensin kokonaisratkaisu ATEX-alueille
Valvonta ja ohjaus
Moottorin suojaus ja ohjaus
§ Operointipaneelit
§ Moottorinsuojakytkimet
§ Logiikat ja ohjaimet
§ Lämpöreleet
Kenttäkomponentit
§ Termistorireleet
§ Kenttäväylät:
Profibus ja Profinet
§ Pehmeäkäynnistimet
§ Simatic ET200 kenttähajautus
§ Taajuusmuuttajat ja moottorit
§ Prosessi-instrumenttilaitteet
§ Moottorit
Kappaletavaratunnistus
Mekaaniset laitteet
§ AS-Interface-väylämoduuli
§ Vaihteet
§ Bero-tunnistimet
§ Vaihdemoottorit
§ Mekaaniset rajat
§ Kytkimet
§ Simocode Pro
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
Page 130
11.2.2014
siemens.fi/industry
Turvallisuutta vaativiin ATEX-ympäristöihin
Kiitos
Unrestricted / © Siemens Osakeyhtiö 2014. All rights reserved.
siemens.fi/industry