Mit Nockenschaltwerken sicher Drehzahlen überwachen

Neben neuen Generationen von Drehgebern TRK/TRN/TRT und dem neuen Modell eines nicht-wellengebundenen Drehzahlaufnehmers NBT-D - gibt es eine weitere Möglichkeit, Drehzahlen von Maschinen oder Anlagen funktional sicher zu erfassen und zu überwachen: Das neu entwickelte elektronische Nockenschaltwerk NOCIO/S3 mit IO-Link Schnittstelle. Es bietet zusätzlich zwei unabhängig voneinander arbeitende Schaltkontakte mit SIL2/PLd-Level, die bei Über- oder auch Unterdrehzahl schalten und somit Sicherheitsfunktionen in der Anlage initiieren können.

Nicht nur Standard, auch Produktoptimierung nach Kundenwunsch. Das ist eine wichtige Grundausrichtung der TWK und bringt dabei immer wieder innovative Produkte auf den Markt. Das Entwicklerteam arbeitet eng mit Vertrieb und Produktmanagement zusammen, so dass neue Ideen entstehen, die noch effizientere und an die Applikation angepasste Produkte hervorbringen - nicht selten zur positiven Überraschung, jedoch immer zur Zufriedenheit unserer Kunden, mit denen wir im regen Austausch stehen. TWK hat es sich hierbei auf die Fahnen geschrieben, einen relevanten Beitrag zur Verbesserung von Sensorik zu leisten, um die Systemkosten seitens des Kunden zu reduzieren und damit einen positiven Effekt zur Ressourcenschonung zu bewirken.

Vor über 10 Jahren hat die TWK die ersten elektronischen Nockenschaltwerke als eigenständiges Gerät auf den Markt gebracht. Es handelt sich hierbei um eine Erweiterung der universellen Funktionen von Drehgebern - nämlich um die Implementierung von Schaltrelais, die auf das Positionssignal der Drehgeberwelle oder dessen zeitliche Ableitungen, sprich Drehzahl / Beschleunigung, reagieren. Zu der schon vorhandenen Schnittstelle - beispielsweise CANopen, SSI oder Analog - kommt nun also die Schaltereigenschaft hinzu. Zudem wurde beim NOCIO/S3 die neue Schnittstelle IO-Link ins Portfolio aufgenommen. Der Vorteil der elektronischen Nockenschaltwerke gegenüber der gängigen mechanischen Variante mit nachgeschaltetem Drehgeber ist, dass die elektronische Variante kein Umkehrspiel aufweist. Damit ist es möglich, an exakt vorgegebenen Positionen bitgenau zu schalten und natürlich die Drehzahl als weiteren Schaltinitiator überhaupt zu etablieren. Das Schaltverhalten, Stichwort Grenzwerte, kann über das Bussystem parametriert werden. Die erforderliche Funktionssicherheit des Gerätes inkl. der Schaltrelais gewährleistet das SIL2/PLd-Design nach IEC 61508 und ISO 13849. Eine Positionsauflösung von 16 Bit/360° und eine Geschwindigkeitsberechnung im exakten 1 ms-Takt sorgen für entsprechende Präzision. Die eingebauten LED zeigen den Betriebszustand an.

Ein wichtiges Einsatzgebiet dieses neuen Sensors sind Windkraftanlagen. Beispielsweise um zu vermeiden, dass sich der Rotor zu schnell dreht und damit die Rotorblätter Schaden nehmen. Die Schaltrelais unterbrechen bei Überdrehzahl die Sicherheitskette in der Anlage und leiten einen Notstopp ein. Über das IO-Link-Signal kann die Ausrichtung und die Drehzahl des Rotors jederzeit abgefragt werden. Der universelle NOCIO/S3 kann aber auch zur Überwachung des Azimuthwinkels der Gondel eingesetzt werden, um Kabelabriss zu vermeiden oder um die Blattwinkel einzustellen. Dabei kann seine Anbindung durch die TWK-Zahnräder ZRS / ZRM auf einfache Weise erfolgen. Die robuste Bauweise aufgrund des Aluminium- oder Edelstahlgehäuses mit IP67 trotzt auch widrigen Witterungsbedingungen - egal, ob On- oder Offshore.