Totally Integrated Automation on Joustava, Turvallinen ja Luotettava automaation kokonaisratkaisu kaikille teollisuuden aloille

Transkriptio

1 Totally Integrated Automation on Joustava, Turvallinen ja Luotettava automaation kokonaisratkaisu kaikille teollisuuden aloille Joka on; avoin, laajennettava ja modulaarinen kokonaisratkaisu teollisuuden automaation haasteisiin. Laitteisto- ja ohjelmistoarkkitehtuuri integroi automaation horisontaalisesti ja vertikaalisesti yrityksen kaikkiin liiketoimintatasoihin

2 Safety Integrated turvallisuutta ihmisille ja ympärist ristölle Turvallisuus koneautomaatiossa Koneenvalmistajat sekä kappaletavara-automaatio Anturit, valvonta sekä katkaisu Turvatiedot vakioväylissä Ohjelmoitavuus Langaton turvatiedon siirto Turvastandardit mm: EN 954-1, ISO ja IEC Turvallisuus ATEX-ympäristössä Kaikki kohteet, joissa on herkästi syttyviä kaasuja tai pölyä Logiikat, ohjainpaneelit Väylät, kenttähajautus I/0 Prosessi-instrumentit Moottorin suojaus ja moottorit Turvastandardit mm. EN ja EN IEC Turvallisuus prosessiautomaatiossa Prosessiteollisuus, voimalaitokset Turva- sekä kahdennetut järjestelmät Yhtenäinen ohjelmisto ja hallinta Prosessi-instrumentit Turvastandardit mm: IEC ja IEC 61511

3 Turvallisuus tuotannossa ATEX-ympäristöt

4 Turvallisuus tuotannossa ATEX-ympäristöt Safety Integrated-turvallisuutta ihmisille ja ympäristölle Koneturvallisuuden ATEX-ymp taustaa ympäristöt ATEX ja teollisuuden alat ATEX-termit ja tilaluokat Kokonaisratkaisu ATEX-alueille Koneturvallisuuden ATEX-ymp ympäristön automaatio- taustaa ja sähkötekniikat Valvonta ja ohjaus Väylät, kenttähajautus ja anturit Moottorin suojaus, sähkökäyt ytöt ja moottorit Koneturvallisuuden ATEX-ymp ympäristön taustaa mekaaniset laitteet Vaihteet, vaihdemoottorit ja kytkimet

5 ATEX Teollisuuden alat Kemianteollisuus Kemianteollisuudessa käytetään ja valmistetaan monenlaisissa prosesseissa palavia kaasuja, nesteitä ja kiinteitä aineita. Näiden prosessien yhteydessä voi syntyä räjähdysvaarallisia seoksia. Energian tuotanto Palamaisesta, räjähdysvaarattomasta hiilestä voi syntyä ilmaan sekoittuneena, murskauksen ja kuivauksen aikana hiilipölyjä, joista voi muodostua räjähdyskelpoisia pölyn ja ilman seoksia. Kaasunjakelu Maakaasun vapautuminen ilmaan vuotojen tai muiden syiden vuoksi voi aiheuttaa räjähdyskelpoisia kaasun ja ilman seoksia. Öljynjalostamot Jalostamoissa käsiteltävät hiilivedyt ovat kaikki palavia aineita. Leimahduspisteestään riippuen ne saattavat jo ympäristön lämpötilaa vastaavissa olosuhteissa muodostaa räjähdyskelpoisia ilmaseoksia. Raakaöljyn jalostuslaitteistojen ympäristöä pidetään useimmiten räjähdysvaarallisena tilana.

6 ATEX Teollisuuden alat Maalaamot Kun maalauskammioissa maalataan pintoja ruiskumaalauspistoolilla, syntyy hukkasuihkua ja vapautuu liuotinhöyryjä, jotka voivat ilmaan sekoittuessaan muodostaa räjähdyskelpoisia ilmaseoksia. Metallin työstö Valettujen metalliosien pinnan viimeistelyn (hionnan) yhteydessä voi syntyä räjähdyskelpoisia metallipölyjä. Tämä riski liittyy erityisesti kevytmetalleihin. Niistä irtoavat metallipölyt voivat aiheuttaa räjähdysvaaran. Mekaaninen puuteollisuus Puisia kappaleita työstettäessä syntyy puupölyjä. Ne voivat muodostaa esim. suodattimissa tai siiloissa räjähdyskelpoisia pölyn ja ilman seoksia.

