Explosionsschutz, Hygiene und IT-Integration
HMI-System im Ex-Bereich
Explosionsgefährdete Bereiche gehören in vielen Produktionsumgebungen der LifeScience-Industrie zum Betriebsalltag und stellen gleichzeitig hohe Anforderungen an Prozesssicherheit, Auditfähigkeit, Hygiene, Dokumentation und digitale Integration. Für HMI-Systeme entsteht daraus ein anspruchsvolles Spannungsfeld.
Bild: ©bephoto/stock.adobe.comProduktionsumgebungen in der Life-Science-Industrie stellen hohe Anforderungen an HMI-Systeme, insbesondere in explosionsgefährdeten Bereichen. Neben Sicherheits- und Zertifizierungsvorgaben spielen hygienegerechtes Design, digitale Integration und eine hohe Prozessverfügbarkeit eine zentrale Rolle. Am Beispiel der Pilot-Ex-Systeme von Systec & Solutions zeigt sich, wie eng diese Anforderungen miteinander verbunden sind. Die Systeme sind für ATEX/IECEx Zone 2 für Gas und Zone 22 für Staub klassifiziert. Zusätzlich bestehen HazLoc-Zulassungen nach nordamerikanischen Standards, unter anderem für Class I, Division 2. Damit adressieren die Systeme Produktionsbereiche, in denen explosionsfähige Atmosphären im Normalbetrieb nicht dauerhaft vorhanden sind, aber unter bestimmten Bedingungen oder im Fehlerfall auftreten können.
Bild: Systec & Solutions GmbHExplosionsschutz als zentrale Systemanforderung
Elektronische Systeme können durch Stromfluss, Wärmeentwicklung oder mechanisch verursachte Funken potenziell als Zündquelle wirken. In explosionsgefährdeten Bereichen geht es deshalb darum, diese Risiken konstruktiv zu beherrschen. Bei explosionsgeschützten HMI-Systemen beeinflusst diese Anforderung nahezu jede Komponente: die Elektronik, die Energieversorgung, die Gehäusekonstruktion, die Anschlussbereiche, die Wärmeabfuhr und die Bedienperipherie. Für Betreiber in regulierten Life-Science-Umgebungen ist das entscheidend, weil Sicherheit nicht isoliert betrachtet werden kann, sondern immer Auswirkungen auf Hygiene, Validierung und Prozessstabilität hat.
Gekapselte Bauweise
Systec setzt dies über eine gekapselte Bauweise um. Das Gehäuse muss so ausgelegt sein, dass weder Gase noch Stäube unkontrolliert eindringen und gleichzeitig keine wirksame Zündenergie nach außen gelangt. Diese Kapselung ist kein einzelnes Produktmerkmal, sondern wirkt sich auf das gesamte Systemdesign aus. So erfolgt die Wärmeabfuhr ohne aktive Belüftung passiv über die Gehäusestruktur. In hygienekritischen Produktionsumgebungen ist das relevant, weil aktive Belüftung zusätzliche Öffnungen, Luftbewegungen und potenzielle Kontaminationsrisiken schaffen würde.
Auf Energiespeicher wie Akkumulatoren verzichtet Systec. Die Energieversorgung erfolgt über definierte AC- oder DC-Anschlüsse, Datenverbindungen sind primär kabelgebunden ausgeführt. Dies soll im regulierten Produktionsumfeld kontrollierbare Rahmenbedingungen für Planung, Installation und Betrieb schaffen.
Bild: Systec & Solutions GmbHElektropolierung unterstützt Hygiene und Dekontamination
Die Gehäuse der Pilot-EX-Systeme bestehen aus Edelstahl 1.4404 / 316L. Elektropolierte Oberflächen mit geringen Rauheitswerten und glatten Kanten reduzieren Anhaftungen und unterstützen Dekontamination. Die vollgekapselte Bauweise ist dabei Teil des Explosionsschutzes und reduziert zugleich offene Fugen, Spalten und schwer zugängliche Bereiche. Ergänzend erfüllen die Systeme Schutzarten wie IP66 und IP67 und sind damit gegen Staub, Strahlwasser und zeitweiliges Untertauchen geschützt.
Bild: ©bephoto/stock.adobe.comIn bestehende Strukturen integrieren
Pilot EX ist dafür als Industrie-PC, Thin Client oder Monitor verfügbar. Die Hardware basiert auf standardisierten Intel-Plattformen mit Celeron, Core i5 oder Core i7, 8 bis 64GB Arbeitsspeicher und SSD-Speicher zwischen 128 und 2TB. Unterstützt werden Betriebssysteme wie Windows 10/11, Windows 10/11 IoT Enterprise LTSC, IGEL OS und ThinManager. Dadurch lassen sich unterschiedliche Architekturansätze abbilden - von lokalen Anwendungen bis zu zentralen Thin-Client-Szenarien.
