Neues beim Ex-Schutz Was hat sich durch die neuen Ex-Schutz Normen geändert?

Was hat sich im Bereich Normen geändert? U. Johannsmeyer: Die Zusammenführung der Anforderungen für Gas-Ex-Schutz mit denen des Staub-Ex-Schutzes ist eine der wichtigsten Änderungen. Früher gab es die IEC 60079 für den Gas-Ex-Schutz und parallel die IEC 61241 als Serie für den Staub. Ziel der Änderungen war es, alle Anforderungen in eine Norm zu packen. Zeitgleich kam es zur Einführung der EPL-Sicherheitslevel (Equipment Protection Level) für Geräte in den Gefahrenzonen im Ex-Bereich (Gas: Zone 0, 1 und 2; Staub: Zone 20, 21, 22). Die Abstufungen finden sich bei den Geräten wieder, jetzt aber in unterschiedlichen Schutzniveaus, die als EPL bei der IEC bezeichnet werden. In Europa war man dank der ATEX-Richtlinien mit dieser Philosophie bereits vertraut, d.h. Kategorie 1 für die Zone 0, Kategorie 2 für die Zone 1 und Kategorie 3 für Zone 2. Bereits vorher hatten mehrere Zündschutzarten verschiedene Sicherheitslevel, wie man es klassisch von der Eigensicherheit kennt. \“ia\“ war das höchste Sicherheitsniveau und \“ib\“ das mittlere. Inzwischen gibt es z.B. bei der Vergußkapselung m mit ma, mb und mc auch drei Sicherheitslevel. Selbst bei der erhöhten Sicherheit e gibt es Ansätze für ein Level ec und eb. Damit nicht genug, gibt es auch in der IEC- und ISO-Normung die Einführung von Anforderungen für nicht elektrische Geräte. Es wurde vor einiger Zeit ein IEC ISO Komitee gegründet mit der Bezeichnung 31M. Dort wird an Normen gearbeitet, die eben auch nicht elektrische Zündquellen, wie Reibfunken, Schlagfunken, heiß gelaufene Lager usw. im Fokus haben. Neu beim IEC Ex-System ist ein \’Personal Competencies Scheme\‘, d.h. eine Personen-Zertifizierung bei IECEx, d.h. man bekommt einen Lichtbild-Ausweis und damit bestimmte Befähigungen im Ex-Schutz. In Europa gibt es aktuell auch Aktivitäten, die ATEX-Richtlinie durch eine neue Richtlinie zu ersetzen. Hervorgerufen ist dies durch die NLF (New Legislative Framework Directive). Was bedeutet das alles für den Anwender? V. Hahn: Was sich in der täglichen Arbeit ändert, weiß man heute noch nicht genau. Dass wir uns aber über Gas- und Staubexplosionsfähige Atmosphären unterhalten, ist schon lange Praxis in den Betrieben. Ich weiß nicht ob das Thema einfacher wird, wenn man es jetzt in eine Norm führt, aber der Ansatz ist richtig. Auch Implementation EPL ist für uns in Europa inhaltlich kein neues Thema. Mit den EPLs wird jetzt auch außerhalb Europas genauer definiert, in welcher Zone das Gerät eingesetzt werden kann. Schon heute gibt es bei der Überdruckkapselung eine gemeinsame Norm IEC 60079-2 für Zone-1- und Zone-2 Geräte. Unterschieden wird dies durch die Zündschutzarten px und py für Zone 1 und pz für Zone 2. IEC Ex-Scheme ist für uns Anwender ein gute Sache mit dem Ziel, dass wir ein nach IEC-Ex zertifiziertes Gerät weltweit ohne Einschränkungen einsetzen können. Leider geht das heute aufgrund nationaler oder regionaler Regelungen noch nicht so ganz. Bei uns in Europa muss die Gerätekategorie 1,2, oder 3 nach ATEX noch zusätzlich auf dem Gerät stehen. T. Menze: Die neuen Normierungen sind sicherlich gut um alles zu standardisieren. Nur muss der Anwender das Typschild mit der Ex-Kennzeichnung auch ohne Lesehilfe lesen können, z.B. bei Nährungsinitiatoren oder Ventilen, die von der Bauform sehr klein sein können. Wenn ich ein Ventil nach ATEX und nach IEC-Ex für Gas und Staub zulasse und dann alle normen- konformen Einträge noch auf das Typschild bringen soll, wird das eine sportliche Herausforderung. J. Hartleb: Dadurch, dass