7 ATEX Teollisuuden alat Lääketeollisuus Lääkkeiden tuotannossa käytetään usein liuottimina alkoholeja. Siinä voidaan myös käyttää pölyräjähdyskelpoisia vaikuttavia aineita ja lisäaineita, kuten maitosokeria. Elintarvike- ja rehuteollisuus Viljojen, sokerin tms. kuljetuksen ja varastoinnin yhteydessä voi syntyä räjähdyskelpoisia pölyjä. Jos ne poistetaan imurilla ja suodatetaan, suodattimiin voi syntyä räjähdyskelpoinen ilmaseos.

8 Onnettomuuksia teollisuudessa (kaasuräjähdys) Kemianteollisuus Tärpättisäiliön räjähdys kemikaalitehtaalla Oulussa 2010 Kuivaimen räjähdys pulveritehtaalla Äetsässä 2005 Rikkihiilisäiliön räjähdys Valkeakoskella 2009 Energian tuotanto 7 MW öljykattilan räjähdys Kiteellä 2004 Omakotitalon lämminvesikattilan räjähdys 2004 Kaasunjakelu Happilinjan palo Tornion terästehtaalla 2003 Happipullon räjähdysmäinen palo täyttölaitoksella Tuusulassa 2005 Öljynjalostamot Bensiinisäiliön räjähdys huoltoasemalla Harjavallassa 2002 Maalaamot Tulipalo pintakäsittelylaitoksella Haukiputaalla 2004 Elintarvike- ja rehuteollisuus Vetyräjähdys makeutusainetehtaalla Kotkassa 2004

9 Onnettomuuksia teollisuudessa (pölyräjähdys) Kemianteollisuus Pölyräjähdys tärkkelyslaitoksella Lapualla 2007 Energian tuotanto Pölyräjähdys Kuorikattilan sähkösuodinta puhdistettaessa Kaukaalla 2002 Pölyräjähdys puurekan lastissa Simpeleellä 2005 Elintarvike- ja rehuteollisuus Pölyräjähdys viljakuivurissa Salossa 1991 Pölypalo viljasiilossa Korialla 2004 Mekaaninen puuteollisuus Pölyräjähdys Jurvalan sahalla 2003 Pölyräjähdys hiomakoneessa Kristiinankaupungissa 2003 Pölyräjähdys parkettitehtaan purusiilossa Kuopiossa 2007 Pölyräjähdys lastulevytehtaassa Kiteellä 2008

10 Turvallisuus tuotannossa ATEX-ympäristöt Safety Integrated-turvallisuutta ihmisille ja ympäristölle Koneturvallisuuden ATEX-ymp taustaa ympäristöt ATEX ja teollisuuden alat ATEX-termit ja tilaluokat Kokonaisratkaisu ATEX-alueille Koneturvallisuuden ATEX-ymp ympäristön automaatio- taustaa ja sähkötekniikat Valvonta ja ohjaus Väylät, kenttähajautus ja anturit Moottorin suojaus, sähkökäyt ytöt ja moottorit Koneturvallisuuden ATEX-ymp ympäristön taustaa mekaaniset laitteet Vaihteet, vaihdemoottorit ja kytkimet

