Jakie urządzenia mogą być używane w atmosferze wybuchowej i jak zapewnić zgodność ATEX podczas ważenia?

Jak zapewnić zgodność ATEX podczas ważenia?
Zgodność ATEX podczas ważenia wymaga nie tylko zastosowania certyfikowanej wagi. Konieczne jest prawidłowe sklasyfikowanie strefy zagrożenia wybuchem, dobór odpowiednich urządzeń, właściwe zaprojektowanie komunikacji, zasilania i integracji z systemami automatyki oraz utrzymywanie całego systemu zgodnie z wymaganiami bezpieczeństwa przeciwwybuchowego.

Dlaczego zwykła waga przemysłowa nie może pracować w strefie Ex?

Urządzenia elektryczne mogą generować źródła zapłonu w postaci iskier, gorących powierzchni lub energii elektrycznej przekraczającej minimalną energię zapłonu substancji palnej. W obecności gazów, par lub pyłów może to doprowadzić do wybuchu. Dlatego urządzenia wykorzystywane w strefach Ex muszą być projektowane zgodnie z określonymi metodami ochrony przeciwwybuchowej.

Dla zakładów chemicznych, farmaceutycznych i petrochemicznych oznacza to, że każda część systemu ważenia – od terminala po interfejs komunikacyjny – musi być oceniona pod kątem ryzyka zapłonu.

Jakie urządzenia wagowe są stosowane w strefach zagrożonych wybuchem?

Iskrobezpieczne terminale wagowe

Najczęściej wykorzystywanym rozwiązaniem są terminale wykonane w technologii iskrobezpiecznej (Intrinsic Safety).
Przykładem jest terminal METTLER TOLEDO IND256x, przeznaczony do pracy w strefach 1/21. Urządzenie integruje funkcje ważenia, komunikacji oraz zasilania, upraszczając projekt systemu i ograniczając liczbę dodatkowych komponentów instalacyjnych.

W bardziej zaawansowanych aplikacjach procesowych stosowany jest również terminal METTLER TOLEDO IND500x, który może współpracować z wagami zbiornikowymi, platformami przemysłowymi, drukarkami, komputerami oraz sterownikami PLC.

Platformy i moduły wagowe

W strefach Ex wykorzystywane są:

• platformy pomostowe,
• wagi stołowe,
• moduły wagowe do zbiorników,
• systemy ważenia silosów,
• systemy dozowania i formulacji receptur.

Dzięki temu możliwe jest bezpieczne ważenie zarówno kilogramów surowców, jak i ton materiałów magazynowanych w zbiornikach procesowych.

Zasilacze i bariery iskrobezpieczne

W systemach przeciwwybuchowych stosuje się specjalne zasilacze oraz bariery ograniczające energię przekazywaną do strefy Ex. Ich zadaniem jest zapewnienie, że nawet podczas awarii poziom energii nie będzie wystarczający do wywołania zapłonu.

Czym jest iskrobezpieczeństwo i dlaczego jest tak ważne?

Iskrobezpieczeństwo (Intrinsic Safety) to metoda ochrony przeciwwybuchowej polegająca na ograniczaniu napięcia i prądu do wartości niższych niż minimalna energia zapłonu substancji obecnych w atmosferze wybuchowej.
W praktyce oznacza to, że nawet jeśli nastąpi uszkodzenie urządzenia lub zwarcie obwodu, system nie wygeneruje energii zdolnej do zapalenia gazu lub pyłu.

Dlatego METTLER TOLEDO rozwija swoje rozwiązania do stref Ex głównie w oparciu o technologię iskrobezpieczną, która zapewnia:

• wysoki poziom bezpieczeństwa,
• wysoką dokładność pomiarów,
• łatwiejszą konserwację,
• niższe koszty eksploatacji,
• prostszą integrację z automatyką.

Jak zapewnić zgodność ATEX podczas ważenia?

Krok 1. Określ strefę zagrożenia wybuchem

Punktem wyjścia jest klasyfikacja obszaru.

Dla gazów stosuje się:

• Strefę 0,
• Strefę 1,
• Strefę 2.

Dla pyłów:

• Strefę 20,
• Strefę 21,
• Strefę 22.

Dobór urządzeń musi zawsze wynikać z tej klasyfikacji.

Krok 2. Wybierz urządzenia certyfikowane dla danej strefy

Urządzenia posiadają różne poziomy ochrony:

• Ex ia,
• Ex ib,
• Ex ic.

Przykładowo poziom Ex ib jest odpowiedni dla wielu aplikacji realizowanych w strefie 1.

