Tablet-PCs zur Prozesssteuerung in harter industrieller Umgebung

Mobile Technologien in Ex-Zonen

von Michael Wiedmann

Für die Genehmigung von Anlagen mit explosionsfähiger Atmosphäre sind Auflagen sowohl vom Hersteller als auch vom Betreiber einzuhalten (ATEX 95, Richtlinie 94/9/EG, ATEX-Betriebsrichtlinie 1999/92/EG). Durch eine ATEX-Zertifizierung können mobile Technologien auch in sensiblen und gefährlichen Prozessen eingesetzt werden.

Ohne die Automatisierungstechnik ist das Betreiben von industriellen Anlagen und komplexen Maschinen heute undenkbar. Wir ziehen den Nutzen aus dieser Technologie in Form von verbesserter und kons­tanter Produktqualität, erhöhter Ausbringungsmenge bei paralleler Kosten­ein­sparung des Produktionsprozesses und entlasten die Mitarbeiter von körperlich anstrengender oder gefährlicher Tätigkeit sowie von monotoner Arbeit.

Dank einer weitreichenden und modernen MSR-Technik (Messen – Steuern – Regeln) sind wir in der Lage, den Automatisierungsgrad der Anlagen permanent zu steigern. Die Vernetzung der Kommunikation zwischen Sensoren, Pumpen, Ventilen, Antrieben, Motoren und anderen Anlagenteilen gewährleisten unterschiedliche Feldbus­systeme wie z.B. PROFIBUS, Interbus, CANopen, AS-Interface, Echtzeitethernet und drahtlose Übertragungssysteme. Die maschinennahe Vernetzung ist hierbei ein System mit Echtzeitanforderung.

Faktor Mensch – Schnittstelle

Bei aller ausgefeilten Anlagentechnik benötigen wir den Faktor Mensch zur Erstellung von Produkten. Die menschliche Tätig­keit ist hierbei nicht nur für den Materialnachschub oder Fertigteiltransport notwendig, sondern bei der Beseitigung von Störungen, Wartungsarbeiten, Instandsetzung oder der Inbetriebnahme immanent. Die Verantwortung der Anlagen bleibt beim Bediener, der sich vom System ausreichend, rechtzeitig und fehlerfrei über die Betriebsverhältnisse informieren lässt, damit er die richtigen Entscheidungen treffen kann.

Zukunftsweisend ist hierbei der Einsatz mobiler Technologien zur Steuerung automatisierter Prozesse. Robuste, für die Industrie einsatzfähige Tablet-PCs binden künftig das Bedienpersonal nicht mehr an einen festen Arbeitsplatz innerhalb der Leitwarte, sondern ermöglichen die orts­unabhängige Überwachung der Prozess­abläufe. Zudem ermöglichen sichere Cloud-Computing-Technologien überall den Zugang zu relevanten strategischen Daten. Dadurch können Entscheidun­gen in Echtzeit gefällt und die Betriebseffizienz deutlich gesteigert werden. Hierbei verdrängen in diesem Umfeld die Industrie-Tablet-PCs Schritt für Schritt Laptops und Notebooks, da sie einfacher und schneller Datenein­gaben und -abfragen gewährleisten, sofort betriebsbereit sind, handlicher daherkommen und durch ihre hohe Widerstands­fähigkeit eine extreme Haltbarkeit aufweisen. Damit avancieren sie zum primären mobilen Arbeitsgerät der Zukunft.

Tablet-PCs nach ATEX-Produktrichtlinie 94/9/EG

Die Einhaltung von Vorschriften ist Voraussetzung für die Erstellung und den Betrieb von Maschinen und Anlagen. In Deutschland werden den Berufsgenossenschaften jährlich etwa 3.500 Arbeitsunfälle gemeldet, deren Ursache auf Brände und Explosionen zurückzuführen sind. Viele Wirtschafts- und Industriebereiche stehen vor der Herausforderung mit brennbaren Stoffen in Form von Gasen, Dämpfen und Nebeln zu arbeiten. Hier sind vor allem die Chemie, Petrochemie, Öl- und Gasförderung, Lebensmittelindustrie und Abwasserbereiche zu benennen. Eine Durchmischung von brennbaren Substanzen mit Sauerstoff lässt explosionsfähige Atmosphären entstehen, die bei Entzündung schwerwiegende Personen- und Sachschäden zur Folge haben können. Die europäische ATEX-Produktrichtlinie 94/9/EG regelt den Einsatz von Geräten und Schutzsystemen in explosionsgefährdeter Umgebung. Sie dient vor allem dem Schutz von Personen, die in Bereichen mit möglichem Explosionspotenzial arbeiten.

Der Einsatz mobiler Techno­logien zur Steuerung von Industrieprozessen mittels Tablet-PCs bedingt somit eine Zerti­fizierung der Geräte nach ATEX-Produktrichtlinie 94/9/EG für solche Applikationen. Der Tablet-PC-Hersteller Xplore Technologies Corp. bietet das weltweit breiteste Produktportfolio von hochqualitativen robusten Tablet-PCs, die in einer harten industriellen Umgebung einsatzfähig sind. Das Sortiment erstreckt sich von Rugged- über Fully-Rugged- bis hin zu Ultra-Rugged-Tablets. Xplore bietet allein in unterschiedlichen Segmenten vier unterschiedliche Tablet-PCs mit Zertifizierung (II 3G Ex ic IIC T5 Gc) nach ATEX-Produktrichtlinie 94/9/EG.

Je nach industriellem Einsatz entscheidet sich der Betreiber für einen Ultra-Rugged-Tablet aus der XC6-Serie (Windows 7/8.1) oder ein Gerät aus dem Fully-Rugged-Segment. Hier steht der windowsbasierte Bobcat (Abb. 1) beziehungsweise der XSLATE B10 oder der RangerX mit einem Android-Betriebs­system (Abb. 2) zur Verfügung. Schutzklassen IP67 bzw. IP65 nach DIN EN 60529 gegen Wasser und Staub und der Schocktest nach MIL-STD81 OG (Fallhöhe bis zu 2,1 Meter) ge­währleisten härtesten Einsatz. Schnellste 4G LTE- Konnektivität, sonnenlichtlesbare Displays und eine große Anzahl an I/O-Anschlüssen, z.B. RJ-45 Ethernet, RS232, 2x USB 3.0, sowie an Lesegeräten optimieren die Anwendungen und Prozesse in der Industrie. Für die Chemie und Pharmaindustrie bietet Xplore sogar eine Reinraum-Version XC6-DMCR zur Ver­meidung von Kontamination, Verschmutzung und Partikel­anhaftung.

Durch solche Produkt-Features können Bediener oder auch Monteure überall mit den Geräten arbeiten, haben stets umfangreiche Anleitungen parat oder können in Echtzeit ihre Daten eingeben, erfassen und direkt auswerten. Auch die Leitwarte hat damit zeitgleichen Zugriff auf die direkt einge­gebenen Messdaten, kann diese unmittelbar analysieren oder sofort Support für den Mitarbeiter vor Ort liefern.