Safety first! Das gilt für mobile Fahrzeuge und besonders für Fahrerlose Transportsysteme (FTS, engl. AGV) und autonome mobile Roboter (AMR), bei denen keine direkte Überwachung durch Personen gegeben ist. Für den Betrieb dieser Fahrzeuge ist eine Reihe von Sensorik erforderlich, um sicherzustellen, dass Umwelt, Mensch und Maschine geschützt sind und Gefahrenmomente aufgrund von Fehlfunktionen auf ein Minimum reduziert werden. Die TWK hat hierfür die passenden Sensoren.
Sei es der Lenkwinkel, die Rad-Drehzahl, die Fahrzeugneigung oder die Fahrzeugvibration: diese Messgrößen müssen schnell und sicher erfasst und anschließend über eine schnelle Safety-Schnittstelle an die Steuerung übertragen werden. Als Schnittstelle bieten sich die Industriestandards PROFIsafe over PROFINET, Failsafe over EtherCAT (FSoE) und CANopen Safety an. Die sichere Kommunikation zwischen Sensor und Steuerung wird gewährleistet durch zusätzlich übertragene CRC-Checksummen bzw. durch eine zweifache Datenübertragung – normal und bitinvertiert. Der Sicherheitslevel ist mindestens SIL2 (IEC 61508) oder PLd (ISO 13849). Für manchen Einsatzfall sogar SIL3.
Die Modellreihe TBSN/TRSN umfasst Drehgeber für hohe Ansprüche an die funktionale Sicherheit. Sie sind mit der Einstufung SIL3 zertifiziert und nach ISO 26262 ASIL-D konform. So können sie auch in besonders sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt werden, wie z. B. im Rahmen des öffentlichen Straßenverkehrs. Zu nennen wären hier ferngesteuerte Fahrzeuge, die ohne anwesenden Fahrer bewegt werden. Sie werden von einem Arbeitsplatz aus ferngelenkt. Der Operateur kann mit seinem mit Monitoren, Pedalen und Lenkrad ausgestatteten Platz ein mit Kameras und Remote-Technik ausgestattetes Fahrzeug zum gewünschten Zielort fernlenken. Und natürlich auch wieder zurück. Für die Übertragung zum Fahrzeug ist schnelles Internet gemäß 5G Standard vorgesehen.
Der Positionswert wird redundant erfasst und in zwei Mikroprozessoren unabhängig verarbeitet. Die Ausgabe erfolgt über das CANopen Safety-Protokoll. Die Singleturnvariante TBSN bietet eine Auflösung von max. 65.536 Schritten für eine Umdrehung. Bei der Multiturnvariante TRSN werden zusätzlich 4096 Umdrehungen erfasst. Durch ein Gehäuse aus magnetisch abschirmendem Edelstahl können diese Geräte direkt auf einem Motor platziert werden, ohne dass das Messergebnis verfälscht wird. Das gleiche wird gewährleistet durch eine hohe EMV/ESD Festigkeit. Ein Arbeitstemperaturbereich von -40 °C bis +70 °C und eine Schutzklasse bis IP69K lässt einen Einsatz auch unter widrigen Umgebungsbedingungen zu – auch mit hoher Schock- und Vibrationsbelastung. Die Bauform mit nur 42 mm Außendurchmesser ist auch in beengten Räumen verwendbar.
Weitere Beispiele für Drehgeber in Miniaturbauform sind Geräte mit sehr kurzer Gehäusetiefe von beispielsweise 30 mm mit CANopen Safety Interface oder vollredundante Geräte mit CANopen oder Analogausgang, die zwar ohne Zertifikat, aber aufgrund der Redundanz auch für sicherheitsgerichtete Einsätze verwendet werden können.
Dies ist nur ein kleiner Ausschnitt des reichhaltigen Portfolios an funktional sicheren Sensoren, die in kompakter Bauform ab 38 mm Durchmesser lieferbar sind, um alle möglichen Messaufgaben im Rahmen mobiler Fahrzeuge zu übernehmen. Die Sicherheitsfunktionen der Sensoren werden auf Wunsch ergänzt durch Safety-Schaltausgänge bei den spielfreien Nockenschaltwerken NOCx oder bei den Vibrationssensoren NVx für die Zustandsüberwachung. Individuallösungen und weitere Schnittstellen sind ebenfalls möglich.
