Drahtlose Kommunikation verspricht große Potenziale für die Betriebsoptimierung in Prozessanlagen, gleichzeitig müssen in den hier vorhandenen explosionsgefährdeten Bereichen jedoch die entsprechenden Explosionsschutzregularien beachtet werden. Die Integration von WLAN-Access-Points in für Ex-Bereiche zertifizierte Gehäuse bietet in solchen Szenarien eine kosteneffiziente, zuverlässige und sichere Möglichkeit, die strengen Anforderungen der Normen für explosionsgefährdete Bereiche zu erfüllen. Pepperl+Fuchs bietet hierfür WLAN-Access-Point-Lösungen, die vollständig nach ATEX/IECEx-Standards zertifiziert sind und die Grundlage für eine kontinuierliche WLAN-Kommunikation bilden. In Zone 2 wird hierbei die Zündschutzart Ex nR eingesetzt, während in Zone 1/21 auf Ex-d-Technologie zurückgegriffen wird. Erfahren Sie mehr über beide Zündschutzarten in diesem Blogartikel.

Was bedeutet es, wenn Gehäuse eine Ex-nR- oder Ex-d-Zertifizierung haben?

Ex-nR-zertifizierte oder „schwadensichere“ Gehäuse (gemäß der Norm IEC 60079-15) für explosionsgefährdete Bereiche der Zone 2 eliminieren das Explosionsrisiko, indem sie verhindern, dass brennbare Gase in das Innere des Gehäuses gelangen. Diese Technik stellt sicher, dass potenziell explosive Gase nicht mit heißen Oberflächen oder Zündquellen innerhalb des Gehäuses in Berührung kommen. Die Zertifizierung gilt ausschließlich für Anwendungen der Zone 2.

Ex-d-zertifizierte „druckfeste“ Gehäuse (gemäß der Norm IEC 60079-1) für Zone 1/21 gestatten, dass sich in ihrem Inneren durch elektrische Geräte eine Explosion brennbarer Gase oder Dämpfe ereignen kann. Das Gehäuse ist jedoch so konstruiert, dass es dieser Explosion standhält, sie eindämmt und kühlt und so verhindert, dass die umgebende Atmosphäre ebenfalls entzündet wird.

Was sind explosionsgeschützte WLAN-Access-Point-Lösungen?

Es gibt zwei verschiedene Arten von Lösungen für den Betrieb von standardmäßigen industriellen WLAN-Access-Points in explosionsgefährdeten Bereichen – Ex-nR-basierte Lösungen für Zone 2 und Ex-d-basierte Lösungen für Zone 1/21.

Ex-nR-basierte Lösungen für Zone 2

Hier kommt eine Kombination aus leichten und flexiblen, aber ebenso robusten Gehäusen aus glasfaserverstärktem Polyester (GFK) oder Edelstahl aus den Pepperl+Fuchs GR- und SR-Serien zum Einsatz: Während das dicht verschlossene, in der Zündschutzart „Schwadensicherheit“ bzw. „Ex nR“ ausgeführte Hauptgehäuse den eigentlichen WLAN-Access-Point (standardmäßig Cisco MR 46 oder Aruba AP-535) enthält, beherbergt das darunter liegende Ex-ec-zertifizierte Gehäuse die Verkabelung und ein Ex-e-zertifiziertes Patchpanel, das für die Ethernet-Verbindung benötigt wird. Damit wird die Zone-2-WLAN-Access-Point-Lösung pragmatisch in zwei Funktionseinheiten aufgeteilt und der Wartungsbedarf minimiert: Der Ex-nR-Zündschutz des Access-Point-Hauptgehäuses bleibt von Verkabelungsarbeiten im unteren Gehäuse unbeeinflusst und muss nicht zusätzlich geprüft werden. In der GFK-Version penetrieren die Funkwellen das Gehäuse ohne externe Antennen, während das SR-Gehäuse aus Edelstahl mit Ex-zertifizierten Antennen ausgestattet ist, um die Signale optimal zu verteilen. Je nach weiteren Anforderungen können alternativ zu den kurzfristig verfügbaren Standardlösungen mit Cisco MR 46 oder ARUBA AP-535 auch kundenspezifische Konfigurationen mit anderen industriellen WLAN-Access-Points umgesetzt werden.

Ex-d-basierte Lösungen für Zone 1/21

Soll das WLAN-Netzwerk auch in explosionsgefährdeten Bereichen der ATEX/IECEx-Zone 1/21 installiert werden, fertigt Pepperl+Fuchs ebenfalls kundenspezifische Access-Point-Lösungen in der Zündschutzart „druckfestes Gehäuse“ bzw. „Ex d“. An dem robusten Aluminiumgussgehäuse können je nach Spezifikation unterschiedlich viele Ex-zertifizierte WLAN-Antennen angebracht werden, um eine optimale Abdeckung und Reichweite des Netzwerks innerhalb der Prozessanlage zu erreichen. Neben WLAN-Access-Points können in diesen Gehäuselösungen für Zone 1/21 auch andere Hochfrequenzgeräte wie RFID-Schreib-/Lesegeräte, UWB-Empfänger oder LoRaWAN-Gateways installiert werden.