11 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

12 ATEX-tilaluokat Tilaluokka 0 Tila, jossa ilman ja kaasun, höyryn tai sumun muodossa olevan palavan aineen muodostama räjähdyskelpoinen ilmaseos esiintyy jatkuvasti pitkäaikaisesti tai usein. Tilaluokka 20 Tila, jossa ilman ja palavan pölyn muodostama räjähdyskelpoinen ilmaseos esiintyy jatkuvasti, pitkäaikaisesti tai usein. Tilaluokka 1 Tila, jossa ilman ja kaasun, höyryn tai sumun muodossa oleva palavan aineen muodostama räjähdyskelpoinen ilmaseos esiintyy normaalitoiminnassa satunnaisesti. Tilaluokka 21 Tila, jossa ilman ja palavan pölyn muodostama räjähdyskelpoinen ilmaseos esiintyy normaalitoiminnassa satunnaisesti. Tilaluokka 2 Tila, jossa ilman ja kaasun, höyryn tai sumun muodossa olevan palavan aineen muodostaman räjähdyskelpoisen ilmaseoksen esiintyminen normaalioloissa on epätodennäköistä tai se kestää vain lyhyen ajan. Tilaluokka 22 Tila, jossa ilman ja palavan pölyn muodostaman räjähdys-kelpoisen ilmaseoksen esiintyminen normaalitoiminnassa on epätodennäköistä ja se kestää esiintyessään vain lyhyen ajan.

13 ATEX Tila- ja laiteluokka Vaatimustenmukaisuuden osoittaminen Laiteluokka 1 Tyyppitarkastus + tuotannon laadunvarmistus tai tuotekohtainen tarkastus Laiteluokka 2 Sähkölaitteet ja polttomoottorit -> Tyyppitarkastus + tuotteiden laadun varmistus tai tyypinmukaisuuden varmistus Muut laitteet; Valmistuksen sisäinen tarkastus, asiakirjat tarkastuslaitokselle Laiteluokka 3 Valmistuksen sisäinen tarkastus

14 ATEX Tila- ja laiteluokka Laitteiden jako laiteluokkiin: Tilaluokat: 3 2 (22) laiteluokka voidaan asentaa 1 P (21) 2 Kaasu Pöly 1 0 (20)

15 ATEX-vastuut EU:n tasolla EC contract... Article 100a... Article 118a Article 100a: Harmonization of legislation to create the internal market Article 100a ATEX 100a Directive 94/9/EC (ATEX 95) Equipment and protective systems for correct use in hazardous zones Responsibility: Manufacturer Specialists talk about ATEX Article 118a: Social regulations to improve the working environment Article 118a 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

16 ATEX-vastuut Suomessa EU direktiivi tulee ottaa osaksi suomalaista lainsäädäntöä EU:n direktiivi ei sellaisenaan koske suomalaista Otetaan osaksi suomen lainsäädäntöä säädöksillä 94/9/EY 917/ /1996 Asetus räjähdysvaarallisiin ilmaseoksiin tarkoitetuista laitteista ja suojausjärjestelmistä Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös räjähdysvaarallisiin ilmaseoksiin tarkoitetuista laitteista ja suojausjärjestelmistä

17 Standardit Suomessa Standardin mukaan toimiessa täytetään direktiivin vaatimukset SFS-EN sarjan standardien mukaan toimiessa täytetään direktiivin 94/9/EY vaatimukset SFS-EN Suomessa voimaansaatettu EN Saatetaan IEC standardi voimaan EU-alueella IEC Standardin tekninen sisältö

18 Räjähdyssuojausasiakirja ja muut dokumentit Laitevalinnassa tarvittavat asiakirjat Tilaluokitus -> Asiakas Asennus- ja kytkentäohjeet -> Asiakas / Siemens Laitteiden erityisehdot > Asiakas / Siemens Exi -suojauksen järjestelmäkuvaus -> Asiakas Valmistajan vaatimuksenmukaisuusvakuutukset -> Siemens

19 ATEX tuotteet Siemensillä Siemens 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 3SE DA0 Räjähdysryhmä II (maanpäälliset laitteet) Laiteluokka 3 D (pöly), tilaluokka 22

20 ATEX Koulutusmateriaali verkossa Verkkomateriaalissa perustiedot Havainnollisessa englanninkielisessä materiaalissa käydään läpi perusasiat. support.automation.siemens.com/ww /view/en/ Tai support-sivulla hakusanaksi:

