Digitale Füllstandsmessung, automatisierte Bestandsmeldungen und eine lückenlose Überwachung mobiler Flüssigkeitsbehälter versprechen der chemischen Industrie mehr Transparenz, weniger Sicherheitsbestände und effizientere Lieferketten. Doch sobald IoT-Sensoren an IBCs, Tanks oder anderen Behältern in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden sollen, reicht ein technisch überzeugender Sensor allein nicht aus.

Für den Einkauf stellt sich daher eine entscheidende Frage:
Ist die angebotene IoT-Lösung tatsächlich für den vorgesehenen Einsatzbereich geeignet und korrekt ATEX-zertifiziert?

Eine falsche Auswahl kann weitreichende Folgen haben: von Verzögerungen bei der Inbetriebnahme über zusätzliche Prüf- und Umbaukosten bis hin zu Sicherheitsrisiken und Compliance-Verstößen. Gleichzeitig ist das Thema komplex, weil Einkauf, Arbeitssicherheit, Produktion, Instandhaltung, IT und Logistik unterschiedliche Anforderungen an die Lösung stellen.

Dieser Artikel erklärt die wichtigsten Begriffe, typische Anwendungsfälle und fünf Punkte, die Chemie-Einkäufer bei der Beschaffung ATEX-konformer IoT-Sensorik beachten sollten.

Was bedeutet ATEX?

Der Begriff ATEX leitet sich aus dem Französischen „ATmosphères EXplosibles“ ab. Er bezeichnet europäische Vorgaben für Geräte und Arbeitsbereiche, in denen explosionsfähige Atmosphären auftreten können.

Grundsätzlich sind zwei Richtlinien zu unterscheiden:

• Die ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU richtet sich insbesondere an Hersteller und Inverkehrbringer von Geräten und Schutzsystemen, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen sind.
• Die ATEX-Betriebsrichtlinie 1999/92/EG richtet sich an Betreiber beziehungsweise Arbeitgeber. Sie betrifft unter anderem die Gefährdungsbeurteilung, die Zoneneinteilung und den sicheren Einsatz geeigneter Arbeitsmittel. (Wikipedia)

Für einkaufende Unternehmen bedeutet das: Ein ATEX-zertifizierter Sensor entbindet den Betreiber nicht von seinen eigenen Pflichten. Die Zertifizierung des Geräts und die betriebliche Eignungsprüfung müssen zusammenpassen.

Was ist eine explosionsfähige Atmosphäre?

Eine explosionsfähige Atmosphäre kann entstehen, wenn brennbare Gase, Dämpfe, Nebel oder Stäube in einem bestimmten Verhältnis mit Luft zusammentreffen. Kommt eine wirksame Zündquelle hinzu, kann sich eine Verbrennung schlagartig ausbreiten.

Auch kleine elektronische Geräte können potenzielle Zündquellen enthalten, beispielsweise durch:

• elektrische Funken,
• elektrostatische Entladungen,
• heiße Oberflächen,
• Batterien oder Energiespeicher,
• fehlerhafte elektronische Bauteile.

Deshalb muss auch ein kompakter, batteriebetriebener IoT-Sensor für den Einsatz im Ex-Bereich entsprechend ausgelegt, geprüft und gekennzeichnet sein.

Wo kommen ATEX-zertifizierte IoT-Sensoren zum Einsatz?

Typische Anwendungsfälle in der chemischen Industrie sind:

Füllstandsüberwachung von IBCs und Tanks
Sensoren erfassen kontinuierlich oder in definierten Intervallen den Füllstand von Rohstoffen, Hilfsstoffen oder Fertigprodukten.

Automatisierte Nachschubplanung
Aktuelle Bestandsdaten können Bestellprozesse auslösen oder Lieferanten frühzeitig auf einen drohenden Leerstand hinweisen.

Überwachung mobiler Behälter
Bei beweglichen IBCs und Mehrwegverpackungen können Standort-, Füllstands- und Bewegungsdaten miteinander verknüpft werden.

Vermeidung ungeplanter Anlagenstillstände
Verbrauchsdaten helfen dabei, kritische Materialien rechtzeitig bereitzustellen und Versorgungsunterbrechungen zu verhindern.