Was sind die Vorteile von Ex-zertifizierten WLAN-Access-Point-Lösungen?

Die Integration von Ex-nR- und Ex-d-geschützten Gehäusen mit WLAN-Access-Points bietet zahlreiche Vorteile für Anwendungen in der Prozessindustrie:

Sie sorgen für nahtlose Konnektivität: WLAN-Access-Points bieten eine zuverlässige drahtlose Kommunikation für die Fernüberwachung und -steuerung, wodurch der Bedarf an kabelgebundener Infrastruktur in explosionsgefährdeten Bereichen reduziert wird. Mobile Worker können auf wichtige Informationen zugreifen und effektiv kommunizieren, ohne den Explosionsschutz zu gefährden.

Sie bieten fortschrittliche Sicherheitsmaßnahmen: Sicherheit ist entscheidend, insbesondere in der Prozessindustrie, wo sensible Daten drahtlos übertragen werden. Geschützte WLAN-Access-Points können Verschlüsselungsprotokolle wie WPA2 oder WPA3 nutzen, um die Datenintegrität zu gewährleisten und unbefugten Zugriff zu verhindern. Dank der Flexibilität der Pepperl+Fuchs Zertifikate können die Kunden ihre Standard-WLAN-Access-Points verwenden, die sie in ihrem Unternehmen einsetzen, was einen wichtigen Vorteil darstellt.

Sie verbessern die Sicherheit: Die integrierte Lösung entspricht den Anforderungen an die Zündschutzarten Ex d (IEC 60079-1) und Ex nR (IEC 60079-15) und bietet die Schutzarten IP66 sowie NEMA Typ 4X. Durch die Dichtung aller Komponenten wird das Risiko einer Entzündung ausgeschlossen und die Sicherheit von Personen und Anlagen in gefährlichen Umgebungen gewährleistet.

Sie sind eine leichte und kostengünstige Lösung: Die langfristige Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der leichtgewichtigen Gehäuse der GR- und SR-Serie mit Ex-zertifizierten WLAN-Access-Points minimiert die Wartungskosten und Ausfallzeiten.

Ex-geschützte Gehäuse können mit anderen drahtlosen Technologien integriert werden

Die Gehäuse der Serien GR und SR mit Ex-d- und Ex-nR-Zertifikat bieten einen zuverlässigen Explosionsschutz und sind daher für gefährliche Umgebungen unerlässlich. Die Integration dieser Gehäuse mit drahtlosen Technologien wie LoRaWAN, RFID-Schreib-/Lesegeräten, Bluetooth und Mobilfunknetzen bietet zusätzliche Sicherheit und Effizienz in industriellen Umgebungen.

LoRaWAN ermöglicht zum Beispiel eine Kommunikation über große Entfernungen und eignet sich somit ideal für die Überwachung von Assets in weit verzweigten Anlagen. Durch die Installation von LoRaWAN-Gateways in Ex-geschützten Gehäusen können Daten über größere Entfernungen übertragen werden, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. RFID-Schreib-/Lesegeräte erleichtern das Asset-Tracking und die -Identifizierung. Durch die Installation von RFID-Schreib-/Lesegeräten in geschützten Gehäusen können Unternehmen Inventar und Geräte in Gefahrenbereichen genau überwachen.

Die Integration von Bluetooth-Modulen in Gehäusen ermöglicht eine nahtlose Kurzstrecken-Kommunikation zwischen Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen. Durch Installation von Mobilfunk-Routern und -Modems für Mobilfunknetze in entsprechenden Gehäusen entsteht die benötigte Konnektivität für die Fernüberwachung, -steuerung und -datenübertragung in Umgebungen, in denen herkömmliche Kabelverbindungen unpraktisch oder gefährlich sind.

Eine End-to-End-Lösung bis hin zum eigensicheren WLAN-Endgerät

Sobald das Netzwerk in der Prozessanlage über die Ex-zertifizierten WLAN-Access-Points aufgebaut ist, können Mobile Worker die eigensicheren mobilen Endgeräte (Ex i nach IEC 60079-11) der Pepperl+Fuchs Marke ecom im gesamten Ex-Bereich nutzen. Dazu gehören der robuste Industrial Tablet Thin Client mit Pepperl+Fuchs RM Shell-Firmware für den ortsunabhängigen Zugriff auf Prozessdaten und das eigensichere Android®-Smartphone Smart-Ex®, mit dem Servicetechniker per Voice-over-IP mit der Leitwarte in Kontakt bleiben können. Mit dieser Kombination aus WLAN-Access-Points und eigensicheren Mobilgeräten deckt Pepperl+Fuchs alle WLAN-Kommunikationsanwendungen in großen Prozessanlagen mit explosionsgefährdeten Bereichen ab.

Weitere Informationen

• Wireless Access Point in Ex-nR-Gehäuselösung: GR.RER*
• Wireless Access Point in Ex-d-Gehäuselösung: EJB10A.I.CP-Y*
• Wireless Access Point in Ex-d-Gehäuselösung: GUB3L.I.CP-Y*