CANopen-Safety

Winkelcodierer mit SIL2-Zertifikat für sicherheitsrelevante Bereiche

24.06.2010 | Autor / Redakteur: Theo W. Kessler, Ulf Stark / Ines Näther

Neigungssensoren mit redundanter MEMS-Sensorik.

Als Rückmelder für Positionen und Bewegungen sind Winkelcodierer und Neigungssensoren überall zuverlässige Teilnehmer bei der Automatisierung komplexer mechanischer Aggregate. In sicherheitsrelevanten Bereichen werden sie mit Canopen-Safety-Schnittstellen eingesetzt, die vom TÜV SIL2 zertifiziert sind.

Ob in Turm- oder Portalkranen, stationären und mobilen Maschinen, in Windkraft- und Solaranlagen, bei der Folienverarbeitung, ob in Verpackungsautomaten und in Wiegesystemen, überall werden Winkelcodierer, Wegaufnehmer und Neigungssensoren mit Canopen-Schnittstellen eingesetzt. Kompakte, robuste mechanische Bauformen, Schutzarten bis IP69K und Ausführungen in Edelstahl erlauben die Verwendung auch unter rauen Umgebungsbedingungen.

Induktive Wegaufnehmer

Wesentlicher Gesichtspunkt bei der Implementierung der Canopen-Schnittstelle in kleine Gehäuse ist die geringe Baugröße der CAN-Controllers und die Abwesenheit aufwendiger Beschaltung. Diese Merkmale machten es möglich, die Canopen-Schnittstelle auch in induktive Wegaufnehmer IW zu integrieren. In einem Gehäuserohr von nur 25 mm Außendurchmesser sind neben den zwei Spulen, die als Halbrücken ausgelegt sind, die gesamte Elektronik untergebracht. Lieferbar sind diese Wegaufnehmer für Messhübe bis 360 mm in verschiedenen mechanischen Versionen, z.B. auch als Taster mit Rückholfeder oder mit Kugelgelenken zur vertikalen Befestigung.

Neigungssensoren mit redundantem Canopen-Interface

Bei den Neigungssensoren der Modellreihe NBN werden als Sensorelement MEMS-Schaltungen eingesetzt. In Form mikro-elektro-mechanischer Strukturen werden Doppelkapazitäten gebildet, deren Werte sich bei einer Beschleunigung im Gravitationsfeld der Erde verändern. Elektronische Folgeschaltungen konvertieren die Veränderung in proportionale Neigungswinkel.

In zwei voneinander unabhängigen Kanälen erfolgt die Aufbereitung der Messwerte und die Weitergabe an zwei Controller zur Einbindung in das Canopen-Netz. Das Protokoll ist nach CiA Draft Standard 410, Version 1.2 „Device profile for inclinometers“ ausgelegt. Drei Messachsen für Winkel bis ± 90°, auch unsymmetrisch, stehen zur Verfügung. Die Genauigkeit beträgt ±0,1°, bei ±10° und 0,3° bei ±90° Messwinkel.

In Windkraftanlagen, Straßenbaumaschinen und Krantechnik

In Windkraftanlagen, Straßenbaumaschinen und Krantechnik

Mit der sogenannten Pitch-Regelung wird die Stellung der Rotorblätter von Windkraftanlagen der Windgeschwindigkeit und -stärke angepasst. Zur Positionsrückmeldung dient dazu an jedem Blatt ein Winkelcodierer mit CANopen-Schnittstelle und 360°-Messbereich. Zur Positionierung der Gondel werden am Drehkranz Multitour-Winkelcodierer mit Zahnraduntersetzung eingesetzt.

Auch unter den rauen Bedingungen des Straßenbaues erfüllen Winkelcodierer mit CANopen-Schnittstelle ihren Dienst. Sie dienen zur individuellen Lenkung der vier Fahrraupen von Straßenfräsen, die viele Autofahrer kennen. Ein weiterer Winkelcodierer ermittelt den Schwenkwinkel des Förderbandes, mit dem der Abraum in Längs- oder Querrichtung zur Fahrbahn mit LKWs entsorgt werden kann.

An und in mobilen und stationären Kranen liefern Winkelcodierer Positions- und Geschwindigkeitssignale an die Steuerung. Winkel und Bewegungen am Ausleger, am Drehkranz und an Winden werden damit erfasst. Zur Abwendung von Gefahren für Mensch und Umwelt müssen sie Geräte allen sicherheitsrelevanten Bedingungen entsprechen und SIL2 zertifiziert sein.

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