Bestands- und Behältermanagement
Unternehmen erhalten Transparenz darüber, welche Behälter sich an welchem Standort befinden und wie viel Produkt darin enthalten ist.

Der wirtschaftliche Nutzen entsteht jedoch nur, wenn die Sensorik sowohl technisch als auch regulatorisch zum tatsächlichen Einsatz passt.

1. Die ATEX-Zone muss vor der Sensorenauswahl bekannt sein

Eine der häufigsten Fehlerquellen im Beschaffungsprozess besteht darin, zunächst einen Sensor auszuwählen und erst danach zu prüfen, ob er in der vorgesehenen Umgebung eingesetzt werden darf.

Die richtige Reihenfolge lautet umgekehrt: Zuerst wird der Einsatzbereich bewertet, danach wird die geeignete Gerätekategorie ausgewählt.

Bei Gasen, Dämpfen und Nebeln werden explosionsgefährdete Bereiche üblicherweise in folgende Zonen eingeteilt:

• Zone 0: Eine explosionsfähige Atmosphäre ist ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden.
• Zone 1: Eine explosionsfähige Atmosphäre kann bei normalem Betrieb gelegentlich auftreten.
• Zone 2: Eine explosionsfähige Atmosphäre tritt bei normalem Betrieb normalerweise nicht auf oder besteht nur kurzzeitig.

Für brennbare Stäube gelten entsprechend die Zonen 20, 21 und 22. 

Der Pain Point des Einkaufs

Einkäufer erhalten häufig eine Anforderung wie „Sensor muss ATEX-fähig sein“. Diese Aussage ist zu ungenau. Ein Gerät, das für Zone 2 geeignet ist, darf nicht automatisch in Zone 1 oder Zone 0 eingesetzt werden.

Vor einer Ausschreibung sollten daher mindestens folgende Informationen vorliegen:

• vorgesehener Installationsort,
• vorhandene ATEX-Zone,
• Gas-, Dampf- oder Staubatmosphäre,
• relevante Stoffgruppe,
• erforderliche Temperaturklasse,
• Umgebungsbedingungen,
• Art und Dauer des Einsatzes.

Die Zoneneinteilung sollte aus der betrieblichen Gefährdungsbeurteilung beziehungsweise dem Explosionsschutzdokument hervorgehen. Sie darf nicht allein vom Sensoranbieter vermutet oder pauschal festgelegt werden.

Relevante Zielgruppen

Einkauf: benötigt eine eindeutige, vergleichbare Spezifikation für die Ausschreibung.

HSE und Arbeitssicherheit: müssen sicherstellen, dass Zoneneinteilung und Geräteeignung übereinstimmen.

Produktion und Standortverantwortliche: kennen die tatsächlichen Prozessbedingungen und mögliche Abweichungen vom Normalbetrieb.

Instandhaltung: muss wissen, wo und unter welchen Bedingungen der Sensor montiert, geprüft oder ausgetauscht wird.

2. „ATEX-zertifiziert“ ist ohne vollständige Kennzeichnung nicht aussagekräftig

ATEX ist kein einfaches Ja-nein-Merkmal. Entscheidend ist nicht allein, ob ein Anbieter das Wort „ATEX“ verwendet, sondern für welche Gerätegruppe, Kategorie, Atmosphäre und Schutzart das Produkt zugelassen ist.

Eine typische Ex-Kennzeichnung kann unter anderem Angaben zu folgenden Punkten enthalten:

• Gerätegruppe,
• Gerätekategorie,
• Gas- oder Staubatmosphäre,
• Zündschutzart,
• Explosionsgruppe,
• Temperaturklasse,
• Geräteschutzniveau,
• besondere Einsatzbedingungen.

Ein Beispiel wie „II 2G“ beschreibt vereinfacht ein Gerät der Gruppe II für Bereiche außerhalb des Bergbaus, das für gasexplosionsgefährdete Bereiche einer bestimmten Schutzkategorie vorgesehen ist. Die vollständige Kennzeichnung enthält jedoch weitere Angaben, die für die Einsatzfreigabe relevant sein können.