21 Turvallisuus tuotannossa ATEX-ympäristöt Safety Integrated-turvallisuutta ihmisille ja ympäristölle Koneturvallisuuden ATEX-ymp taustaa ympäristöt ATEX ja teollisuuden alat ATEX-termit ja tilaluokat Kokonaisratkaisu ATEX-alueille Koneturvallisuuden ATEX-ymp ympäristön automaatio- taustaa ja sähkötekniikat Valvonta ja ohjaus Väylät, kenttähajautus ja anturit Moottorin suojaus, sähkökäyt ytöt ja moottorit Koneturvallisuuden ATEX-ymp ympäristön taustaa mekaaniset laitteet Vaihteet, vaihdemoottorit ja kytkimet

22 Siemens kokonaisratkaisu ATEX-alueille Safety Integrated Automation Valvonta ja ohjaus Operointipaneeli Logiikat ja ohjaimet Kenttäkomponentit Kenttäväylät, Profibus ja Profinet Simatic ET200 -kenttähajautus Prosessi-instrumenttilaitteet Kappaletavaratunnistus AS-Interface-väylämoduuli Bero -tunnistimet Mekaaniset rajat Moottorin suojausohjaus Moottorinsuojakytkimet Lämpöreleet Termistorireleet Pehmeäkäynnistimet Simocode Pro Taajuusmuuttaja ja moottorit Moottorit Mekaaniset laitteet Vaihteet Vaihdemoottorit Kytkimet

23 Turvallisuus tuotannossa ATEX-ympäristöt Safety Integrated-turvallisuutta ihmisille ja ympäristölle Ohjaus ja valvonta

24 ATEX-ymp ympäristön automaatio- ja sähkötekniikat Ohjaus ja valvonta Paneeli 177 Graafinen paneeli, trendit, hälytykset, reseptit TP 177B 6,TP 177B INOX 6 Touch (Ex-Zone 2/22) Paneeli MP277 Graafinen paneeli, 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 Graafinen paneeli, 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)

25 ATEX-ymp ympäristön automaatio- ja sähkötekniikat Ohjaus ja valvonta 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 ºC Tärinä 1g/ Iskut 15g 4/16GB CompactFlash muisti 60/120 GB HDD WinXP/XPe Thin Client Ex Näytön koot 15 ja 19 (Ex-Zone 1/21 ja 2/22) Hajautettuihin sovelluksiin

26 Turvallisuus tuotannossa ATEX-ympäristöt Safety Integrated-turvallisuutta ihmisille ja ympäristölle SIMATIC Profibus- ja NET -tuotteet räjähdysvaarallisella alueella

27 ATEX Profinet- ja Ethernet -tuotteet SCALANCE X -teollisuuskytkimet ovat aktiivisia verkkokomponentteja automaatioverkon muodostamiseen Ethernet- tai Profinettiedonsiirtoväylillä SCALANCE W -komponentit ovat teollisuuden langattoman lähiverkon muodostamiseen IEEE -standardin mukaisesti SCALANCE S -tietoturvamoduulit ovat palomuureja, jotka suojaavat järjestelmän tietoja. Niiden avulla voidaan myös muodostaa suojattu ja salattu VPNyhteys Internetin yli ATEX II 3 G EEx na II T4

28 ATEX PROFIBUS DP/PA-Link DP/PA coupler PROFIBUS PA -segmenteille Voidaan käyttää myös kahdennetussa järjestelmässä (H-System) Kaksi eri malllia: Non-Ex with 1,000 ma Ex [EEx ia] with 110 ma Max 31 (9 Ex) PA -laitetta Max. 5 DP/PA Coupler / link Interface module IM153-2 DP/PA Coupler DP/PA Link PROFIBUS DP 124 devices DP/PA Link 64 devices PROFIBUS PA (Ex) 9 devices PROFIBUS PA 31 devices

29 Turvallisuus tuotannossa ATEX-ympäristöt Safety Integrated-turvallisuutta ihmisille ja ympäristölle Hajautettu I/O räjähdysvaarallisella alueella

