Bild 01: Moderne WLAN-Access-Points ermöglichen eine sichere drahtlose Kommunikation auch in explosionsgefährdeten Bereichen. (Quelle: Pepperl+Fuchs)
Traditionell sind Netzwerke in explosionsgefährdeten Bereichen durch kabelgebundene Technologien wie beispielsweise Profibus PA aufgebaut. Diese Feldbusse bieten stabile und zuverlässige Kommunikation für Sensoren und Aktuatoren auf Feldebene. Die Netzwerke sind in der Lage, sowohl Daten als auch Energie über die Kabel zu übertragen. Dies reduziert den Verkabelungsaufwand und vereinfacht die Installation, insbesondere in komplexen industriellen Umgebungen.
Intelligente, vernetzte Systeme
Mit der Zunahme an Digitalisierungsprojekten wird es immer wichtiger, drahtlose Technologien in bestehende kabelgebundene Netzwerke zu integrieren, um intelligente, vernetzte Systeme zu schaffen. Funktechnologie bietet die notwendige Flexibilität für moderne industrielle Anwendungen und Mobilität für Mitarbeiter. Speziell WLAN ermöglicht es, Echtzeitdaten von Sensoren und Überwachungsgeräten drahtlos zu übertragen. Dies unterstützt eine kontinuierliche Überwachung des Anlagenzustands und ermöglicht eine schnelle Reaktion auf Probleme – Stichwort Predictive Maintenance. Mitarbeiter können mit mobilen Geräten, wie Smartphones oder Tablets, jederzeit und überall auf diese Daten zugreifen, was die Effizienz und Produktivität erheblich steigert (Bild 1).
Herausforderungen beim Einsatz von WLAN in explosionsgefährdeten Bereichen
Explosionsgefährdete Bereiche sind durch das Vorhandensein von entzündlichen Gasen, Dämpfen oder Stäuben gekennzeichnet. Hier gelten strenge Sicherheitsvorschriften, um das Explosionsrisiko zu minimieren. WLAN-Geräte, die in diesen Bereichen eingesetzt werden, müssen so konzipiert sein, dass sie keine potenziellen Zündquellen darstellen. Jedoch fehlen den gängigen Industriemodellen oft die notwendigen Zulassungen für den Einsatz in Ex-Umgebungen. Deshalb stellen WLAN-Access-Points und andere drahtlose Geräte in solchen Umgebungen besondere Herausforderungen dar.
Dabei ist die Verwendung von WLAN-Access-Points gleichen Bautyps im gesamten Unternehmen, also in sicheren und in Ex-Bereichen, von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung der IT-Sicherheit. Einheitliche Systeme vereinfachen die Implementierung von Sicherheitsprotokollen und -richtlinien und stellen sicher, dass ein konsistentes Schutzniveau gegen Cyberbedrohungen gegeben ist. Zudem vereinfacht eine einheitliche Ausstattung die unternehmensweite Installation von Sicherheitsupdates sowie -patches und trägt so dazu bei, das Risiko von Schwachstellen zu verringern.
Aus diesem Grund wünschen sich Anwender die Nutzung der bereits in sicheren Umgebungen im Unternehmen eingesetzten WLAN-Access-Points auch für den Ex-Bereich. Der Einsatz von Access-Points in explosionsgefährdeten Umgebungen setzt ihren sicheren Betrieb unter extremen Bedingungen voraus. Daher verlangen die geltenden Ex-Schutz-Richtlinien geeignete Zündschutzmaßnahmen.
Lösungen für Zone-2-Anwendungen: Zündschutzart Ex nR
Eine vielversprechende Möglichkeit für den sicheren Einsatz der Funktechnologie in der Zone 2 bietet die Zündschutzart Ex nR (Schwadensicherheit). Das Grundprinzip der Schwadensicherheit beruht darauf, dass die verwendeten Gehäuse durch ihre Dichtigkeit die Konzentration von explosionsfähigen Gas-Luft-Gemischen unterhalb der unteren Explosionsgrenze halten. Zusätzlich wird durch geeignete Auswahl der Komponenten sichergestellt, dass die Temperatur an der Oberfläche der Gehäuse die vorgeschriebenen Grenzwerte nicht überschreitet. Diese Gehäuse sind für den Einsatz in Zone-2-Umgebungen zertifiziert und mit speziellen Dichtungen sowie für den Ex-Bereich zugelassenen Kabelverschraubungen ausgestattet, die eine effektive Druckabdichtung gewährleisten. Dies verhindert das Eindringen gefährlicher Mengen von brennbaren Gasen in das Innere des Gehäuses und eliminiert so das Brennstoffelement einer Explosion.
Die Ex-nR-Gehäuselösungen bieten durch ihr geringes Gewicht und den kosteneffizienten Aufbau viele Vorteile und sind für die unkomplizierte Implementierung von WLAN-Access-Points und anderen Funktechnologien in explosionsgefährdeten Bereichen bestens geeignet. Die nach ATEX und IECEx zertifizierten Ex-nR-Gehäuse müssen den Vorgaben aus der IEC EN 60079-15 gemäß Bauart, Prüfung und Kennzeichnung von elektrischen Geräten in der Zündschutzart n zur Verwendung in Bereichen mit gasexplosionsfähiger Atmosphäre entsprechen. Diese erlaubt es unter bestimmten Bedingungen, Komponenten ohne Ex-Zulassung in Zone-2-Umgebungen zu verwenden (weitere Informationen zum Thema Ex nR siehe QR-Code [2]).