Der Pain Point von HSE und Technik

Unvollständige Produktdatenblätter führen häufig zu langen Abstimmungsschleifen. Der Einkauf sieht ein ATEX-Logo, während HSE oder Elektrotechnik später feststellen, dass wichtige Angaben fehlen oder nicht zum Einsatzort passen.

Fordern Sie deshalb vor der Bestellung mindestens folgende Dokumente an:

• vollständige ATEX-Kennzeichnung,
• EU-Konformitätserklärung,
• ATEX-Bescheinigung beziehungsweise Baumusterprüfbescheinigung, soweit für die Kategorie erforderlich,
• Bedienungs- und Sicherheitshinweise,
• Angaben zu besonderen Einsatzbedingungen,
• Informationen zu zugelassenen Batterien, Zubehörteilen und Montagearten.

Achten Sie besonders auf ein „X“ am Ende einer Zertifikatsnummer. Es weist typischerweise darauf hin, dass besondere Bedingungen für die sichere Verwendung zu beachten sind. Diese können beispielsweise die Montage, den Temperaturbereich, den Schutz vor elektrostatischer Aufladung oder den Batteriewechsel betreffen.

Praxistipp für den Einkauf

Nehmen Sie die vollständige Ex-Kennzeichnung als Pflichtfeld in Ihre Lieferantenauswahl auf. Statt lediglich „ATEX vorhanden: ja/nein“ abzufragen, sollte der Anbieter die konkrete Kennzeichnung und den vorgesehenen Einsatzbereich dokumentieren.

3. Nicht nur der Sensor, sondern das gesamte Anwendungsszenario zählt

Eine Zertifizierung bezieht sich immer auf eine bestimmte Ausführung und einen definierten bestimmungsgemäßen Gebrauch. Veränderungen an Montage, Stromversorgung, Gehäuse oder Zubehör können die sichere Verwendung beeinflussen.

Bei IoT-Sensoren an IBCs und Tanks sollten unter anderem folgende Fragen beantwortet werden:

• Wie wird der Sensor am Behälter befestigt?
• Befindet sich der Sensor dauerhaft oder nur zeitweise im Ex-Bereich?
• Ist der Sensor mit dem Medium in Kontakt?
• Darf das Gerät während des Betriebs geöffnet werden?
• Wie erfolgt ein Batteriewechsel?
• Welche Zubehörteile sind zugelassen?
• Kann sich das Gehäuse elektrostatisch aufladen?
• Welche Umgebungs- und Oberflächentemperaturen treten auf?
• Wird der Sensor auf einem beweglichen Behälter eingesetzt?
• Kann der Behälter zwischen unterschiedlichen ATEX-Zonen wechseln?

Der Pain Point der Instandhaltung

Ein IoT-Projekt wird häufig auf Basis des idealen Betriebszustands geplant. In der Praxis muss das Gerät jedoch montiert, gereinigt, gewartet und möglicherweise repariert werden.

Eine Lösung, bei der für jeden Batteriewechsel ein Behälter aus dem Ex-Bereich entfernt oder eine spezielle Freigabe eingeholt werden muss, kann hohe laufende Kosten verursachen. Gleiches gilt, wenn Sensoren nur durch geschultes Spezialpersonal montiert werden dürfen.

Der Einkauf sollte deshalb nicht nur den Anschaffungspreis bewerten, sondern den gesamten Lebenszyklus:

• Installationsaufwand,
• erforderliche Schulungen,
• Wartungsintervalle,
• Batterielebensdauer,
• Austauschprozesse,
• Reinigbarkeit,
• Ersatzteilversorgung,
• Dokumentationspflichten.

Der Pain Point der Logistik

Mobile IBCs stellen eine zusätzliche Herausforderung dar. Ein Behälter kann beim Abfüller in einer Zone stehen, anschließend transportiert werden und beim Kunden erneut in einem anders klassifizierten Bereich landen.

Für ein skalierbares Behältermanagement muss geklärt sein, ob die Sensorik für alle vorgesehenen Stationen und Nutzungsszenarien geeignet ist. Andernfalls entstehen unterschiedliche Hardwarevarianten, manuelle Sonderprozesse oder Einschränkungen bei der Nutzung des Behälterpools.

