Sensorik

Ein Sensor – volle Sicherheit

Dank eines riesigen Lesefensters ermöglichen die neuen Positioniersysteme SafePGV und SafePXV von Pepperl + Fuchs erstmals die sichere Absolut-Positionierung mit nur einem einzigen Sensor.

02. Oktober 2018
Ein Sensor – volle Sicherheit
Die Geräte ermöglichen eine sichere und absolute Positionierung mit nur einem einzigen Sensor. (Bild: © Pepperl + Fuchs)

Positioniersysteme sind in der Automatisierung nicht wegzudenken und müssen in Zeiten von Industrie 4.0 immer leistungsfähiger werden. Das hat sich auch Pepperl + Fuchs gedacht und auf Basis ihrer bestehenden Technologie zwei neue Positioniersysteme entwickelt, die eine sehr präzise Absolut-Positionierung bieten und zudem erstmals auch sicher sind nach SIL 3/PL e.

Dies war für Anlagenbetreiber bisher kaum realisierbar. Aufwand und Kosten waren zu hoch, weil redundante Sensoren erforderlich waren. »Mit unseren SafePGV und SafePXV ist das jetzt vorbei, weil wir alles mit nur einem einzigen Sensor abdecken können«, sagt Armin Hornberger, Leiter Produktmanagement Industrial Vision Components, Pepperl + Fuchs. »Und das hocheffizient und einzigartig sicher.«

Bewährte Technik, neue Produkte

Bewährte Technik, neue Produkte

Die neuen Sicherheitslösungen von Pepperl + Fuchs basieren auf einer seit Jahren bewährten und zuverlässigen Technologie, die einen 2D-Lesekopf und einen DataMatrix-Code kombiniert. Das Neue an der Safety-Variante sind zwei sich überlagernde Datamatrix-Codes in Rot und Blau. »Die zweifarbigen Codes in Verbindung mit der zweifarbigen Beleuchtung sind die Grundlage unserer einzigartigen Sicherheitslösung«, erklärt Hornberger. Jeder einzelne Code enthält Positions- und Sicherheitsinformationen, die durch die LED-Beleuchtung in Rot beziehungsweise Blau sichtbar gemacht werden – auf diese Weise sind sie von der Kamera auslesbar.

Das Gehirn der Positioniersysteme ist eine neuartige Firmware. Von ihr werden die unterschiedlichen LED-Farben mit einem als sicher bewerteten Algorithmus angesteuert. Jeder Code wird dann direkt im Sicherheitsteil des Sensors auf Plausibilität überprüft. Dabei muss die mathematisch zufällige Blitzfolge immer mit der tatsächlichen Position übereinstimmen. Die Kameraauswertung gleicht die tatsächlich aufgenommenen Daten des Codes mit dem Erwartungswert ab. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Software in der Kamera korrekt funktioniert.

»Das neue Positioniersystem ist universell und eine sichere Investition in die Zukunft.«

— Armin Hornberger, Leiter Produktmanagement Industrial Vision Components, Pepperl + Fuchs

Die Firmware des Systems plausibilisiert die Daten bereits im Sensor selbst und gibt sie erst dann über Profisafe an die sichere Steuerung weiter. Daher kann die sichere X-Position dort ohne zusätzliche Prüfung direkt weiterverarbeitet und zur Prozesssteuerung verwendet werden. Als Ergebnis steht eine Sensortechnologie, die sich permanent selbst kontrolliert und damit für absolute Zuverlässigkeit steht. »Auf diese Weise kann ein einziger Sensor im Positionssystem die höchsten Sicherheitsanforderungen erfüllen«, freut sich Armin Hornberger.

Großes Fenster, viele Daten

Beispielhaft für die kontinuierliche Weiterentwicklung der Absolut-Positionierung steht das Lesefenster der neuen Safety-Generation. Es wurde deutlich vergrößert auf aktuell 120 x 80 Millimeter. So ist zum einen jeder einzelne Code in sich redundant in Bezug auf die enthaltenen Daten. Zum anderen kann das System durch die Größe des Fensters bis zu fünf Datamatrix-Codes gleichzeitig erfassen.

