Sicher auf der Schiene

Induktive Sensoren - Wie kann ein kleiner, aber ungewöhnlicher Sensor Kosten einer großen Anlage optimieren? Höhere Verfügbarkeit ist nur ein Punkt. Uprox+ Sensoren überwachen in einem chinesischen Unternehmen elektrische Führungen von Schienenfahrzeugen. Das Beispiel zeigt, wie Maschinen- und Anlagenbauer sowie Betreiber von Anlagen mit geringen Mitteln hohe Prozeßkosten senken.

25. Mai 2005

Gerade die einfach zu handhabenden induktiven Sensoren spielen eine nicht zu unterschätzende Rolle für den erfolgreichen Betrieb einer Anlage und tragen entscheidend zur Prozeßoptimierung bei. Es ist wichtig, nicht nur die einzelne Komponente zu betrachten, sondern sich den Gesamtaufwand zu veranschaulichen. Nur so ist es möglich sich einen Überblick über die Prozesskosten zu verschaffen. Die Zukunft erfordert eben auch in dieser Hinsicht neues mechatronisches Denken. Denn eine Problemlösung wiegt mehr als die Summe der verwendeten einzelnen Standardkomponenten.

Kontrolle von Schienenfahrzeugen

Die XiNan Trunk Line Electrification Engineering Co., Ltd. in China überwacht Oberleitungen von Schienenfahrzeugen. Seit kurzem arbeitet das Unternehmen in der Provinz Guang Dong mit Uprox+ Sensoren. Erfassen und Kontrollieren von elektrisch angetriebenen Schienenfahrzeugen ist wie geschaffen für den Uprox+. Der Grund dafür liegt nicht zuletzt an dem neuartigen Aufbau der Sensoren. Sie basieren auf dem bewährten Uprox-Prinzip. Allerdings werden die Sende- und Empfangsspulen nun nicht mehr auf einen Spulenträger gewickelt, sondern direkt auf Platinen geprintet. Die hochpräzise Fertigung dieser Platinenspulen ermöglicht eine deutlich bessere Signalauswertung im Grenzbereich. Das ungewöhnliche ›Innenleben‹ der Uprox+ Sensoren sowie die neue Fertigungstechnik ermöglichen höchste Schaltabstände. Dank dieser Spulentechnologie kann ein bis zu 250 Prozent höherer Schaltabstand erreicht werden als bei herkömmlichen induktiven Sensoren mit Ferritkern. Wie auch beim Vorgänger Uprox gibt es keinen Reduktionsfaktor mehr. Die Uprox+ Sensoren erkennen bei jeweils gleich hohem Abstand und mit größter Genauigkeit Werkstoffe wie Eisen, Edelstahl, Kupfer, Aluminium und Messing. Die in der Schienenfahrzeug-Applikation eingesetzten nichtbündigen Uprox+ Sensoren können durch einen integrierten Vorbedämpfungsschutz mit sehr kleinen Freizonen montiert werden. Der Einbau ist hierbei auch wirklich bis zur Rohrkante erlaubt. Die Vorbedämpfung wird durch Selbstkompensation automatisch ausgeglichen. Wie kann der Kunde nun von den technischen Vorteilen eines sehr hohen Schaltabstandes, dem fehlenden Reduktionsfaktor und den verringerten Freizonen profitieren? Zur Kontrolle der Schienenfahrzeuge werden jetzt weniger unterschiedliche Sensortypen gebraucht, da Uprox+ sämtliche Sensorentypen mit niedrigerem Schaltabstand und mit schlechten Einbaubedingungen ersetzt. Weniger Varianten bedeuten auch geringere Beschaffungskosten. Statt viele verschiedene Versionen induktiver Sensoren in kleineren Losgrößen einzukaufen, genügen jetzt wenige Typen in entsprechend größerer Stückzahl. Dies vergünstigt den durchschnittlichen Einkaufspreis erheblich. Zusätzlich fallen verschiedene Sondertypen weg, da jeder Standardsensor Uprox+ die Anforderungen zum Überwachen der elektrischen Führungen erfüllt. Hohe Preise spezifischer Sensorversionen sind ein Thema von gestern. Somit konnte der Kunde schon beim Einkauf seine Kosten senken! Das chinesische Unternehmen hat heute eine überschaubare Menge von induktiven Uprox+ Sensoren auf Lager gelegt. Früher waren entsprechend der Variantenvielfalt zahlreiche Lagerplätze notwendig. Diese Kosten entfallen heute. Das sehr schlanke Lagerprogramm besteht durch den Ersatz von Sondervarianten einzig und allein aus Standardtypen. In Zukunft existieren hier keine ›illegalen Kleinteilelager‹ mehr in diversen Schubladen! Ein ›zusammengeschrumpftes‹ Standardprogramm garantiert, daß es keine Materialengpässe mehr gibt und erleichtert jedem Monteur und Mechaniker seine tägliche Arbeit.

Größerer Arbeitsbereich

Die neue Generation der induktiven Sensoren hat einen erweiterten Arbeitsbereich, in dem eine sichere Erfassung möglich ist. Die Justage erfolgt dadurch problemlos, schnell und einfach. Nichtbündige Gewinderohrschalter können bis zur Rohrkante eingebaut und in geringen Abständen nebeneinander montiert werden. Mit den Uprox+ Sensoren wird der Weg zu einer einfachen Inbetriebnahme frei. Auch die Wartung läuft ohne Probleme, ganz nach dem Motto: »Was einfach anfängt, bereitet in der Zukunft keine Schwierigkeiten.« Die geringfügige Menge an Standardsensorik ist immer verfügbar und schnell und sicher austauschbar. Der erheblich reduzierte Wartungsaufwand und die große Ausfallsicherheit durch den Einsatz von Uprox+ haben den Hersteller von Schienenfahrzeugsystemen überzeugt. Bei der Abfrage von Oberleitungen spielt natürlich die EMV-Festigkeit eine sehr wichtige Rolle. Diese Applikation stellt den sogenannten Worst Case dar - ein stromdurchflossener Leiter ist der zu erfassende Gegenstand. Sehr gute EMV-Eigenschaften sind in diesem Fall absolutes Muß für die Sensoren. Bei Uprox+ geht Turck auch bei der wichtigen EMV-Problematik keine Kompromisse ein. Die Sensoren wurden weit über das vom Gesetzgeber geforderte Maß getestet und bieten höchste Betriebssicherheit. Die Sensoren müssen bei der Überwachung der Oberleitungen bei extremsten äußeren Bedingungen wie starke Sonneneinstrahlung, Hagel, Schnee, Sturm und Regen immer einwandfrei funktionieren. Alle Faktor 1 Sensoren der neuen Generation konnten durch moderne Gehäuse- und Vergußtechnologien den IP68-Test nach der verschärften Turck-Hausnorm bestehen. Sie sind somit auch bei rauhen Umgebungsbedingungen immer bestens geschützt. Der Kunde in China spart durch den Einsatz von Uprox+ erhebliche Kosten der Beschaffung, der Konstruktion, der Inbetriebnahme sowie der Instandhaltung. Er hat seine Ausgaben für Ersatzteile gesenkt und profitiert von der Leistungsfähigkeit der Sensoren, die seine Anlagenverfügbarkeit erheblich gesteigert haben.

Silke Kenzer, Produktspezialistin für Positions- und Näherungssensoren,

Hans Turck GmbH & Co. KG, Mülheim/Ruhr

Erschienen in Ausgabe: 04/2005