4. Konnektivität und Cloud-Funktionen ersetzen keine Ex-Eignung

Bei IoT-Projekten liegt der Fokus häufig auf Datenübertragung, Dashboards, Schnittstellen und künstlicher Intelligenz. Für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen bleibt jedoch zunächst die physische Sicherheit des Endgeräts entscheidend.

Ob ein Sensor Mobilfunk, NB-IoT, LTE-M, LoRaWAN, Bluetooth oder eine andere Funktechnologie nutzt, sagt für sich genommen nichts über seine ATEX-Eignung aus.

Auch folgende Eigenschaften sind kein Ersatz für eine geeignete Ex-Zertifizierung:

• geringe Batteriespannung,
• niedrige Sendeleistung,
• gekapseltes Gehäuse,
• hohe IP-Schutzart,
• CE-Kennzeichnung,
• Eignung für den industriellen Einsatz.

Die IP-Schutzart beschreibt beispielsweise den Schutz eines Gehäuses gegen das Eindringen von Fremdkörpern und Wasser. Sie bestätigt nicht automatisch den Explosionsschutz.

Der Pain Point von IT und Einkauf

IT-Abteilungen prüfen berechtigterweise Aspekte wie Informationssicherheit, Datenhoheit, Schnittstellen und Netzabdeckung. Der Einkauf muss diese Anforderungen mit den Vorgaben von HSE und Technik zusammenführen.

Eine geeignete IoT-Lösung benötigt daher mehrere Ebenen:

1. sichere und zugelassene Hardware,
2. zuverlässige Datenübertragung,
3. geeignete Geräteverwaltung,
4. sichere Datenverarbeitung,
5. nutzbare Schnittstellen und Anwendungen.

Ein ATEX-konformer Sensor ohne zuverlässige Netzabdeckung liefert keinen operativen Mehrwert. Eine leistungsfähige IoT-Plattform mit ungeeigneter Hardware darf dagegen im betreffenden Bereich möglicherweise gar nicht eingesetzt werden.

Beide Perspektiven müssen bereits im Lastenheft berücksichtigt werden.

5. Entscheidend ist der Business Case über den gesamten Lebenszyklus

ATEX-zertifizierte Hardware ist in Entwicklung, Prüfung und Produktion anspruchsvoller als konventionelle Elektronik. Ein reiner Vergleich der Sensorpreise greift deshalb zu kurz.

Für den Einkauf ist entscheidend, welchen messbaren Nutzen die Gesamtlösung erzielt. Typische Potenziale sind:

• Reduzierung manueller Bestandskontrollen,
• geringere Sicherheitsbestände,
• weniger Expresslieferungen,
• Vermeidung von Materialengpässen,
• bessere Behälterauslastung,
• kürzere Umlaufzeiten von Mehrwegverpackungen,
• weniger Behälterverluste,
• höhere Planungssicherheit,
• automatisierte Bestell- und Nachschubprozesse,
• bessere Datenbasis für Kunden und Lieferanten.

Der Pain Point des Managements

Pilotprojekte liefern häufig interessante Daten, lassen sich jedoch nicht wirtschaftlich skalieren. Gründe dafür sind beispielsweise:

• aufwendige Einzelmontagen,
• fehlende Schnittstellen,
• zu kurze Batterielaufzeiten,
• unklare Verantwortlichkeiten,
• nicht standardisierte Zertifikate,
• schlechte Netzabdeckung,
• hohe manuelle Datenpflege,
• fehlende Einbindung in ERP- oder Dispositionsprozesse.

Ein tragfähiger Business Case sollte deshalb nicht nur den Preis pro Sensor betrachten. Relevant sind die Gesamtkosten pro überwachtem Behälter oder Messpunkt über die geplante Nutzungsdauer.

Dazu gehören:

• Hardware und Installation,
• Konnektivität,
• Plattform- und Lizenzkosten,
• Integration in bestehende Systeme,
• Wartung und Austausch,
• Schulungen,
• interne Prozesskosten,
• Rückbau und Entsorgung.

Dem gegenüber stehen quantifizierbare Einsparungen und vermiedene Risiken.

Der Pain Point des operativen Einkaufs

Der Einkauf muss unterschiedliche Interessen zusammenbringen: HSE fordert Sicherheit, IT verlangt sichere Schnittstellen, die Produktion benötigt zuverlässige Daten und das Management erwartet einen schnellen Return on Investment.