wir sehr stark auf tragbare Geräte fokussiert sind, die auch keine großen Flächen zur Verfügung stellen, stehen wir hier vor einer ähnlichen Problematik. Dies führt zu einer Variantenvielfalt auch innerhalb der Fertigung, weil das weltweit überhaupt nicht alles auf einem einzigen Typenschild abbildbar ist. U. Johannsmeyer: Es gibt ein Hintertürchen in der Norm: Wenn der Platz auf dem Gerät nicht reicht, bzw. das Gerät so klein ist, dass man die volle Kennzeichnung nicht Aufbringen kann, dann reicht eine Mindestkennzeichnung. Diese Mindestkennzeichnung ist in der Norm auch angegeben. Jeder Hersteller muss nun nach eigenem Ermessen prüfen, ob seine Geräte von Normänderung betroffen sind. Das verursacht natürlich zunächst einmal mehr Aufwand in der Entwicklung und Produktpflege. Wird das als Last wahrgenommen oder wird durch eine Standardisierung eigentlich für Sie alles einfacher? J. Hartleb: Ich denke nicht, dass es für uns noch komplexer wird. Es gibt ein, zwei Änderungen, wo für uns im Bereich Engineering die Dinge etwas aufwendiger werden. M. Kessler: Viele unserer Geräte beinhalten nicht nur eine Norm, die zudem unterschiedlichen Zyklen unterworfen sind, was dazu führt, dass wir auch diesen Zyklen folgen müssen, d.h. im einen Jahr ist die Eigensicherheit dran, im nächsten Jahr dann die Vergusskapselung. Dies ist inzwischen auch in der Normung erkannt worden, und wir haben die Hoffnung, dass hier etwas mehr Stabilität kommen wird. Natürlich ist es aber für uns sehr schön, dass es zu einer gewissen Vereinheitlichung der Denkweise kommt. Man merkt den Standards an, dass sie zu verschiedenen Zeiten entstanden sind und von unterschiedlichen Teams entwickelt wurden. Dies führt dazu, dass die Betrachtungsweise für technisch an sich identische Sachverhalte innerhalb der Normen, vollkommen unterschiedlich ist. Ex IC ist ein schönes Beispiel: bisher war das eine Norm für die Zone 2. Da wurden elektrische Sachverhalte ganz anders betrachtet als in der Eigensicherheits-Norm. U. Johannsmeyer: Das ganze Normen-Update erfordert eigentlich keine neue Konstruktion der Geräte, aber die Marketingleute sind bemüht die neuste Normangabe anbieten zu können und versuchen ihre Produkte nach der neusten Norm rezertifizieren zu lassen, sodass die Prüf- und Zertifizierungsstellen von dieser Entwicklung ziemlich überrollt worden sind. Wir haben versucht die Anwender zu überzeugen, dass die neuste Norm nicht immer auf dem Gerät stehen muss, dass es technisch Sinn macht, auch nach einer älteren Normausgabe ein Gerät zu kaufen, bei dem außer der formalen Normangabe sich nichts geändert hat. Diese Bemühungen sind insofern mit einer gewissen Problematik behaftet, da z.B. in Brasilien nur Geräte nach neustem Normenstand anerkannt werden. Zudem haben wir versucht, Checklisten zu erarbeiten, die die Differenzen zwischen der alten und der neuen Norm entsprechend wiedergegeben. Wir haben den Herstellern gesagt, schaut euch euer Gerät an, füllt die Checklisten aus, schickt sie uns zurück und dann schreibt ihr die neue Norm darauf. Das haben zwar einige gemacht, aber andere wollen doch lieber das Zertifikat. Was hat sich bei mobilen Produkten für den Ex-Bereich geändert? J. Hartleb: Die Zone 2 und 22 gehen in der 60079-11 mit auf. Vorteil für uns ist, dass das Thema ic auch den Staub-Ex-Schutz mit abdeckt, der vorher in der 60079-15 rausgefallen ist. Es gibt aber Unterschiede, die es uns als Hersteller nicht leichter machen, wenn wir in Richtung der neuen 60079-11 ic gehen. Nehmen wir ein typisch handgeführtes Gerät, wie z.B. ein Telefon für Zone 2. Wenn Sie in die Schirmkammer