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Mit umkehrspielfreier Arbeitsweise

Elektronische Nockenschaltwerke mit SIL2-Zertifikat
Mit umkehrspielfreier Arbeitsweise

Sicherheit im Maschinen- und Anlagenbau spielt eine zunehmend größere Rolle. Die Nachfrage nach entsprechenden Komponenten steigt in den letzten Jahren kontinuierlich an. Der Grund: Mensch und Umwelt dürfen durch Schäden oder Fehlfunktionen von Maschinen nicht gefährdet werden. Um dieser Forderung gerecht zu werden, gibt es neue Regelwerke und Richtlinien, die die Auslegung von Neukonstruktionen vorschreiben. Diese Thematik betrifft auch die Hersteller von Sensoren wie TWK Elektronik.

Nach Informationen der TWK Elektronik GmbH in Düsseldorf ( www.twk.de)

Die Normen EN 62061 und EN ISO 13849-1 zum Beispiel schreiben vor, wie Maschinen und Anlagen – z.B. Hubbühnen oder Papierherstellungsmaschinen – auszulegen sind, während bei Windkraftanlagen der Germanische Lloyd die Marschrichtung in dieser Hinsicht bestimmt und entsprechende Richtlinien erlässt. In jedem Fall aber sind bestimmte Vorgaben zu erfüllen, die man unter dem Begriff Safety Technology zusammenfassen kann.
TWK Elektronik als langjähriger Komponenten- und Sensorlieferant für Winkel- und Wegmessung hat frühzeitig auf diese Entwicklung reagiert. Das Unternehmen bietet heute eine ganze Reihe von Sensoren an, die diesen Safety-Anforderungen entsprechen. Zu den schon lange lieferbaren Drehgebern mit SIL2-Zertifikat nach IEC61508 gesellen sich seit einigen Monaten die Neigungssensoren der Reihe NBN65 – die ebenfalls nach SIL2 zertifiziert sind.
Nockenschaltwerke SIL2- zertifiziert
Hinzukommen werden elektronische Nockenschaltwerke der Serie NOC. Sie beinhalten einen vollwertigen Drehgeber und zusätzliche, galvanisch getrennte Relais-Schaltkontakte. Sie werden vornehmlich – aber nicht nur – in Windkraftanlagen eingesetzt, da diese Geräte eine kompakte Bauweise mit gleichzeitiger hoher Robustheit und hoher Schutzklasse vereinen. Die Vielseitigkeit dieser Nockenschaltwerke, die auf der etablierten T-Serie von TWK aufbauen, ermöglicht es, mit wenig Aufwand die unterschiedlichsten Flansch- und Wellenausführungen sowie Gehäusematerialien (Aluminium/Edelstahl) anzubieten. Die Canopen-Variante ist einfach vom Benutzer programmierbar. Das gilt für das Drehgebersignal und die einstellbaren Nocken. Oder der Kunde bestellt bereits vorprogrammierte Geräte, die dann beim Einbau nur noch durch die Preset-Funktion justiert werden müssen. Analoge Schnittstellen und die digitale Schnittstelle SSI sind ebenfalls erhältlich. Beide sind mit der Preset-Funktion ausgestattet.
Ein großer Vorteil – verglichen mit den bekannten mechanischen Nockenschaltwerken mit eingebautem Drehgeber – ist, dass das Drehgebersignal und die Schaltkontakte umkehrspielfrei arbeiten. Ein wichtiger Punkt, um die Effizienz in der Applikation zu erhöhen. Unterstützt wird dieser Vorteil durch das von TWK entwickelte spielausgleichende Messzahnrad ZRS, mit dem das NOC an einen Zahnkranz angebunden werden kann.
Da auch in der Windbranche die Sicherheitsanforderungen stetig steigen, lässt TWK dieses Gerät ebenfalls vom TÜV-Nord zertifizieren, sodass es bald in einer SIL2-Ausführung erhältlich sein wird.
Erreicht wird dieses Ziel durch einen redundanten Aufbau, durch Sicherheitsfirm- und Software und durch eine sichere Datenübertragung zur Steuerung über das Canopen-Safety-Interface. Die Schaltkontakte, die die Nockenschaltwerkfunktion übernehmen, werden mit Relais realisiert. Diese werden pro Schaltkontakt doppelt ausgelegt, um ein sicheres Arbeiten zu garantieren. Ein Kontaktkleben und damit die Gefahr, dass der Kontakt nicht schaltet, werden damit ausgeschlossen. Die ansteuernde Microcontroller-Elektronik ist ohnehin so ausgelegt, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit sehr gering ist (SIL2 = PLd). Sollte dennoch ein Fehler auftreten, wird dieser erkannt und an die Steuerung weitergeleitet, um die Anlage zu veranlassen, einen sicheren Zustand einzunehmen.
Die Funktion von Endschaltern
Haupteinsatzgebiet der elektronischen Nockenschaltwerke sind die Pitch- und Yaw-Regelung. Der Drehgeber im NOC gibt jederzeit die genaue Position zu Regelungszwecken an die Steuerung aus. Die Schaltkontakte haben die Funktion von Endschaltern. Auf diese Weise können Frequenzumrichter oder andere Peripheriegeräte geschaltet werden, um z.B. einen Motorstopp zu initiieren. Für eine Vielzahl weiterer sicherheitsrelevanter Anwendungen sind diese Geräte ebenfalls geeignet.
Mit der Weiterentwicklung des etablierten Nockenschaltwerkes NOC auf dem Gebiet der Safety Technologie trägt die TWK Elektronik den Anforderungen des Marktes frühzeitig Rechnung und erweitert damit das Programm von zertifizierten Sicherheits-Sensoren für den Maschinen- und Anlagenbau.
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