30 SIMATIC ET 200 -tuotteiden käyttömahdollisuudet räjähdysvaarallisella alueella

31 SIMATIC ET 200 -tuotteet räjähdysvaarallisella alueella Ominaisuudet lyhyesti 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

32 Simatic Selection Tool auttaa IO-aseman suunnittelussa Simatic Selection Tool Interaktiivinen työkalu, joka opastaa Näyttää halutessa vain räjähdysvaarallisiin tiloihin soveltuvat komponentit Generoi tilausluettelon sekä slot-kohtaisen osaluettelon Konfiguraatio voidaan viedä suoraan Step7-ohjelmaan Kertoo hajautusaseman fyysiset mitat Aina ajan tasalla Käytettävissä internetistä (ei vaadi rekisteröitymistä)

33 SIMATIC ET 200 -tuotteiden asennuksessa vaadittava kaapin tiiviys ja räjähdyssuojauksen luokitus 1/2 ET200iSP kaasu pöly Asennustilan tilaluokka Kotelon tyyppi Vaadittu sertifiointi 0 1 metalli Atex EEx e 2 metalli Atex, zone 2 IP metalli 94/9/EU, cat. 2D IP6x 22 metalli 94/9/EU, cat. 3D IP5x turvallinen - IP20 Kotelon suojausluokka Lähde: ET200iSP käyttöohje, kappale 4 ET200M kaasu pöly Asennustilan tilaluokka Kotelon tyyppi Vaadittu sertifiointi Kotelon suojausluokka 0 1 metalli Atex EEx d, EEx p ruuviliittimet asennetaan EEx e -koteloon 2 Atex IP Atex? 22 Atex IP6x turvallinen - IP20 Lähde: ET200M Ex-moduulit käyttöohje

34 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

35 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, ma, 2-johdin kytkentä 4AI HART, 0..20mA / ma, 4-johdin kytkentä 4AO HART, 0..20mA / ma

36 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: Muut Varamoduuli (paikan varaamiseksi tulevaisuuden laajennuksille -> vaihto lennossa) Watchdog-moduuli

37 SIMATIC ET 200iSP 4DO 17,4VDC 40mA virta-jännitekäyrä

38 SIMATIC ET 200M -aseman käyttö räjähdysvaarallisella alueella S7-300 logiikka tai ET200M -hajautusasema voidaan asentaa tilaluokkaan 2 tai 22 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 Räjähdysvaaralliselle alueelle asennettaessa tulee valita oikeanlainen asennuskotelo ja mahdollisesti tiettyjä lisätarvikkeita, joista enemmän seuraavilla kalvoilla ET 200M -väyläliityntäyksikkö ja I/O-moduuleja S7-300 CPU ja I/O-moduuleja

39 SIMATIC ET 200M Moduulivalikoima räjähdysvaarallisille alueille Moduulilistaus (manuaalissa) Digitaalimoduulit 4DI, NAMUR 4DO, 15VDC, 10mA 4DO, 24VDC 10mA Analogiamoduulit 4AI, / ma 2AI HART, / ma 8AI TC / 4AI RTD, lämpötilan mittaus (termoelementti, PT tai NI-anturi) 4AO, / ma 2AO HART, / ma Turvatekniikkaa tukevat moduulit 8DI, NAMUR, Fail-safe

40 SIMATIC ET 200M Lisätarvikkeet räjähdysvaaralliselle alueelle Erotinmoduuli I/O-korttien ja väyläliityntäyksikön tai CPU:n väliin DM370, eli tyhjä moduuli, kun ei aktiivista taustaväylää Aktiivisen taustaväylän yhteydessä erotinlevy 6ES7195-1KA00-0XA0 Redundanttisen väyläliitynnän yhteydessä on aina aktiivinen taustaväylä Tavallinen asennus (ei aktiivista taustaväylää) Aktiivinen taustaväylä DM370 DUMMY SM321 DI 4xNAMUR SM321 DI 4xNAMUR 6EP AA01 6EP AA01 IM IM ES AA03-0XB0 6ES AA01-0AA0 6ES RD00-0AB0 6ES AA03-0XB0 6ES RD00-0AB0 PS IM DM370 Ex I/O PS IM Ex I/O 6ES7195-1KA00-0XA0