Selbst bei stark verschmutzten oder beschädigten Codes ist so die optimale Funktionalität zu jeder Zeit sichergestellt. »SafePGV und SafePXV sind damit die derzeit zuverlässigsten und sichersten Systeme auf dem Markt«, kommentiert Hornberger. »Das ist besonders im Hinblick auf die Effizienz und Verfügbarkeit von Anlagen ein ganz entscheidender Vorteil.«

In Kombination mit einer großen Tiefenschärfe stünde das neue Lesefenster auch für optimale Lesbarkeit und höchste Toleranz bei der Streckenführung. »So sind engste Kurvenradien, Steigungen und Gefälle sowie große Entfernungen von bis zu 100.000 Metern problemlos realisierbar. Dabei dürfen die Codebänder bis zu 75 Millimeter unterbrochen sein, ohne dass es Auswirkungen auf die Performance hat.« Das sei gerade für Anlagen mit extrem langen Streckenverläufen bedeutsam, da hier Dehnungsfugen in Gebäuden ohne Störung überbrückt werden können.

Guter Service, einfache Handhabung

Neben der Sicherheit und Zuverlässigkeit war bei der Entwicklung der neuen Systeme laut Hornberger auch die einfache Handhabung von zentraler Bedeutung. »Daher ist die Montage besonders schnell und unkompliziert möglich.« Beispielsweise wird das Codeband bereits in der passenden Länge geliefert und muss nur aufgeklebt werden. Dann wird der Lesekopf grob darauf ausgerichtet und die weitere Parametrierung über Profinet-GSDML-Dateien direkt über die Sicherheitssteuerung vorgenommen.

Der SafePXV ist besonders für die sichere Absolut-Positionierung von Elektrohängebahnen (EHB) in der Automobilbranche geeignet. Bei einer Schwerlast EHB mit Hubeinrichtung wird das Hubwerk in Abhängigkeit der sicheren Position auf- und abwärts bewegt. »Hier ist dank der innovativen Sicherheitslösung nicht mehr jede einzelne Hubeinrichtung mit redundanten Systemen auszurüsten – ein einziges Positioniersystem genügt«, sagt Hornberger.

Für Effizienz steht das System auch bei der Inbetriebnahme, da der Anwender nicht mehr jede Abzweigung und alle Steigungen oder Gefälle zeitaufwendig von Hand in der sicheren Steuerung hinterlegen muss. Andere wichtige Einsatzbereiche für den SafePXV sind Regalbediengeräte in der Lager- und Fördertechnik, Drehtische im Maschinenbau, der Aufzugsbau und Windräder im Bereich erneuerbarer Energien.

Das Modell SafePGV eignet sich vor allem für die Navigation von fahrerlosen Transportsystemen (FTS) in Lager- und Fördertechnik, Zuführung und Produktion. Der Sensor liefert dafür alle Werte, die für die zuverlässige Fahrzeugsteuerung erforderlich sind. So lässt sich in der Automobilfertigung jederzeit ein Mindestabstand zwischen den Fahrzeugen gewährleisten und der Schutz aller daran beschäftigten Mitarbeiter sicherstellen.

Der Anlagenbetreiber kann aber nicht nur auf sichere Daten, sondern auch auf Winkel und Y-Positionen zugreifen – so können Spurabweichungen problemlos korrigiert werden. »Das neue Positioniersystem ist daher für alle Navigationsoptionen gerüstet und zugleich eine sichere Investition in die Zukunft«, schließt Armin Hornberger. mk

Auf einen Blick

SafePGV und SafePXV:

Großes 2D-Lesefenster 

Großer Tiefenschärfebereich

Codeband mit großen Codes

Bis 75 Millimeter Unterbrechung möglich

SIL 3/PL e mit einem Sensor und Codeband

www.pepperl-fuchs.com

Erschienen in Ausgabe: 07/2018