Das Aufkommen von Digital- und Kommunikationstechnologien bedeutet, dass viel mehr Informationen an ein Kontrollsystem übermittelt werden können, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass die Verkabelungskosten gesenkt werden. Daher dachte ich, es könnte nützlich sein, einen Überblick über die verschiedenen verfügbaren Technologien zu geben.

Gassicherheit ist sehr wichtig. Explosionsgefahren durch Kohlenwasserstoffgase und -dämpfe, giftige Gase wie Schwefelwasserstoff und sauerstoffarme Umgebungen können erhebliche Risiken für Arbeitnehmer darstellen.

Gaswarngeräte sind häufig an ein zentrales Kontrollsystem angeschlossen, das die aktuellen Gaswerte anzeigt und eventuelle Alarme auslöst. Die Gasdetektoren müssen Gaskonzentrationen erkennen, die niedrig genug sind, um rechtzeitig zu reagieren, bevor die Situation gefährlich wird. Während die Gasdetektoren in Bereichen angebracht werden, die als gasgefährdet eingestuft werden, sollte das Steuersystem dort montiert werden, wo es in relativer Sicherheit überwacht werden kann.

Detectors have traditionally been connected to the control system via cables using ‘point-to-point’ cabling, where each detector connects to a separate input on the control system with an individual cable. These systems use analogue signals, which can only communicate a limited amount of information from the detector; typically gas value (4-20mA), fault (<3mA), and gas reading over-scale (>21.5mA).

Das HART-Kommunikationsprotokoll(www.hartcomm.org) ergänzt herkömmliche 4-20mA-Systeme, indem es zusätzliche Diagnoseinformationen auf das 4-20MA-Signal legt. Diese Daten können zur Fehlerdiagnose, zur Verwaltung der Systemkalibrierung und zur Wartung mit einem HART-fähigen Gerät verwendet werden.

Während die Sicherheitsfunktion des Detektors nach wie vor durch das analoge 4-20-mA-Signal und den konventionellen Controller erfüllt wird, ermöglichen die HART-Daten den Zugriff auf zusätzliche Informationen, einschließlich Gerätetemperatur, Seriennummer, Kalibrierung, Datum der letzten Kalibrierung, Fehlerstatus, Versorgungsspannung, Signalstrom usw.

Modbus ist ein adressbasiertes Protokoll, das mit jedem Gaswarngerät über eine eindeutige Adresse kommuniziert. Informationen wie Gasstand, Alarm- und Fehlerstatus werden in Registern innerhalb des Detektors gespeichert, und das "Modbus-Master"-Steuerungssystem adressiert routinemäßig einzelne Detektor-"Knoten", um Daten abzurufen - ein vollständiger Leitfaden zu Modbus kann unter www.modbus.org/docs/PI_MBUS_300.pdf heruntergeladen werden.

Wie das HART-Kommunikationsprotokoll kann Modbus in Verbindung mit dem Analogsignal verwendet werden, um zusätzliche Detektorinformationen zu liefern, oder es kann als primäres Kommunikationsmittel mit einem Steuersystem verwendet werden, z. B. einem PLC (Programmable Logic Controller) oder SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) System.

Ein weiteres, gut etabliertes Protokoll ist Foundation Fieldbus, das die Möglichkeit bietet, alternative Verkabelungsschnittstellen zu verwenden. Die Daten können über herkömmliche Kupfer- oder Glasfaserkabel oder über eigensichere Schnittstellen übertragen werden - mehr dazu finden Sie unter www.fieldbus.org.

Alle diese Technologien ermöglichen die Installation von Meldern in einer adressierbaren Kabelkonfiguration anstelle der herkömmlichen Punkt-zu-Punkt-Topologie. Dadurch können die Kosten für die Kabelinstallation erheblich gesenkt werden, indem mehrere Melder an ein einziges Kabel angeschlossen werden, wobei das Kabel in einer Schleife von einem Melder zum nächsten führt.

Diedrahtlose Kommunikation ist ein attraktiver Vorschlag, wenn das Verlegen zusätzlicher Kabel zu neuen oder zusätzlichen Detektoren unpraktisch ist. Die Detektoren können lokal mit Strom versorgt werden (über Kabel, Batterien oder Solarzellen) und übertragen die Gaswerte und Statusinformationen über ein Funksignal an ein Kontrollsystem. Obwohl verschiedene drahtlose Produkte erhältlich sind, muss noch ein globaler "Standard" für das verwendete Protokoll und die Frequenz festgelegt werden, so dass die Eignung von den örtlichen Vorschriften abhängt.

Bei Neuinstallationen können Kommunikationstechnologien wie Foundation Fieldbus eine gute Gesamtlösung zur Verbesserung der herkömmlichen analogen Systeme darstellen. Jede dieser Technologien hat jedoch ihre Vor- und Nachteile und ist nicht für jedes Projekt eine geeignete Option. Wie immer ist die Bewertung des individuellen Sicherheitsfalls der entscheidende Faktor.