Krok 3. Zaprojektuj cały system, a nie pojedynczą wagę

Jeden z najczęstszych błędów polega na skupieniu się wyłącznie na platformie wagowej.

W praktyce zgodność ATEX musi obejmować:

• terminal,
• zasilanie,
• okablowanie,
• moduły komunikacyjne,
• drukarki,
• połączenia z PLC,
• integrację z systemami sterowania.

O zgodności decyduje cały układ, a nie pojedynczy komponent.

Jak zintegrować wagę ATEX z PLC, SCADA i MES?

To jedno z najczęściej zadawanych pytań przez automatyków.

Nowoczesne zakłady wymagają, aby dane wagowe były dostępne w systemach:

• PLC,
• DCS,
• SCADA,
• MES,
• ERP.

Terminal METTLER TOLEDO IND256x został zaprojektowany właśnie z myślą o takich zastosowaniach.

Urządzenie umożliwia komunikację poprzez:

• Ethernet TCP/IP,
• RS232,
• RS485,
• wyjścia 4–20 mA,
• iskrobezpieczne Wi-Fi.

W efekcie dane mogą być przesyłane bezpiecznie ze strefy zagrożonej wybuchem do nadrzędnych systemów automatyki bez konieczności stosowania rozbudowanych rozwiązań infrastrukturalnych.

Jak zmniejszyć koszty instalacji systemu ważenia ATEX?

Tradycyjne rozwiązania przeciwwybuchowe często wymagają:

• ciężkich obudów ognioszczelnych,
• dodatkowych skrzynek połączeniowych,
• bardziej skomplikowanego okablowania,
• większych nakładów serwisowych.

Dlatego wiele zakładów wybiera rozwiązania iskrobezpieczne.

Przykładowo terminal IND256x posiada:

• zintegrowane zasilanie,
• wbudowaną komunikację,
• opcjonalne iskrobezpieczne Wi-Fi,
• możliwość pracy mobilnej z wykorzystaniem baterii dopuszczonej do stref Ex.

Takie podejście pozwala ograniczyć koszty wdrożenia, uprościć eksploatację i zwiększyć elastyczność procesu produkcyjnego.

Najważniejsze wnioski

Jakie urządzenia mogą być używane w atmosferze wybuchowej?

W atmosferach wybuchowych mogą pracować wyłącznie urządzenia certyfikowane dla danej strefy Ex. W obszarze ważenia obejmuje to iskrobezpieczne terminale, platformy wagowe, moduły wagowe, zasilacze i elementy komunikacyjne. Rozwiązania METTLER TOLEDO IND256x i IND500x są przykładami systemów opracowanych specjalnie do takich zastosowań.

Jak zapewnić zgodność ATEX podczas ważenia?

Należy sklasyfikować strefę zagrożenia wybuchem, dobrać odpowiednie urządzenia, zaprojektować cały system zgodnie z wymaganiami ATEX oraz zapewnić bezpieczną integrację z automatyką zakładową. Certyfikowana waga jest tylko jednym z elementów bezpiecznego systemu ważenia.

FAQ

Czy zwykła waga przemysłowa może pracować w strefie Ex?

Nie. W strefach zagrożonych wybuchem należy stosować wyłącznie urządzenia posiadające odpowiednie certyfikacje i poziomy ochrony przeciwwybuchowej.

Czy wagę ATEX można podłączyć do PLC?

Tak. Rozwiązania METTLER TOLEDO umożliwiają integrację z PLC za pomocą Ethernet TCP/IP, RS232, RS485 oraz innych certyfikowanych interfejsów komunikacyjnych.

Czy możliwa jest komunikacja Wi-Fi w strefie Ex?

Tak. Terminal IND256x oferuje opcję iskrobezpiecznej komunikacji Wifi, umożliwiając bezprzewodową transmisję danych w obszarach zagrożonych wybuchem.

Dlaczego iskrobezpieczeństwo jest preferowaną metodą ochrony?

Ponieważ eliminuje ryzyko zapłonu poprzez ograniczenie energii elektrycznej, a jednocześnie upraszcza serwis, integrację i eksploatację systemów ważenia.

Jakie branże najczęściej wykorzystują systemy ważenia ATEX?

Przede wszystkim przemysł chemiczny, farmaceutyczny, petrochemiczny, kosmetyczny, spożywczy oraz wszystkie zakłady, w których występują pyły lub substancje łatwopalne mogące tworzyć atmosferę wybuchową.

Dowiedz się więcej:
Webinar: Hazardous Area Regulations - METTLER TOLEDO
Hazardous Area Poster
Explosion Protection for Product Inspection Systems | White Paper

Źródło: Mettler-Toledo Sp. z o.o.