Als Anbieter von HMI-Lösungen (Human-Machine Interface) erhalte ich diese Frage ständig von Ingenieuren, Werksleitern und Sicherheitsbeauftragten, die in der Öl- und Gasindustrie, der chemischen Verarbeitung, der pharmazeutischen Produktion und anderen als gefährlich eingestuften Branchen arbeiten. Die kurze Antwort lautet nicht einfach „Ja“ oder „Nein“ – sie hängt von den spezifischen Risiken der Umgebung, der Zertifizierung des HMI und der Art und Weise, wie es in ein System integriert ist, ab. Aber lassen Sie uns dies mit den technischen Details, realen Anwendungsfällen und den tatsächlichen Spezifikationen des HMI 10 Zoll aufschlüsseln, um Ihnen die Klarheit zu geben, die Sie brauchen.
Lassen Sie uns zunächst definieren, was eine gefährliche Umgebung für Industrieanlagen bedeutet. In den meisten Regionen klassifizieren Standards wie IEC 60079 (weltweit) und NEC 500/505 (Nordamerika) Standorte anhand des Vorhandenseins brennbarer Gase, Dämpfe, Staub oder Fasern. Diese sind in „Klassen“ (Gas/Staub), „Abteilungen“ oder „Zonen“ (Anwesenheitswahrscheinlichkeit) und „Gruppen“ (Art des brennbaren Stoffes) unterteilt. Die hier verwendete Ausrüstung darf nicht einfach von der Stange sein – sie muss zertifiziert sein, um zu verhindern, dass sich diese Materialien entzünden. Das bedeutet, elektrische Komponenten zu schützen, um Lichtbögen, Funken oder zu heiße Oberflächen zu vermeiden.
Wenn jemand fragt: „Kann das HMI 10 Zoll in diesen Räumen funktionieren?“ Sie beziehen sich normalerweise auf zwei Szenarien: die Installation innerhalb des Gefahrenbereichs selbst oder die Montage in einem angrenzenden ungefährlichen Kontrollraum. Beginnen wir mit Letzterem, denn das ist der häufigste Anwendungsfall, den ich sehe, und er ist für unsere Kunden unkompliziert. Fast alle HMIs, unabhängig von ihrer Größe, können in ungefährlichen Kontrollräumen eingesetzt werden, da diese gemäß der Anlagenkonstruktion geschützt sind – durch explosionssichere Wände, Druckluft oder Spülsysteme vom Prozessbereich getrennt. Für diese Konfiguration ist das HMI 10 Zoll eine gute Wahl für Kontrollräume, da sein größerer Bildschirm es einfacher macht, mehrere Prozessvariablen gleichzeitig zu überwachen, Sollwerte anzupassen und Fehler zu beheben, ohne die Augen zusammenzukneifen. Wenn Sie nach kleineren Optionen für kompakte Schalttafeln in ungefährlichen Bereichen suchen, sind unsereHMI 7 Zollfunktioniert perfekt für weniger dichte Betriebsanforderungen, aber das 10-Zoll-Modell ist ideal für eine detaillierte Überwachung mehrerer Prozesse.
Die schwierigere Frage lautet: Können Sie das HMI 10 Zoll in einem gefährlichen Bereich der Zone 1 (kontinuierliches oder zeitweiliges Vorhandensein von Gas) oder der Division 1 (dasselbe gilt für Nordamerika) aufstellen? Hier wird die Zertifizierung nicht mehr verhandelbar. Standard-HMIs – einschließlich nicht zertifizierter Versionen des HMI 10 Zoll – sind dafür nicht ausgelegt. Ihre internen Komponenten (Leiterplatten, Anschlüsse, Netzteile) können bei Fehlfunktionen Funken erzeugen und ihre Oberflächentemperaturen können über den Zündpunkt von in der Nähe befindlichen brennbaren Materialien ansteigen. Aus diesem Grund greifen Unternehmen, die feldmontierte HMIs für explosionsgefährdete Bereiche benötigen, auf Modelle mit Eigensicherheits- (IS) oder Explosionsschutzzertifizierung zurück.
