Sicherheit im Fokus

Sensorik

Sicherheitstechnik – Der Automatisierungsgrad von mobilen Maschinen erreicht heute oft schon ähnliche Werte wie in der Fabrikautomation. Entscheidend für die zuverlässige Funktion der Maschinen ist auch eine sichere Sensorik.

27. März 2013

Eine wichtige Aufgabe beim Betrieb von mobilen Maschinen, wie beispielsweise Kranen oder Hebebühnen, ist die Erfassung, Regelung und Überwachung zahlreicher Bewegungsabläufe bei einem vergleichbaren Automatisierungsgrad wie in der Fabrikautomation. Sensoren für herkömmliche industrielle Anwendungen können deshalb auch in mobilen Maschinen genutzt werden, allerdings müssen sie dazu passend für die im mobilen Umfeld oft wesentlich anspruchsvolleren Umwelt- und Einsatzbedingungen ausgelegt sein.

Hohe Ansprüche

Insbesondere in Krananwendungen und fahrbaren Hebebühnen ist zusätzlich der Einsatz von sicherer Sensorik notwendig, da hier Produktnormen wie etwa EN 13000 entsprechende Vorgaben treffen. Seit dem Inkrafttreten der neuen Maschinenrichtlinie Ende 2009 ist zudem als Reaktion auf die dabei erfolgte »Beweislastumkehr« die Nachfrage nach Safety-Produkten stark angestiegen: Zwar ist es immer noch möglich, Maschinen ohne Anwendung der einschlägigen Normen in den Verkehr zu bringen, allerdings müssen die Hersteller dann nachweisen, wie sie zu der Aussage kommen, ihre Maschine sei sicher. Normgerecht implementierte, sichere Maschinen und Geräte gelten dagegen auch ohne einen solchen Nachweis als sicher.

Projektierer und Konstrukteure stehen somit vor der Herausforderung, den Safety-Vorgaben in möglichst kurzer Zeit und mit überschaubarem Aufwand gerecht zu werden. Vielfach besteht dabei die irrige Annahme, dass sich die SIL-Level 2 oder 3 durch einen Einsatz von identischen, doppelt zu beschaffenden Standardprodukten und einen homogen redundanten Aufbau realisieren ließen. Dies ist jedoch bei softwarebasierten Standardprodukten ohne besondere Vorkehrungen nicht der Fall. Zudem werden so häufig auch keine gemeinsamen Fehler (Common Cause Failure, CCF) abgedeckt, sodass Anwender gezwungen sind, spezielle, mit weiteren Kosten verbundene Maßnahmen zu ergreifen. Hier bieten Safety-Sensoren, die bereits SIL-zertifiziert sind, erhebliche Vorteile. Der Berliner Mess- und Sensortechnikexperte FSG zum Beispiel bietet hierzu ein breites Produktprogramm für die mobile Automation, das auch bereits zertifizierte Sensoren umfasst und so den Engineering-Aufwand reduziert.

Umfangreiches Angebot

Das Produktspektrum des Unternehmens umfasst hochwertige Messwertaufnehmer für Anwendungen in der Automation und Sicherheitstechnik, so etwa Weg- und Winkelaufnehmer, Windwarnanlagen, Handsteuer- und Fußpedalgeber und Komponenten für die Messwertdarstellung. Dabei stehen Kunden und ihre Anwendungen im Vordergrund: Aktuell sind mehr als 70 Prozent der FSG-Produkte kundenspezifische Systeme.

Die entscheidende Eigenschaft von Sensoren für den Einsatz in mobilen Maschinen, die weltweit und in den verschiedensten Klimazonen eingesetzt werden, ist eine extreme Robustheit: So müssen nicht nur alle Komponenten in einem weiten Temperaturbereich zuverlässig funktionieren – auch an den IP-Schutz werden höchste Ansprüche gestellt, da mit dem Outdoor-Einsatz oft starke Verschmutzungen durch Staub, Sand oder Schlamm einhergehen und die Maschinen sogar Hochdruckreinigungen gewachsen sein müssen. In manchen Anwendungen sind zudem Schock- und Vibrationsfestigkeit essenziell. Damit der Anschluss und gegebenenfalls auch Austausch vor Ort problemlos erfolgen kann, sollten sich die Sensoren darüber hinaus auch schnell und einfach integrieren lassen.

Flexibler Einsatz

Ein gelungenes Beispiel hierfür sind die flachen elektronischen Fußpedalgeber von FSG mit einem Pedalwinkel von 12 Grad für die Steuerung von hydraulisch betriebenen Stelleinrichtungen. Sie ermöglichen entsprechend der Pedalauslenkung die Ausgabe elektrischer Steuersignale. Typische Einsatzgebiete sind zum Beispiel Bau- und Bohrfahrzeuge, Kran- und Baggeranlagen, Radlader und Hubarbeitsbühnen sowie Gabelstapler und Regalbediengeräte. Die aus Aluminium gefertigten Fußpedalgeber sind in Schutzart IP68 ausgeführt und eignen sich für einen Temperaturbereich von –30 bis +80 Grad Celsius. Das flache Gehäuse eignet sich für die Aufnahme verschiedenster Pedalformen. Wahlweise sind zudem Ausführungen mit einem zusätzlichen mechanischen Schaltkontakt erhältlich, der auf Wunsch auch mit Rastung ausgeführt wird.

Die zuverlässige Erfassung des Schwenkwinkels und der Schwenkgeschwindigkeit von Baumaschinen und Hubarbeitsbühnen ermöglichen die als Multiturn-Modelle ausgeführten Drehkranzgeber in Schutzart IP68 mit verfedertem, spielfreiem Zahnrad von FSG: In Kranen werden sie zum Beispiel mit dem Zahnkranz des Auslegerantriebs verbunden und registrieren dessen Drehbewegungen.

Kernstück der Fußpedalgeber wie auch der Drehkranzgeber des Berliner Unternehmens sind verschleißfreie, berührungslose magnetische Messsysteme, die am Ausgang analoge oder digitale (CANopen-Schnittstelle) Steuersignale zur Verfügung stellen. FSG bietet beide Sensortypen zudem auch als CANopen-Safety-Ausführungen mit redundanten Schnittstellen für sicherheitsrelevante Anwendungen im Safety Integrity Level (SIL)2 gemäß IEC 61508 bzw. Performance Level (PL) d nach ISO 13849.

Auf einen Blick

-Die FSG Fernsteuergeräte Kurt Oelsch GmbH in Berlin entwickelt und produziert hochwertige Messwertaufnehmer für Automation und Sicherheitstechnik mit einer Fertigungstiefe von 95 Prozent.

-Das Produktportfolio des 1946 gegründeten Unternehmens umfasst neben Weg- und Winkelaufnehmern unter anderem Windwarnanlagen, Handsteuer- und Fußpedalgeber sowie Komponenten für die Messwertdarstellung.

Erschienen in Ausgabe: 01/2013