41 SIMATIC ET 200M Lisätarvikkeet räjähdysvaaralliselle alueelle Erotinyksikkö LK 393 tehonsyöttöjohtimien ja signaalijohtimien erottamiseen Tilausnumero 6ES AA00-0AA0 (5kpl erissä, 11,80 ) Tehonsyöttö tuodaan yläpuolelta, signaalijohdotus alapuolelta Simatic Selection Toolissa Cable Separator for Ex Modules

42 SIMATIC ET 200M Lisätarvikkeet räjähdysvaaralliselle alueelle Erotinyksikkö LK 393 tehonsyöttöjohtimien ja signaalijohtimien erottamiseen Max 1,5mm² (siniset johtimet kuvissa) (LK 393, 5kpl = 6ES7393-4AA00-0AA0) Johtimet pujotetaan ja päähän laitetaan holkki Adapteri kiinnitetään 20pin liittimeen ja se koteloi virtajohtimet

43 SIMATIC ET 200iSP Manuaalit ET200iSP Käyttöohjeet Perusmanuaali: Turvamoduulit:

44 SIMATIC ET 200iSP Sertifikaatit Ex-suojaus EU direktiivi 94/9/EY (ATEX 100a) CENELEC II 2 G (1) GD EEx d e [ib/ia] IIC T4 laiteryhmä II, maanpäälliset sovellukset (ei siis kaivokset) laiteluokka 2 G = kaasu, D = pöly } asennus tilaluokkaan 1 kaasuräjähdysvaarallisella alueella (1) GD toimilaitteet ja sensorit voidaan kytkeä tilaluokkaan 0 (kaasu) tai 20 (pöly) EEx: European Ex d: räjähdyspaineen kestävä kotelo (teholähde) e: parannettu turvallisuus (teholähteen liittimet) [ib/: PROFIBUS-liityntä ET200iSP asemasta voidaan viedä tilaluokaan 1 ia]: toimilaitteet ja sensorit voidaan viedä tilaluokkaan 0 IIC: räjähdysaineryhmä : vety T4: lämpötilaluokka: alle 135ºC

45 SIMATIC ET 200iSP Sertifikaatit Further certifications PROFIBUS IEC 61158/EN IEC EU-Richtlinie 89/336/EWG (CE, EMC-Guideline) EU-Richtlinie 73/23/EWG (CE, low voltage-guideline) AS/NZS 2064 (Class A) IECEx FM / UL according divisions Gas Installation in Class I Div. 2 Sensors/ actuators up to Class I Div. 1 Dust Installation in Class II/III Div. 1 Sensors/ actuators up to Class II/III Div. 1

46 SIMATIC ET 200iSP Sertifikaatit Further certifications FM / UL according Zones Installation in Class I Zone 1 Sensors/Aktuators up to Class I Zone 0 Ship building certification : ABS, BV, DNV, GL, LRS, Class NK ABS (American Bureau of Shipping) BV (Bureau Veritas) DNV (det Norske Veritas) GL (Germanische Lloyd) LRS (Lloyds Register of Shipping) Class NK (Nippon Kaiji Kyokai)

47 SIMATIC ET 200M + ET 200S 94/9/EG (ATEX 100a) sertifikaatit ET 200M Intrinsically-safe modules II 3 (2) G EEx na [ib] IIC T4 Installation up to Zone 2, sensors / actuators to Zone Non-intrinsically-safe modules II 3 G EEx na II T3 or T4 or T5 or T6 ET 200S II 3 G EEx na II T4 or T5 Installation up to Zone 2, sensors / actuators to Zone 2

48 SIMATIC ET200M/S sertifikaatit ja hyväksytyt moduulit Lista hyväksytyistä moduuleista sivulta: Hakusanaksi seuraavat numerosarjat ET200S: ET200M: Profibus liittimet: MTA, Valmiit johtosarjat esim. PCS 7:n yhteydessä: myös safety + ATEX, zone 2, lisätietoa webissä