Lassen Sie uns zunächst über die Eigensicherheit sprechen, da dies der gängigste Ansatz für kleine elektronische Geräte wie HMIs ist. IS-zertifizierte Geräte sind so konzipiert, dass sie die elektrische und thermische Energie so niedrig halten, dass eine bestimmte brennbare Substanz nicht entzündet werden kann. Das bedeutet, dass alle Schaltkreise, Kabel und sogar die Batterie (falls verwendet) getestet werden, um sicherzustellen, dass sie keinen zündfähigen Wert erreichen können. Die gute Nachricht ist, dass wir eine eigensichere Version davon anbietenHMI 10 Zolldas für bestimmte Gefahrenzonen zertifiziert ist. Der Schlüssel hier ist „spezifisch“ – es handelt sich nicht um eine Einheitszertifizierung. Unser IS HMI 10 Zoll ist für Zone 1, Gruppe IIB+C (deckt die häufigsten brennbaren Gase wie Methan, Propan und Wasserstoff ab) ausgelegt, was der Standard für Raffinerien und Chemiefabriken ist. Es verfügt außerdem über ein versiegeltes, korrosionsbeständiges Gehäuse, das neben brennbaren Materialien auch Staub und Feuchtigkeit widersteht, was ein zusätzlicher Vorteil für raue Umgebungen ist.
Für größere Gefahrenbereiche werden manchmal explosionsgeschützte Geräte anstelle von IS verwendet. Explosionsgeschützte Gehäuse sind so konstruiert, dass sie eine interne Explosion brennbaren Gases eindämmen und dieses sicher entlüften, damit es keine Materialien im Außenbereich entzündet. Das HMI 10 Zoll wird derzeit nicht in einem explosionsgeschützten Format angeboten, wir empfehlen jedoch die Kombination mit einem zertifizierten explosionsgeschützten Schnittstellenmodul, wenn Sie es in Prozessbereichen mit sehr hohem Risiko montieren müssen. Die meisten unserer Kunden entscheiden sich stattdessen für die IS-Version des HMI 10 Zoll, weil sie leichter und einfacher zu installieren ist und keine zusätzliche Entlüftung oder Wartung erfordert, die explosionsgeschützte Gehäuse erfordern.
Ich habe aus erster Hand gesehen, was passiert, wenn Unternehmen auf die Zertifizierung verzichten und in Gefahrenzonen Standardausrüstung verwenden. Ein Kunde in Texas versuchte, ein nicht zertifiziertes HMI 10 Zoll im Pumpenraum seiner Raffinerie (ein Bereich der Zone 1) zu installieren, ohne die Zertifizierung zu überprüfen. Innerhalb von sechs Monaten verursachte ein lockerer Stecker am HMI einen kleinen Lichtbogen, der einen austretenden Kohlenwasserstoffdampf entzündete – glücklicherweise wurde niemand verletzt, aber das HMI und eine nahegelegene Pumpe wurden beschädigt und die Produktion fiel drei Tage lang aus. Das ist ein vermeidbarer Fehler. Wenn sie mit unserem Team zusammengearbeitet hätten, um das IS-zertifizierte HMI 10 Zoll zu erhalten, wäre dieser Vorfall nie passiert. Alle unsere zertifizierten Modelle durchlaufen Tests durch Dritte, um die IEC 60079-Standards zu erfüllen, sodass Sie sich darüber keine Sorgen machen müssen.
Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor beim Einsatz des HMI 10 Zoll in explosionsgefährdeten Umgebungen ist die Integration. Die meisten Prozessleitsysteme in diesen Bereichen verwenden ein Remote-I/O-Netzwerk (Eingabe/Ausgabe), um Feldgeräte (Sensoren, Ventile usw.) mit Kontrollräumen zu verbinden. Das IS HMI 10 Zoll arbeitet nahtlos mit diesen Netzwerken zusammen und wir verwenden eigensichere Barrieren zwischen dem HMI und der Feldverkabelung, um sicherzustellen, dass keine überschüssige Energie in den Gefahrenbereich gelangt. Wenn Sie mehrere Feldgeräte verbinden müssen, ist unserIndustrielles HMIDie Plattform umfasst integrierte Unterstützung für Modbus, EtherNet/IP und andere gängige Industrieprotokolle, sodass Sie Ihren gesamten Prozess vom 10-Zoll-Bildschirm aus ohne zusätzliche, nicht zertifizierte Hardware überwachen und steuern können.
Warten Sie, lassen Sie uns ein weit verbreitetes Missverständnis ansprechen: Manche Leute glauben, dass die Größe des HMI für die Sicherheit von Bedeutung ist. Ein 10-Zoll-Bildschirm erhöht oder verringert nicht die Wahrscheinlichkeit, dass das Gerät brennbares Material entzündet. Entscheidend ist der Stromverbrauch und das Design der internen Komponenten. Unser HMI 10 Zoll verfügt über einen stromsparenden Prozessor, der mit 24 V Gleichstrom betrieben wird, was ideal für die IS-Zertifizierung ist, da es keine übermäßige Wärme erzeugt. Der Bildschirm verwendet eine LED-Hintergrundbeleuchtung anstelle von Glühlampen, wodurch das Risiko eliminiert wird, dass eine brennende Glühbirne zerbricht und in der Nähe befindliche Materialien entzündet. Wir dichten außerdem alle Öffnungen rund um den Bildschirm, die Anschlüsse und die Tasten ab, um das Eindringen von Staub oder Gas zu verhindern, was für die Zertifizierung in staubigen Gefahrenzonen (Klasse II, Division 2 für Nordamerika) erforderlich ist.
Wie sieht es mit der Wartung aus? Ein großer Vorteil des zertifizierten HMI 10 Zoll besteht darin, dass es für eine einfache Wartung in explosionsgefährdeten Bereichen konzipiert ist. Sie müssen nicht den gesamten Prozess unterbrechen, um den Bildschirm oder einen Stecker auszutauschen – wir verfügen über vor Ort austauschbare Teile, die auch IS-zertifiziert sind, sodass Sie Komponenten austauschen können, ohne das Siegel zu beschädigen, das das Gerät sicher hält. Das ist eine enorme Kostenersparnis für Anlagen, die rund um die Uhr laufen; Nicht zertifizierte Geräte erfordern häufig eine vollständige Abschaltung für Wartungsarbeiten in Gefahrenzonen, was durch Produktionsausfälle Tausende von Dollar pro Stunde kosten kann.
Lassen Sie uns nun auf die Einschränkungen eingehen, denn es ist ehrlich, darüber zu sprechen, was das HMI 10 Zoll nicht kann. Es ist nicht für den Einsatz in Zone 0-Bereichen zertifiziert, also Orten, an denen ständig oder über längere Zeiträume brennbares Gas vorhanden ist (z. B. in einer Pipeline). Für Zone 0 benötigen Sie einen anderen Typ eines eigensicheren Geräts, das wir derzeit nicht für den 10-Zoll-Formfaktor anbieten. Es ist auch nicht für stark korrosive Umgebungen wie die Spritzzonen von Offshore-Ölplattformen geeignet. Wir bieten jedoch eine Version des HMI 10 Zoll in Marinequalität an, die mäßigem Salznebel standhält. Für extreme Offshore-Bedingungen empfehlen wir, unsere Sicherheitsingenieure zu konsultieren, um die richtige Lösung zu finden.