des Gerätes reinschauen, sehen Sie, dass es ganz schön eng zugeht. Somit ist Tabelle 5, wo größere Sicherheitsabstände erlaubt sind, einfach nicht anwendbar. Wir müssen also im Endeffekt in den Anhang F hinein springen und hier gibt es dann für ic-Geräte, wenn sie kleiner 20W sind, die Möglichkeit eben auch Industrieabstände anzuwenden. Der wesentliche Unterschied in den Normen ist, dass wir IP54 sicherstellen müssen. Dies ist in den Normen verbunden mit einer Wärmebeständigkeitsprüfung und d.h. wir müssen in die Prüfkammer vier Wochen bei 80°C und 90% relativer Luftfeuchte. Wenn Sie sich mit Kunststoffen auskennen, wissen Sie was das bedeutet: sie degenerieren. Die frühere nL Norm war etwas leichter gefasst. Auch hier mussten wir eine Wärmebeständigkeitsprüfung machen, aber die lag nur bei 10°C oberhalb der maximalen Einsatztemperatur, also nicht gleich bei 80°C. Was verbirgt sich hinter dem Dart-Konzept? M. Kessler: Dart macht das gleiche wie die traditionelle Eigensicherheit, d.h. es wird in einem Stromkreis die Leistung so begrenzt, dass ein Fehler oder ein Funke der entsteht, zu keiner Zündung einer explosionsgefährdeten Atmosphäre führt. In der traditionellen Eigensicherheit macht man das durch eine Spannungs- und Strombegrenzung, bei Dart wird die Zeit, die ein Funken besteht, begrenzt. Damit wird die Energie, die in ein zündfähiges Gas-Luft-Gemisch eingebracht wird begrenzt und es kann genau wie bei konventioneller Eigensicherheit keine Zündung stattfinden. Das Ergebnis ist, dass im Normalbetrieb deutlich mehr Leistung in den Ex-Bereich gebracht werden kann. Wir reden hier von Faktoren, die deutlich zwischen 5 und 50 liegen. Unser erstes Produkt ist ein Konzept was wir Dart-Feldbus, den eigensicheren High-Power-Trunk, nennen. Das ist eine Stromversorgung für Profibus PA und FF, bei der in Eigensicherheit genau so viel Leistung eingebracht werden kann, wie man heute auch im Nicht-Ex-Bereich in Feldbus-Segmenten einbringt. Das ganze ist seit April ATEX zertifiziert und seit Juni ist das IEC Ex-Zertifikat auf der IEC Webseite. Welche Akzeptanz haben Sie von Anwenderseite? M. Kessler: Da haben wir zwiespältige Erfahrungen gemacht. Wir haben vor einigen Jahren angefangen, Marketing für Dart zu machen, noch bevor wir Zertifikate hatten, haben sehr technisch argumentiert und dadurch einige Anwender verunsichert. Inzwischen hat sich das gravierend geändert und wir haben auch unser Marketing etwas geändert. Dart ist, wenn man es anwendet, etwas sehr einfaches, genauso einfach wie Eigensicherheit. Man hat eine Quelle, einen Verbraucher und eine Regel, wie man sie zusammenschalten kann. Bei Dart ist es ganz einfach: Überall wo Dart draufsteht oder alles was unser Dart-Zertifikat hat, kann zusammengeschaltet werden. Das Prüfsiegel der Zertifizierungsstelle belegt, dass alles sicher ist. Gerade im Bereich Feldbus hat es Vorteile, da ich keine speziellen Feldgeräte brauche und Komponenten nehmen kann, die aussehen wie die Komponenten, die ich heute im sicheren Bereich einsetze. Lange bevor die ersten Zertifikate da waren, hatten wir bereits Bestellungen. Inzwischen unterziehen Anwender Dart den selben funktionalen Tests wie jede andere Feldbus-Komponente. Wenn diese bestanden sind – und sie wurden bisher immer bestanden – dann kann man es auch anwenden. Wie mutig sind eigentlich die Anwender? V. Hahn: Wenn man einen eigensicheren Bus mit großer Energieübertragung hat, ist das ein Thema, das uns in der Praxis interessiert. Denn bisher sind wir sehr limitiert, was die Geräte in den eigensicheren Segmenten anbelangt. Wenn Dart mit anderen Dingen