49 Turvallisuus tuotannossa ATEX-ympäristöt Safety Integrated-turvallisuutta ihmisille ja ympäristölle Moottorin ohjaus ja moottorit

50 ATEX-moottoreiden suojaustekniikka Moottorisuojakytkin 3RV 100 A:n virtaan asti 3RV on kompaktirakenteinen virtaa rajoittava moottorisuojakytkin. Se takaa turvallisen katkaisun oikosulku- ja ylikuormatilanteessa. Sillä voidaan myös turvallisesti erottaa kuorma syöttöjännitteestä Ex II(2) GD L1 L2 L Toimintaperiaatekuva: - oikosulkusuoja - lämpörele v v v T1 T2 T3 NSB0_00008a

51 ATEX-moottoreiden suojaustekniikka Moottorisuojakytkin 3RV 100 A:n virtaan asti S00 S 0 S 2 S 3 Suurin. virta 16 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 Oikosulkuvirta 50/100 ka 50/100 ka 50 ka 50/100 ka (valittavissa) Luokka /20 10/20

52 ATEX-moottoreiden suojaustekniikka Lämpöreleet 3RB2 ja 3RU11 EEx- moottoreille sopivia lämpöreleitä on saatavissa bi-metallijousella (3RU2/1) ja elektronisella suojaustekniikalla varustettuna 3RB3 Ex II(2) GD Oikosulkusuojana käytetään esim. sulaketta tai moottorisuojakytkintä TEST RESET STOP 1L1 3L2 5L T1 4T2 6T NSB0_00292

53 ATEX-moottoreiden suojaustekniikka Elektroniset lämpöreleet 3RB2/3, laaja asettelualue, kaikille kontaktoreille sopiva versio S00 0,1 A S A 3RU20 3RB30/31 3RB22/23

54 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 M Termistorireleen lisäksi suorakäytöissä moottorisuojakytkin >joka toimii oikosulkusuojana ja estää moottorin käynnin kahdella vaiheella lämpörele (+ sulake tai moottorisuojakytkin) > joka, estää moottorin käynnin kahdella vaiheella 79

55 ATEX-moottoreiden suojaustekniikka Termistorit (PTC:t) oikosulkumoottorissa Moottorin valmistaja määrittelee suurimman sallitun käämilämpötilan ja asentaa sopivan termistorin. R [] 10 5 TNF 100 TNF 120 TNF 140 C PTC anturit käämeihin asennettuna; 1 anturi vaihetta kohden, kaikki sarjaan kytkettynä [ C] PTC:n vastusarvo kasvaa radikaalisti kun ylitetään sallittu kääminlämpötila

56 ATEX-moottoreiden suojaustekniikka Termistorirele 3RN1- antaa paremman lisäsuojan kuin lämpörele yksin ATEX-ympäristössä Virtaan perustuva tekniikka (esim. lämpörele) täysi ehdollinen ei suojaus suojaus suojausta Lämpötilaan perustuva tekniikka (esim. PTC anturi) M 3~ 3RB20 Kohonneet moottorin häviöt käytön aikana 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 Jarrutetun moottorin käynnistys staattorin suojauksen kannalta roottorin suojauksen kannalta Huonontunut jäähdytys Kohonnut ympäristönlämpötila Jäähdytysaineen virtausongelma M Paras suojaus: termistori + lämpörele suorakäytöissä 3RN1 81

57 ATEX-moottorilähdöt Simatic ET200S standard PROFIBUS-DP tai Industrial Ethernet Apujännite 24V ET 200S Helppo johdotus Hot Swapping Keskus TIA integrointi Tehonsyöttöväylä 40A Jarrunohjaus 5,5kW Syöttöjännite 400V M M M