Ich möchte auch eine Erfolgsgeschichte erzählen, um zu veranschaulichen, wie das in der Praxis funktioniert. Ein Pharmahersteller in Indien nutzte kürzlich unser IS HMI 10 Zoll zur Überwachung seines Fermentationsprozesses, der sich in einem Bereich der Zone 1 mit brennbaren Alkoholdämpfen befindet. Das Team hatte früher kleinere 7-Zoll-HMIs verwendet, wollte aber einen größeren Bildschirm, um 12 Fermentationsgefäße gleichzeitig zu überwachen, ohne zwischen den Bildschirmen wechseln zu müssen. Sie haben sich für unser HMI 10 Zoll entschieden, weil es IS-zertifiziert, mit ihrem bestehenden Steuerungssystem kompatibel und über die von ihnen benötigte Displaygröße verfügt. Nach sechsmonatiger Nutzung meldeten sie keinerlei Sicherheitsprobleme, und die Bediener sagen, dass der größere Bildschirm Fehler bei der Anpassung der Fermentationsparameter reduziert habe. Wenn sie einen noch kleineren Bildschirm für ein kompaktes Bedienfeld in einem ungefährlichen Bereich benötigt hätten, wäre unserHMI 7 Zollwäre die perfekte Alternative gewesen, aber das 10-Zoll-Modell war genau das Richtige für ihre Bedürfnisse.
Um also auf die ursprüngliche Frage zurückzukommen: Kann das HMI 10 Zoll in gefährlichen Umgebungen eingesetzt werden? Ja, wenn Sie sich für die eigensichere (IS) zertifizierte Version entscheiden und die Umgebung als Zone 1, Gruppe IIB+C (oder gleichwertige Klasse I, Division 1 für Nordamerika) klassifiziert ist. Wenn Ihr Gefahrenbereich Zone 0 ist oder extreme Bedingungen herrschen, müssen Sie andere Optionen prüfen, und unser Team kann Ihnen dabei helfen. Wenn Sie das HMI nur in einem ungefährlichen Kontrollraum verwenden, funktioniert jede Version, und das 10-Zoll-Modell ist eine gute Wahl für die detaillierte Prozessüberwachung.
Wenn Sie an einem Projekt in einer gefährlichen Umgebung arbeiten und sich vergewissern möchten, ob das HMI 10 Zoll das Richtige für Sie ist, oder wenn Sie Hilfe beim Entwerfen eines sicheren und konformen HMI-Setups benötigen, steht Ihnen unser Team aus Arbeitssicherheitsexperten zur Seite. Wir können Sie durch den Zertifizierungsprozess führen, die Unterschiede zwischen IS- und explosionsgeschützter Ausrüstung erklären und Ihnen bei der Auswahl der richtigen Größe und des richtigen Modells für Ihre spezifischen Prozessanforderungen helfen. Wir haben mit Hunderten von Anlagen aus verschiedenen Branchen zusammengearbeitet, um HMIs in explosionsgefährdeten Bereichen einzusetzen, und wir kennen die Besonderheiten globaler Sicherheitsstandards wie IEC 60079, NEC 500 und ATEX. Gehen Sie bei der Sicherheit kein Risiko ein – wenden Sie sich an unser Team, um Ihre Anforderungen zu besprechen und eine maßgeschneiderte Lösung zu erhalten.
Referenzen
- Internationale Elektrotechnische Kommission. (2019). IEC 60079: Explosionsfähige Atmosphären. Genf, Schweiz: IEC.
- Nationaler Brandschutzverband. (2023). NFPA 70: National Electrical Code (NEC). Quincy, MA: NFPA.
- Allen-Bradley. (2024). Spezifikationen für industrielle HMI-Produkte. Abgerufen von /hmi/industrial-hmi.html
- Allen-Bradley. (2024). Details zur eigensicheren HMI 10-Zoll-Zertifizierung. Abgerufen von /hmi/hmi-10-inch.html
- Allen-Bradley. (2024). HMI 7-Zoll-Anwendungsleitfaden. Abgerufen von /hmi/hmi-7-inch.html