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Warum SIL 3-taugliche Drehgeber einsetzen?Eine Verwendung zertifizierter Safety-Geräte ist vorteilhaft, da so der Engineering-Aufwand für Maschinenbauer entfällt und damit weniger Kosten sowie kürzere Realisierungszeiten anfallen. Zudem ist eine Überprüfung des sicheren Positionswertes innerhalb der Steuerung nicht mehr erforderlich. Eine Umsetzung mit Standardkomponenten, die doppelt zu beschaffen wären, deckt zudem häufig auch keine gemeinsamen Fehler (Common Cause Failure, CCF) ab, wodurch Anwender gezwungen sind, spezielle, mit weiteren Kosten verbundene Maßnahmen zu ergreifen sowie die Prozessdaten innerhalb der Steuerung aufwändig zu validieren. Demzufolge ist eine Umsetzung mit Standardkomponenten häufig nur mit signifikantem Mehraufwand umsetzbar.
Encoder BeschreibungDie Drehgeber von POSITAL erfüllen die Voraussetzungen von IEC 61508 bzw. DIN EN 62061 (SIL CL 3) und DIN EN ISO 13849 (Performance Level e). Sie werden mit PELV (Protective Extra Low Voltage, Schutzkleinspannung) betrieben und eignen sich beispielsweise für Applikationen in der Antriebstechnik, Liftanwendungen sowie Bau- und Werkzeugmaschinen. Die Safety-Drehgeber sind mit einer CANopen-Schnittstelle ausgestattet und unterstützen sowohl das CANopen-Safety-Protokoll nach CiA DS-304 als auch Standard CANopen DS-301 – somit können sie problemlos auch mit anderen Standard-CANopen-Teilnehmern kommunizieren. Die komplette Sicherheitsüberprüfung findet bit-invertiert innerhalb des Drehgebers statt. Eine weitere Besonderheit ist die redundante Bauweise der Encoder, die dank zweier Opto-Arrays und – in der Multi-Turn-Ausführung – zweier Getriebe höchste Zuverlässigkeit gewährleisten, gleichzeitig aber nur 16 mm länger sind als Standardmodelle.
Wie alle OPTOCODE-Drehgeber arbeiten auch die neuen Safety-Modelle nach dem bewährten optoelektronischen Abtastprinzip. Ihre Single-Turn-Sensorik liefert eine Auflösung von maximal 16 Bit pro Umdrehung. Bis zu 16.384 Umdrehungen (14 Bit) können zusätzlich im Multi-Turn-Modus erfasst werden, so dass insgesamt ein Messbereich von 30 Bit abgedeckt wird. Die Positionserfassung wird zweikanalig durchgeführt (vgl. Bild 3). Die erfassten Daten werden einem CANopen Safety-Chip mit SIL-3 Zertifikat zugeführt. Im Chip werden die Positionsdaten mit zweikanaligen Auswertealgorithmen weiterverarbeitet, außerdem wird ein gegenseitiger Vergleich der Ergebnisse durchgeführt. Die CANopen-Anbindung erfolgt durch zwei CAN-Controller, die abwechselnd jeweils bit-invertiert den sicheren Positionswert übertragen. Das Übertragungsverfahren erfolgt mittels des CANopen Safet y-Protokolls. Optional können die Geräte auch als Standard-Encoder eingesetzt werden. Zur Integration in das Feldbussystem werden Knotennummer und Baudrate (bis 1 MBaud) bei den neuen Drehgebern mittels eines Drehschalters an der Anschlusshaube oder, bei Ausführungen mit Stecker- und Kabelanschluss, mittels SDO-Konfigurationstelegramm eingestellt. Verfügbar sind die Encoder wahlweise als Vollwellen-, Hohlwellen- oder Synchronwellenausführungen. Die Schutzart beträgt gehäuseseitig IP65 und wellenseitig IP64 (mit einem optionalen Wellendichtring ist IP66 möglich).
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