Für die physische Integration stehen USB, Ethernet sowie variantenabhängig HDMI oder DisplayPort zur Verfügung. Die Anschlüsse werden über geschützte Anschlussplatten geführt. Das ist Teil der sicherheitstechnischen Auslegung: Schutzleiterführung, Energieversorgung und Datenintegrität müssen kontrolliert und nachvollziehbar umgesetzt werden. Für Life-Science-Unternehmen ist das relevant, weil unkontrollierte Schnittstellen nicht nur technische Risiken, sondern auch Dokumentations- und Compliance-Probleme verursachen können.
Die Bedienung
Die Bedienung erfolgt über Multitouch-Displays, die in Größen von 18,5 und 23,8 Zoll verfügbar sind - jeweils mit Full-HD-Auflösung, gehärtetem Glas, optischem Bonding und einem Betrachtungswinkel von etwa 178 Grad. Das unterstützt die Lesbarkeit und reduziert Reflexionen.
Kapazitive Funktionstasten ermöglichen die Bedienung ohne mechanische Betätigung. Bedienfunktionen können während der Reinigung deaktiviert werden, um unbeabsichtigte Eingaben zu vermeiden. Je nach Displaygröße beträgt das Gewicht etwa acht bis zehn Kilogramm bei einer Bautiefe von rund 55 Millimetern.
Für die Eingabe stehen explosionsgeschützte ergonomische Tastaturen als Glas- oder Folienvarianten mit Touchpad zur Verfügung. Das mechanische Click Hinge-Konzept ermöglicht eine werkzeuglose Montage. Das vereinfacht Wartung und Austausch - ein praktischer Vorteil in Umgebungen, in denen Stillstandszeiten möglichst kurz gehalten werden müssen.
Optionale Erweiterungen wie RFID/NFC-Authentifizierung sowie Schnittstellen für Scanner oder biometrische Systeme wie Nymi unterstützen eine personengebundene Interaktion. In regulierten Produktionsumgebungen ist das relevant, weil Bedienhandlungen eindeutig zugeordnet und dokumentiert werden müssen.
Die Systeme sind für den Dauerbetrieb ausgelegt und arbeiten typischerweise bei 0 bis 40°C und nicht kondensierender Luftfeuchtigkeit. Die Leistungsaufnahme liegt bei bis zu 80W. Für mobile Einsatzszenarien stehen EX-zertifizierte Trolleys mit definierter Energie- und Datenführung zur Verfügung.
Alles greift ineinander
Damit wird deutlich, warum EX-taugliche HMI-Systeme in der Life-Science-Produktion nicht als Einzelkomponenten verstanden werden können. Explosionsschutz, Hygiene, IT-Integration und Bedienbarkeit greifen ineinander. Die Kapselung beeinflusst die Wärmeabfuhr. Die Materialwahl wirkt sich auf die Reinigbarkeit aus, die Anschlussführung auf Installation, Betrieb und die Bedienoberfläche auf Prozesssicherheit und Dokumentation. Pilot Ex führt diese Anforderungen in einer integrierten Systemarchitektur zusammen.
Explosionsgefährdete Bereiche gehören in vielen Produktionsumgebungen der LifeScience-Industrie zum Betriebsalltag und stellen gleichzeitig hohe Anforderungen an Prozesssicherheit, Auditfähigkeit, Hygiene, Dokumentation und digitale Integration. Für HMI-Systeme entsteht daraus ein anspruchsvolles Spannungsfeld.
Bild: ©bephoto/stock.adobe.comProduktionsumgebungen in der Life-Science-Industrie stellen hohe Anforderungen an HMI-Systeme, insbesondere in explosionsgefährdeten Bereichen. Neben Sicherheits- und Zertifizierungsvorgaben spielen hygienegerechtes Design, digitale Integration und eine hohe Prozessverfügbarkeit eine zentrale Rolle. Am Beispiel der Pilot-Ex-Systeme von Systec & Solutions zeigt sich, wie eng diese Anforderungen miteinander verbunden sind. Die Systeme sind für ATEX/IECEx Zone 2 für Gas und Zone 22 für Staub klassifiziert. Zusätzlich bestehen HazLoc-Zulassungen nach nordamerikanischen Standards, unter anderem für Class I, Division 2. Damit adressieren die Systeme Produktionsbereiche, in denen explosionsfähige Atmosphären im Normalbetrieb nicht dauerhaft vorhanden sind, aber unter bestimmten Bedingungen oder im Fehlerfall auftreten können.
Systec & Solutions GmbH
Dieser Artikel erschien in IT&Production 6 (Juli August) 2026 - 17.07.26.Für weitere Artikel besuchen Sie www.it-production.com