Ein strukturierter Proof of Concept sollte deshalb nicht ausschließlich prüfen, ob ein Sensor technisch misst. Er sollte den vollständigen Prozess testen:

• Ist die Messqualität unter realen Bedingungen ausreichend?
• Funktioniert die Datenübertragung am tatsächlichen Standort?
• Entspricht die Hardware der vorhandenen ATEX-Zone?
• Wie aufwendig sind Montage und Wartung?
• Werden Alarme und Bestandsdaten korrekt verarbeitet?
• Lassen sich operative Entscheidungen automatisieren?
• Kann die Lösung auf weitere Standorte und Behälter skaliert werden?

Checkliste: Diese Fragen sollten Chemie-Einkäufer Lieferanten stellen

Vor einer Beschaffungsentscheidung sollten mindestens folgende Fragen geklärt sein:

Zertifizierung und Einsatzbereich

• Wie lautet die vollständige ATEX-Kennzeichnung?
• Für welche Zonen ist das Gerät geeignet?
• Gilt die Zulassung für Gas, Staub oder beides?
• Welche Temperaturklasse und Explosionsgruppe werden abgedeckt?
• Gibt es besondere Bedingungen für die sichere Verwendung?
• Liegen Konformitätserklärung und relevante Bescheinigungen vor?

Montage und Betrieb

• Welche Montagearten sind zugelassen?
• Darf der Sensor an mobilen IBCs eingesetzt werden?
• Welche Umgebungsbedingungen sind zulässig?
• Wie erfolgen Reinigung, Wartung und Batteriewechsel?
• Welche Komponenten dürfen durch den Betreiber ausgetauscht werden?
• Welche Schulungen sind erforderlich?

IoT und Integration

• Welche Übertragungstechnologie wird verwendet?
• Wie wird die Netzabdeckung am Einsatzort geprüft?
• Welche Daten werden erfasst und wie häufig?
• Gibt es APIs oder Standardschnittstellen?
• Wie werden Geräte, Nutzer und Zugriffsrechte verwaltet?
• Wie lassen sich Alarme und Nachbestellungen in bestehende Prozesse integrieren?

Wirtschaftlichkeit und Skalierung

• Wie hoch sind die Gesamtkosten über die Nutzungsdauer?
• Welche Batterielaufzeit wird im realen Messintervall erreicht?
• Wie schnell lassen sich weitere Behälter und Standorte anbinden?
• Welche Service- und Austauschprozesse bietet der Anbieter?
• Welche Kennzahlen werden im Pilotprojekt gemessen?

Fazit: ATEX muss Teil des Beschaffungsprozesses sein – nicht dessen letzte Prüfung

ATEX-zertifizierte IoT-Sensoren schaffen die Grundlage dafür, auch in anspruchsvollen Bereichen der chemischen Industrie Bestände, Verbräuche und mobile Behälter digital zu überwachen.

Für eine erfolgreiche Beschaffung reicht es jedoch nicht, auf ein ATEX-Logo im Datenblatt zu achten. Die Zertifizierung muss zur Zone, zum Stoff, zur Temperaturklasse, zur Montage und zum gesamten betrieblichen Anwendungsszenario passen.

Erfolgreiche Projekte bringen deshalb frühzeitig alle relevanten Zielgruppen zusammen:

• Einkauf definiert kommerzielle und vertragliche Anforderungen.
• HSE bewertet Zoneneinteilung und Explosionsschutz.
• Produktion beschreibt den realen Anwendungsfall.
• Instandhaltung prüft Montage und Lebenszyklus.
• IT bewertet Konnektivität, Sicherheit und Integration.
• Logistik betrachtet Behälterbewegungen und Skalierbarkeit.
• Das Management bewertet Nutzen, Risiken und Business Case.

So wird aus einem isolierten Sensorprojekt eine sichere, skalierbare und wirtschaftlich nutzbare IoT-Lösung.

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Hinweis: Dieser Beitrag dient der allgemeinen Information und ersetzt keine individuelle Gefährdungsbeurteilung, ATEX-Eignungsprüfung oder explosionsschutztechnische Beratung.