Zertifizierte Sicherheit in Ex-Bereichen mit flexiblen Antriebspaketen

Explosionsgefährdeten Bereichen stellen eine besondere Herausforderung dar. Mit der richtigen Kombination aus Frequenzumrichter und Motor sind sie jetzt beherrschbar.

In nahezu allen Prozessen kann es zu einer Explosion kommen, wenn sich Luft mit brennbaren Gasen, Nebeln, Dämpfen oder Staub in der entsprechenden Konzentration vermischt. Ist dann in dem kritischen Moment eine Zündquelle vorhanden, kommt es zur Explosion. In vielen Industriezweigen wie der Öl- und Gasindustrie, Nahrungs- und Genussmittelindustrie, chemischen Industrie, der Wasser- und Abwasserbehandlung, Abfallentsorgung, Landwirtschaft und Holzverarbeitung ist die bestehende Explosionsgefahr bekannt.

In der Nahrungs- und Genussmittelindustrie beispielsweise liegt in Getreidesilos häufig ein Staub-Luft-Gemisch in hoher Konzentration vor. Überhitzen sich dort Motoren aus irgendeinem Grund – eine Ursache kann auch der falsche Frequenzumrichter zur Regelung der Motordrehzahl sein –, kann es zu einer gefährlichen Explosion kommen. Die Zündquelle muss nicht unbedingt ein Funke sein, der den Brand oder die Explosion auslöst, es reicht unter bestimmten Bedingungen bereits ein heißer Motor.

 

 

Effektive Erfüllung der Ex-Normen

Um einen sicheren Ablauf von Prozessen in potenziell explosionsfähigen Bereichen zu gewährleisten, müssen die Explosionsschutznormen konsequent eingehalten werden. Um diese Normen zu erfüllen, wurde als Unterstützung die Sicherheitsbezeichnung „Ex“ eingeführt. Sie gibt an, dass ein Motor gefahrlos in einem Ex-Bereich eingesetzt werden kann. Deshalb müssen in explosionsgefährdeten Bereichen Ex-Motoren eingesetzt werden. Außerdem muss der Frequenzumrichter, der den Ex-Motor regelt, immer in einem gesonderten „sicheren Bereich“ installiert sein, auch wenn er über zertifizierte, integrierte Sicherheitsfunktionen und das Ex-Kennzeichen verfügt.

Soll das gewünschte Sicherheitsniveau auf kostengünstige Weise erreicht werden, dann hängt dies in hohem Maße von der Wahl der richtigen Motoren und Frequenzumrichter ab. Aufgrund der umfangreichen Erfahrung bei der Konstruktion, Prüfung und Zertifizierung von Ex-Einrichtungen verfügt ABB über das notwendige Know-how.

ABB liefert Ex-zertifizierte Motoren in großer Stückzahl und bietet auch speziell geprüfte Motor-Frequenzumrichter-Kombinationen an, die für den sicheren Betrieb in explosionsgefährdeten Umgebungen zertifiziert sind. Prozessdesigner und -ingenieure können so einfach und sicher die beste Motor-Frequenzumrichter-Lösung finden, um Personen und die Anlagen zu schützen.

Um eine noch größere Flexibilität bei der Einhaltung der Sicherheitsnormen zu erreichen, bietet ABB die Industrial Drive-Frequenzumrichter ACS880 an. Am einfachsten ist es, ein fertiges Paket aus Motor und Frequenzumrichter von ABB zu verwenden, das gemäß den IECEx- und ATEX-Normen als Ganzes geprüft, dimensioniert und zertifiziert ist. Diese gemessene Kombination kann in der Regel mit einer deutlich höheren Leistung ausgenutzt werden als die Motor-Frequenzumrichter-Kombinationen verschiedener Hersteller, bei denen ein gewisser Abschlag notwendig ist. Dabei sorgt das Regelverfahren Direct Torque Control (DTC) im ABB Industrial Drive ACS880 dafür, dass die Verluste im Motor minimiert werden. Das alles bietet den Konstrukteuren und Anwendern Sicherheit, Zuverlässigkeit und Einfachheit und spart Zeit und Geld.

 

Einsatz auch mit allen Motortypen

Die Frequenzumrichter der Serie ACS880 bieten auch dann deutliche Vorteile, wenn sie zusammen mit Motoren anderer Hersteller verwendet werden. Das optionale, integrierte, ATEX-zertifizierte Thermistor-Motorschutzmodul kann Motoren anderer Hersteller beim Betrieb in explosionsgefährdeten Anwendungen schützen. Meldet der Motorsensor eine Übertemperatur, aktiviert das Thermistor-Motorschutzmodul die SIL/PL-zertifizierte Funktion des Frequenzumrichters „Sicher abgeschaltetes Drehmoment“ (STO), die nach ATEX als sichere Abschaltfunktion zertifiziert ist. Dann wird die Steuerspannung der Leistungshalbleiter des Frequenzumrichterausgangs abgeschaltet, sodass der Wechselrichter nicht mehr die zum Betrieb des Motors notwendige Spannung erzeugen kann.

Das Thermistor-Motorschutzmodul bildet zusammen mit der in den Frequenzumrichter integrierten STO-Funktion die Funktion „Sichere Motortemperatur“ (SMT) gemäß EN/IEC 61800-5-2. Der Frequenzumrichter meldet eine SMT-Störung, wenn diese Funktion aktiviert ist.

Dass dieser Schutz auch bei Motoren anderer Hersteller funktioniert, ist ein echter Vorteil. Denn die Sicherheitsnormen können durch die Kombination des ACS880-Frequenzumrichters mit einem anderen Motor erfüllt werden, auch wenn sie nicht zusammen geprüft wurden. Die Einsatzmöglichkeiten des ACS880 werden erweitert, wenn beliebige Frequenzumrichter-Motor-Kombinationen verwendet werden können. Deshalb lässt sich die Kombination eines Ex-Motors eines Fremdherstellers mit einem ACS880 einfach realisieren, denn das Thermistor-Motorschutzmodul verbindet beide Komponenten nahtlos miteinander und sorgt so für einen sicheren Prozess. Vor der Kombination des Frequenzumrichters mit dem Motor muss lediglich geprüft und sichergestellt werden, dass der Motor nach den Herstellerangaben für den Betrieb mit einem Umrichter geeignet und ausgelegt ist. 
 

Flexibilität gestern, heute und morgen

Ältere Frequenzumrichter wie der ACS600 oder der ACS800 können problemlos durch einen ACS880 ersetzt werden. Diese Nachrüstmaßnahme erfordert keine Prüfung, denn die ABB Industrial Drive-Frequenzumrichter sind mit den Ex-Motoren kompatibel.

Frequenzumrichter der Serie ACS880 ermöglichen eine kostengünstige und sehr einfach Installation, Nachrüstung und Austausch. Sie sind nicht nur mit den älteren ABB Industrial Drive-Frequenzumrichtern kompatibel, sondern auch mit einer Vielzahl von Motoren anderer Hersteller. Für EPC-Ingenieure, Anwender, OEMs und Händler bedeutet dies langfristig ein Höchstmaß an Flexibilität und Sicherheit für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen.
 

Weitere Informationen

Robuste und geprüfte Industrial Drives für raue Betriebsbedingungen

ABB Industrial Drives ACS880 sind so konzipiert, dass sie eine kompromisslose Produktivität selbst unter rauesten Bedingungen sicherstellen. Dank ihrer überragenden Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen, Feuchtigkeit, Vibrationen, Staub und ätzenden Stoffen gewährleisten diese robusten und widerstandsfähigen Antriebe eine hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit.
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