58 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

59 ATEX-moottoreiden suojaustekniikka Simocode pro 3UF7 -älykäs moottorinsuoja Valvomo Järjestelmän ylläpitoasema Huollon ylläpitotyöasema Energian hallinta Ohjaus, tilatiedot, mitatut arvot, diagnostiikka ja tilastotiedot SIMOCODE pro tarjoaa standardisoidun rajapinnan prosessin ja ohjausjärjestelmän välille Järjestelmästä riippumatta SIMOCODE prota voidaan käyttää joustavasti. Kaikki suojaustoiminnot ovat käytössä vaikka järjestelmä ei olisi toiminnassa tai liikennöinti ei olisi käytössä Pumppu Puhallin Sekoitin Asennoitin Pehmokäynnistin Kompaktikatkaisija

60 ATEX-moottoreiden suojaustekniikka Sirius pehmokäynnistin 3RW40 Moottorinkäynnistimiltä vaaditaan: Virtapiikkien ja vääntömomenttipiikkien välttäminen Kustannustehokkuus Suojaustoiminnot esim. moottorin ylikuorma Automaatio esim. Profibus DP Suositellaan Ex-d -moottoria Korvaa tähti-kolmiokäynnistimen ja on kooltaan selvästi pienempi 45 x 55 cm 11,8 kg 12 x 18 cm 6,5 kg S6

61 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

62 Turvallisuus tuotannossa ATEX-ympäristöt Safety Integrated-turvallisuutta ihmisille ja ympäristölle Moottorit

63 ATEX-moottoreiden suojaustekniikka ATEX-moottoreiden valinta EEx d (räjähdyspaineen kestävä) EEx e (varmennettu rakenne) EEx n (kipinöimätön rakenne)

64 EX-moottorin kriittiset pisteet Ilmavälit Minimietäisyydet ja sähköstaattiset varaukset Staattorin ja roottorin lämpötilat Laakerin lämpötila Rungon lämpötila

65 Exd-moottorin rakenne Räjähdyspaineen purkautumiseen ja jäähdytykseen tarvittava matka ja väli

66 Te-aika Calculation of the t E 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 t E time of the motor is the period from normal operation until the temperature limit is reached at locked rotor. Temperature C / F 200 / 392 Continous duty S 1 Locked rotor T 3 Stator 130 / 266 Insulation class F Rotor 20 / 68 t E time 0 / time in hours time in seconds

67 ATEX- ja Loher -sähkömoottorin valinta Ei Tarvitaanko Ex-suojausta Kyllä Onko taajuusmuuttajakäyttö Ei Kyllä Tilaluokka 2 ja 22 Tuleeko moottori tilaluokkaan 1 tai 2 tai 21 tai 22 Pöly Kaasu Tilaluokka 1 kaasu Tilaluokka 21 pöly Vakiomoottori ANGA/AMGA II3GEExnAIIT3 AMGK... II2GEExeIIT3 ENGV/EMGV II2DEExeIIT3 ENGV/EMGV II2GEExdeIICT4 + termistorit +termistorit DNGW

68 Pölyräjähdys vaarallisten alueiden moottoreiden suojaus EEx d (räjähdyspaineen kestävä) ja 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, termistorireleet ja Simocode pro

69 ATEX-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 Kaasu: - tilaluokat 0, 1 ja 2 - laiteluokat 1, 2 ja 3 Pöly: - tilaluokat: 20, 21 ja 22 - laiteluokat 1D, 2D ja 3D

70 Turvallisuus tuotannossa ATEX-ympäristöt Safety Integrated-turvallisuutta ihmisille ja ympäristölle Taajuusmuuttajat

71 ATEX-moottorit taajuusmuuttajakäytössä Yleistä: Moottori ja taajuusmuuttaja käsitellään yhtenä pakettina 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

72 ATEX-moottorit taajuusmuuttajakäytössä 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

73 ATEX-moottorit taajuusmuuttajakäytössä Siemens moottorin tyyppikilpi taajuusmuuttajakäytössä: Termistoreiden reagointiaika ja -lämpötila ilmoitetaan myös moottorin tyyppikilvessä, kun moottorissa on lisävarusteena termistorit (optio A15 tai A16).