Winkelsensoren EtherCAT-Drehgeber: Multiturn Fail-Safe und explosionsgeschützt

Von Gerd Kucera

Drehgeber zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereiche haben in der Europäischen Union die strengen Vorgaben der ATEX-Richtlinien einzuhalten. ATEX steht für ATmosphères EXplosibles (explosionsfähige Atmosphären). Der Drehgeber TRK78/S3 ist hierzu konform und zugleich funktional sicher nach SIL (safety integrity level) und PLd (Performance Level d).

TRK78/S3: Die Einsatzgebiete für diese Art Sensoren erweitern sich von Jahr zu Jahr
TRK78/S3: Die Einsatzgebiete für diese Art Sensoren erweitern sich von Jahr zu Jahr
(Bild: TWK)

Sicherheit bedeutet sowohl funktionale Sicherheit (SIL und PLd) als auch Explosionsschutz (ATEX). In dieser Klassifizierung ist der aktuelle Drehgeber Fail-Safe-over-EtherCAT (kurz FSoE) von TWK zu finden. Seine Typenbezeichnung ist TRK78/S3. Diese Neuentwicklung folgt auf den PROFIsafe-Drehgeber mit der Typenbezeichnung TRT78/S3 als ein weiterer SIL2/PLd-Vertreter, der auch die strengen Anforderungen an den Explosionsschutz gemäß ATEX Richtlinie 2014/34/EU mit den Zonen 1 (Gas) und 21 (Staub) erfüllt.

Sein robustes Gehäuse aus Aluminium oder Edelstahl mit Kabelanschluss ist druckfest gekapselt (Ex d), d.h. das Gehäuse hält dem Explosionsdruck von internen Komponenten stand, die eine Zündung auslösen könnten. Eine Übertragung nach außen wird verhindert, sodass explosive Gase oder Dämpfe in der Umgebung nicht entzündet werden. Zudem ist das Gehäuse gegen das Eindringen von Staub sicher abgedichtet (Ex t) und die Oberflächentemperatur übersteigt nicht 100 °C (T5). Die Geräte der Bauform 78 entsprechen somit der ATEX Gruppe II, Kat. 2G (Gas) mit Explosionsgruppe IIC sowie Kat. 2D (Staub) mit Explosionsgruppe IIIC. Die Zertifizierung entspricht den geltenden Normen von ATEX, IECEx, North Amerika und EAC-Ex. Selbstverständlich mit SIL2/PLd Zertifikat.

Magnetische Positionserfassung und EtherCAT-FSoE-Protokoll

Der Drehgeber mit redundanter magnetischer Positionserfassung und EtherCAT-FSoE Protokoll nach ETG.5100 Version 1.2.0 bietet alle EtherCAT Write/Read-Services und hat dazu beispielsweise folgende drei Eigenschaften: Complex slave mit CANopen over EtherCAT (CoE), Fieldbus Memory Management Unit (FMMU) und Firmware-Update über EtherCAT (FoE).

Die Auflösung des Drehgebers beträgt maximal 65.536 Schritte/ 360° (16 Bit) bei einem Messbereich von 4096 Umdrehungen. Neben der Position kann auch die Drehgeschwindigkeit der Welle erfasst und ausgelesen werden. Unterschiedliche Flansch- und Wellenausführungen sowie die abnehmbare Anschlusshaube erlauben eine leichte Integration des TRK78 in die Applikation.

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Die Einsatzgebiete für diese Art Sensoren erweitern sich von Jahr zu Jahr, da einerseits die Anforderungen an den Personen- und Sachwerteschutz steigen und andererseits die Eigenschaften von zunehmend automatisierten Produktionsanlagen und deren Umgebung eine erhöhte Sicherheit im Sinne von Funktionaler Sicherheit und Explosionsschutz erfordern: Steigende Produktionskapazitäten mit erhöhter Anlagen-Effizienz in größer werdenden Produktionsumgebungen mit unvermeidbarer Gas- und Staubexposition. So werden unter anderem von der chemischen Industrie, der Textilindustrie oder der holzverarbeitenden Industrie zunehmend sicherheitsgerichtete Komponenten mit zusätzlichem ATEX Zertifikat verlangt. Die TWK als Spezialist für sichere Sensoren kommt diesem Bedarf nach und erweitert das Portfolio jedes Jahr um einige neue Sensoren, die diesen Anforderungen gerecht werden.

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