kombiniert werden kann, die ich bereits in der Anlage habe, macht das den Einsatz sehr viel einfacher, als wenn ich ein ganzes System kaufen müsste. Wenn ich nur Dart-Geräte kombinieren dürfte, würde das den Einsatz erschweren, weil ich eine ganze Menge Altinstallation austauschen müsste. Ich finde die Idee gut, aber Erfahrungen habe ich leider bisher noch nicht. Ich wäre aber bereit, in einer kleineren Anlage mal mutig zu sein und dort Dart einzusetzten. Bisher beschränkt sich Dart auf die Feldbus-Technologie. Gibt es auch Lösungen für Nicht-Feldbus-Komponenten? U. Johannsmeyer: Das technische Konzept hat sicherlich wesentlich mehr Potenzial als nur für den Feldbus, für Punkt zu Punkt-Verbindungen von Verbrauchern, die höhere Leistung benötigen, wie z.B. Magnetventile oder MID-Durchflussmesser, die man bisher nicht mit Eigensicherheit speisen konnte. Wir haben das Ganze in der Normung als \“Power i\“ bezeichnet, weil zum einen Dart eher mit der Feldbus-Lösung vom Thema her verwandt ist und weil das Ganze auch nur funktioniert, wenn alle Hersteller eine Art Standard haben, nach dem diese Geräte gebaut werden. Für Power i ist bei der IEC inzwischen mit der 60079-39 eine Technical Specification am Laufen. Ich hoffe, dass dann auch das Henne-Ei Problem gelöst wird, d.h. dass jemand ein Speisegerät oder einen Verbraucher baut. Es gab in der Vergangenheit bereits ein Konsortium von 14 deutschen Herstellern, die sich mit dieser Technologie beschäftigt haben und ein Projekt zusammen mit der PTB gemacht haben. Was wird in Zukunft auf uns zukommen? U. Johannsmeyer: In der Normung wird auch international die nicht elektrische Seite berücksichtigt, z.B. bei der ISO IEC. Was die Gerätetechnik im Ex-Bereich angeht, werden sich auch dort weitere Techniken etablieren, z.B. Wireless bei entsprechender Übertragung der Signale und Energieversorgung. Ethernet wird auch in bestimmten Anwendungsfällen in den Ex-Bereich einziehen. Wir haben RFID-Lösungen für die Logistik und für andere Anwendungen, z.B. gibt es die Idee einen RFID-Chip auf einem Feldgerät zu applizieren, und dort die Instandhaltungs- und Wartungswerte zu hinterlegen. Sicherlich auch ein Thema ist Energieeffizienz bei elektrischen Motoren. Da wird mit Sicherheit die Energy Efficiency Class für Ex-Motoren kommen. Obwohl nicht gefordert, haben sich die Hersteller bereits in diese Richtung bewegt. Auch in der Beleuchtungstechnik, die sehr energieintensiv ist, wird man zu sparsameren Konzepten kommen. Was wünschen Sie sich zum Thema Ex-Schutz? U. Johannsmeyer: Dass der Abbau der Fachleute, die sich wirklich mit Ex-Schutz auskennen – sowohl bei Herstellern als auch beim Betreiber – nicht weiter fortschreitet, sodass hinterher keiner mehr den Ex-Schutz versteht. J. Hartleb: Ich würde mir wünschen, dass die administrativen Hürden international weniger werden und man auf Basis IECEx einen weltweiten barrierefreien Marktzugang erhält. T. Menze: Eine ausgereifte Power e bzw. Dart-Technologie und das Ex IEC akzeptiert wird. M. Kessler: Als Hersteller würde ich mir eine verstärkte Globalisierung in dem Bereich Standards wünschen. IEC-Standards werden überall angewendet, aber unterschiedlich interpretiert. Der Traum wäre das IEC Ex-Zertifikat, dass auch wirklich den Namen Zertifikat verdient und nicht nur in Australien ermöglicht ein Produkt einzusetzen. V. Hahn: Ich wünsche mir als Anwender, dass Geräte einfach benutzbar sind und dass dadurch auch die Fehlerrate im täglichen Handling bei Installation und Maintenance klein gehlten wird. Aber ich bin Realist und beim Ex-Schutz hilft das Wünschen nicht immer.