Safety Sichere Drehzahlüberwachung mit Safety-Drehgebern

Redakteur: Jan Vollmuth

In sicherheitsgerichteten Anwendungen muss häufig ein separater Drehgeber eingesetzt werden, etwa bei Fahrerlosen Transportsystemen. Mit seinen neuen Safety-Drehgebern hat TWK entsprechende Lösungen im Gepäck.

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Bei Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) wird häufig direkt an den Rädern die Geschwindigkeit erfasst, um die Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
Bei Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) wird häufig direkt an den Rädern die Geschwindigkeit erfasst, um die Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
(Bild: TWK-Elektronik)

Drehzahlen zu messen, ist eine zunehmend wichtige Anforderung in Maschinen und Anlagen. Sie dienen dazu, zügig und sicher bestimmte Positionen zu erreichen. Die Antriebe werden genau geregelt. Zwischen den Endpunkten kann meist schnell gefahren werden – beispielsweise bei einem Kran. Wenn der Zielpunkt in die Nähe rückt, wird heruntergeregelt. Servoantriebe mit integriertem Sensor können diese Aufgabe erfüllen. In vielen Fällen muss aber ein separater Drehgeber verwendet werden. Gerade, wenn es um sicherheitsgerichtete Anwendungen geht, in denen eine zusätzliche Positions- und Drehzahlerfassung durch funktional sichere Sensoren erforderlich ist. Es dient dem Schutz von Umwelt, Mensch und Maschine.

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So wird in vielen Fällen bei Fahrerlosen Transportsystemen (FTS oder AGV) direkt an den Rädern die Geschwindigkeit erfasst, um die Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Neben dem Regelungsaspekt gibt es noch die wichtige Aufgabe der Drehzahlüberwachung, z.B. beim Rotor einer Windkraftanlage. Hier soll sichergestellt werden, dass eine bestimmte Drehzahl nicht überschritten wird. Wenn doch, muss die Anlage abgeschaltet – mindestens aber ein Alarm ausgelöst werden. Auf den Punkt gebracht: Die Anforderungen an ein verlässliches Ausgangssignal sind hoch.

Funktional sichere und robuste Sensoren

Die TWK ist seit langer Zeit auf dem Gebiet der Sensorik für Maschinen und Anlagen tätig und bietet seit Jahren funktional sichere und robuste Sensoren an. Es handelt sich vor allem um Drehgeber, elektronische Nockenschaltwerke und Neigungssensoren, inkl. einer speziellen Ausführung, dem Rotornabensensor. Allen gemeinsam ist, dass sie nach ISO 13849 sowie nach IEC 61508 zertifiziert sind – mit Level PLd bzw. SIL2. Je nach Produkt sind verschiedene Flansch- und Wellenformen sowie Edelstahlausführungen erhältlich. Bei den Drehgebern gibt es einige Neuerscheinungen von TWK. Teilweise mit Features, die bisher noch nicht am Markt zu finden sind.

So ist der ultrakompakte Multiturn-Safety-Drehgeber TRK38/S3 aus der Taufe gehoben worden. Er hat nur 38 mm Durchmesser und Gehäuselänge. Er bietet mit der Fail-Safe-over-EtherCAT Schnittstelle (FSoE) volle SIL2/PLd Performance bei einer Auflösung bis 16 Bit/360°. Die Güte des Geschwindigkeitssignals wurde deutlich verbessert: Die Exaktheit der Positionserfassung auf der Zeitskala beträgt nun ca. 1 µs. Für eine präzise Geschwindigkeit, die auf der Berechnung der Positionsdifferenz pro Zeiteinheit (einstellbar) beruht, ist diese Äquidistanz wichtig.

Sicheres Positions- und Geschwindigkeitssignal

Aber auch bezüglich der klassischen Drehgeber mit CANopen-safety Interface hat TWK mit dem neuen TRN/S4 einen zertifizierten Drehgeber mit sicherem Positions- und Geschwindigkeitssignal im Portfolio.

Zudem kommt demnächst der etablierte Profisafe-über-Profinet-Drehgeber TRT/S3 in einer aktualisierten Version auf den Markt. In Hard- und Software sind die Erfahrungen und Ideen der letzten Jahre eingeflossen – z.B. das aus dem Antriebssektor bekannte Encoder-Profil 4.2.

Mithilfe dieser Geräte ist eine funktional sichere Erfassung / Überwachung auch der Drehzahl in den verschiedensten Variationen leicht zu realisieren, um Maschinen und Anlagen sicherer zu machen.

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