atex achtergrond

Cilindersensoren voor extreme omgevingen

Voor standaard industriële applicaties zijn standaard cilindersensoren voldoende. Extreme, uitdagende omgevingen vragen vaak meer van een sensor. En dat betekent: speciale uitvoeringen en speciale eigenschappen.

Bijvoorbeeld voor:

  • Omgevingen waar extreme temperaturen heersen (hoog / laag)
  • Explosiegevaarlijke omgevingen
  • Omgevingen waar agressieve middelen zoals chemicaliën en reinigingsmiddelen worden toegepast
  • Omgevingen waar extra eisen aan machineveiligheid worden gesteld
  • Vochtige omgevingen
  • Buitenopstellingen
  • Lastoepassingen

Extreme temperaturen

Het programma van Festo omvat cilindersensoren die geschikt zijn voor extreem hoge of lage temperaturen. Wat de hoge temperaturen betreft bestaat de keuze uit de solid state sensoren SMT-8M-A en CRSMT-8M. Deze zijn toe te passen bij temperaturen tot 85 °C. De reed cilindersensoren gaan nog een stapje verder en zijn bestand tegen temperaturen tot 120 °C.

schematische weergave hogere temp

Wat de hoge temperaturen betreft bestaat de keuze uit de solid state sensoren SMT-8M-A en CRSMT-8M.

Cilindersensoren voor de lagere temperaturen zijn eveneens in beide uitvoeringen beschikbaar. Zowel de reed als de solid state versies is geschikt voor toepassingen tot temperaturen van maximaal -40 °C

Machineveiligheid

In speciale gevallen moeten de cilindersensoren voldoen aan een bepaald veiligheidsniveau. Typisch uitgedrukt in SIL (Safety Integrity Level) of Pl (Performance Level). Wanneer het gaat om PLd of Ple zijn de volgende stappen te nemen.

Houder met verzegeling

Start als eerste met een geschikte houder voor plaatsing van de cilindersensoren. De houders met verzegeling SAMH-S-N8-S-MK of de SAMH-S-N8-L-MK voldoen aan de EC Machinerichtlijn. Hiermee zijn de sensoren onlosmakelijk met de machine te verbinden en bestand tegen ruw of oneigenlijk gebruik (hufterproof).

Standaard sensor

Om het veiligheidsniveau te halen, zijn de standaard sensoren SMT-8M toe te passen vanwege een MTTF van 4077 jaar. Zij moeten dan wel parallel worden toegepast om zo een redundante terugkoppeling van de positie tot stand te brengen.

Veiligheidsrelais

Tot slot is het belangrijk een veiligheidsanalyse uit te voeren waarbij de twee cilindersignalen worden geanalyseerd middels een veiligheidsrelais. Daarbij zijn termen als redundantie, zelf monitorend en zelf testend van belang. Veiligheidsrelais zijn onder andere verkrijgbaar bij Pilz.

Explosiegevaarlijke omgevingen

In explosiegevaarlijke omgevingen moeten machines aan de ATEX richtlijn voldoen. Dit is een veelomvattende richtlijn die zich in eerste instantie richt op het voorkomen van explosies. Wanneer dit niet mogelijk is, dan moet de schade beperkt blijven. De ATEX richtlijn maakt daarbij onderscheid in gas- en stofexplosies en verdeelt de betreffende omgeving in zones. Afhankelijk van de kans dat een bepaalde gevaarlijke situatie optreedt en de gevolgen hiervan, stelt een zone zwaardere of lichtere eisen aan de toe te passen componenten.

Verantwoordelijkheid

Bij de toepassing van cilindersensoren in ATEX omgevingen geldt dat Festo uitsluitend verantwoordelijk is voor de producteigenschappen van de sensoren. De systeemintegrator of machinebouwer is als fabrikant van het samenstel verantwoordelijk voor het toepassen van de sensor in de applicatie.

Ontstekingsbron

Cilindersensoren vormen een gevaar in explosiegevaarlijke omgevingen wanneer zij kunnen optreden als ontstekingsbron. Dit is aan de orde wanneer zij bijvoorbeeld vonken bij het schakelen of wanneer ze teveel warmte afgeven. In beide gevallen kan dit leiden tot ontsteking van een explosieve atmosfeer.

Voor de categorieën 1GD en 2GD zijn dan ook uitsluitend cilindersensoren toegestaan met een intrinsiek veilige schakeluitgang (Namur). Een geschikt type uit het Festo programma is de SDBT-MS-...-EX6

Deze uitgang vereist dat de sensor is gekoppeld aan een geïsoleerde schakelversterker zoals de Festo IO module CPX-P-8DE-N-IS.

Voor categorie 3GD is geen Namur uitgang vereist en zijn de sensoren via een standaard PLC aan te sturen. Geschikte typen uit het Festo programma zijn SMT-8M-…-EX2 en CRSMT-8M-

Agressieve middelen

Omgevingen waarin agressieve middelen worden gebruikt zijn hoofdzakelijk te vinden in de voedingsmiddelenindustrie (reinigingsmiddelen) en de chemische industrie (chemicaliën). Maar ook in omgevingen waar metaal wordt bewerkt en koelsmeermiddelen worden gebruikt, Of toepassingen waarbij de cilindersensoren langdurig met water in aanraking komen of waar zuren worden gebruikt.

Een voorbeeld van een geschikte cilindersensor voor deze extreme omgevingen is de CRSMT-8M. Deze cilindersensor heeft een hoge chemische weerstand door onder andere een PP behuizing en een TPE-O kabel.

Buitentoepassingen

De buitenomgeving is als ‘extreem’ te beschouwen door onder andere regen (veel en langdurig in contact met water), aanwezigheid van zout of zand, UV straling en eventueel explosiegevaarlijke atmosferen.

De basiseisen voor cilindersensoren in specifiek buitenomgevingen zijn afgeleid vanuit de procesindustrie. Hieruit volgt onder meer dat hier minimaal een beschermingsgraad van IP68 noodzakelijk is. Voldoende weerstand tegen UV-straling wordt bereikt door stabilisatoren aan de kunststof van de behuizing of bekabeling toe te voegen of de behuizing in ‘lampenzwart’ te schilderen. Vanuit het Festo programma zijn onder meer de SMT-8M-…-EX2, CRSMT-8M en SDBT-MS-EX6 geschikt voor buitenopstelling.

Lasomgevingen

Tot slot zijn lasomgevingen extreem te noemen. Enerzijds omdat er lasspatten ontstaan en anderzijds omdat de stroombronnen voor het lasproces een dermate hoge frequentie hebben dat zij de sensorsignalen kunnen verstoren. Sensoren voor lasomgevingen, bevriezen als oplossing het uitgangssignaal zolang er een lasveld wordt gedetecteerd. Geschikte sensortypen uit het Festo programma zijn SMTSO-8E-... en SDBT-BSW-1L-....

oktober 2021

Overzicht