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antriebstechnik 9/2018

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SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Sensoren zur See Drehgeber, Neigungssensoren und Winkelaufnehmer bewähren sich im maritimen Einsatz Von Sensoren für den maritimen Einsatz werden neben hoher Präzision unbedingte Ausfallsicherheit, minimaler Wartungsaufwand und die Ausstattung mit geeigneten Busschnittstellen verlangt. Forderungen, denen ein Spezialist für kunden spezifische Sensorik mit hoch robusten, EMV-sicheren Ausführungen, seewasserfesten Gehäusen, redundanter Messwerterfassung und verschleißfreien magnetischen Messsystemen gerecht wird. – Ein Querschnitt durch die typischen Einsatzbereiche. 01 FSG-Sensoren auf der Brücke: Windfahnen, Anemometer, Anzeigegeräte und Encoder für die Kommandogeber-Position W ährend sich Seeleute vergangener Zeiten mit ein paar Hilfsgeräten zur Navigation begnügen und sich sonst ganz auf ihre Erfahrung verlassen mussten, hängen Steuerung und Manövrierfähigkeit heutiger Fracht- und Containerschiffe überwiegend von Sensoren ab. Ein großer Teil davon dient der Überwachung von Motoren und elektronischen Systemen. Daneben aber erfordern z. B. die Erfassung der Schiffskrängung, der Ruderlagen oder der Propellerblattstellungen elektromechanische Messsysteme, die Bewegungen und Positionen in elektrische Signale übersetzen. Ebenso ist die Positionserfassung von Ankerwinden, Schiffskranen und anderen Hebevorrichtungen heute ohne den Einsatz von Winkelsensoren undenkbar. Nicht zuletzt dienen Encoder auch der Wandlung von Kommandogeber-Positionen in Steuersignale. Stefan König ist Leiter Vertrieb bei FSG Fernsteuergeräte Kurt Oelsch GmbH in Berlin Neigungen und Stellwinkel erfassen Der Ausgleich von Krängungen beim Verladen und die sichere Lastenbewegung setzen eine zuverlässige Erfassung der Schiffs- oder Plattformneigungen voraus. Die Neigungssensoren der Baureihe PE-MEMS…/GS70 von FSG gewährleisten durch ihr mikroelektromechanisches Messsystem eine hochgenaue, redundante Messung von Neigungen in der x- und y-Achse im Messbereich von ± 60° bzw. 0 – 360° bei Einachs-Neigungssensoren. Je nach Winkelbereich und Signalausgang erreichen sie eine Genauigkeit von ± 0,05°. Zusätzlich sorgt ein integrierter Gyrosensor für die Kompensation von Schockbeanspruchungen. Die Neigungssensoren im passivierten Alu- oder V4A- Edelstahlgehäuse eignen sich für den Temperaturbereich zwischen – 40 und + 80 °C und erfüllen die technischen Sicherheitsanforderungen gemäß der Normen IEC 61508 (SIL 2) und EN 13849 (PLd). Die Signalausgabe erfolgt wahlweise mittels CANopenoder CANopen-Safety-Protokoll, alternativ können die erfassten Werte auch als 4 – 20- mA-Normsignale ausgegeben werden. Drehgeber von FSG dienen auch unmittelbar der Manövrierfähigkeit von Schiffen: So überwachen die magnetischen Winkelaufnehmer der MH620-Serie die Propellerblattstellungen im Bugstrahlruder. Auch diese verschleißfrei arbeitenden Singleturndrehgeber sind im Sinne der funktionalen Sicherheit redundant ausgeführt. Als Rückmeldegeber für die Ruderlage kommen die Varianten der Reihe MH620/Z zum Einsatz. Sie verfügen zusätzlich über eine rückseitige Kreisskala mit Zeiger, welche die Wellenposition zur exakten Justierung der Geber anzeigt. Auf der Brücke Der Miniatur-Drehgeber MH609y-II-CAN wurde speziell zur Winkelaufnahme in sehr beengten Platzverhältnissen entwickelt und dient der Achsenerfassung von Kommandogebern zur Schiffsteuerung. Trotz seines geringen Durchmessers von 22,2 mm und einer Gehäuselänge von unter 39 mm integriert der nur 80 g leichte Encoder einen redundanten Hall-Sensor zur Winkelerfassung von 0 – 360° und eine CAN-Bus-Schnittstelle. Seine kontaktlos messende Hall-Sensorik erreicht eine Auflösung von 12 Bit/360° und gewährleistet eine mechanische Lebensdauer von mindestens 300 Mio. Zyklen. Der Miniatur-Encoder mit einer 6 mm starken 56 antriebstechnik 9/2018

SENSORIK UND MESSTECHNIK 02 Winkelaufnehmer dienen der Erfassung der Ruderlage – der Neigungssensor überwacht den Krängungswinkel des Schiffs 03 Auch zur Steuerung der Ankerwinsch und der Überwachung der Schiffskran-Kinematik liefert FSG alle erforderlichen Sensoren Welle aus Edelstahl 1.4305 und einem seewasserfesten Aluminiumgehäuse hält Temperaturen von – 40 bis + 80 °C stand. Zudem zeichnet er sich durch hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit aus. Zur Messung von Windgeschwindigkeiten bis maximal 50 m/s und der Windrichtungen liefert FSG Anemometer des Typs AN-60/MH und Windfahnen der Serie WR-Z/MH. Durch den speziell gekapselten Aufbau des magnetisch arbeitenden Messsystems sind die Windsensoren für den Einsatz unter extrem rauen Bedingungen geeignet. Zur Darstellung aller erfassten Größen, wie z. B. der Winkel- und Neigungspositionen sowie der Windgeschwindigkeiten, hat der Berliner Hersteller passende Analogoder Digitalanzeiger mit beleuchteten und beliebig gestalteten ein- oder mehrfarbigen Skalenblättern, Zeigerwinkeln und Zeigerdrehpunkten im Programm. Kontrolle von Ankerwinsch und Kran-Anwendungen Zum sicheren Setzen und Lichten des Ankers ist es von höchster Bedeutung, jederzeit die Länge der gesteckten Ankerkette oder -trosse zu kennen. Um beim Einholen ein Pendeln des Ankers und Beschädigungen am Schiffsrumpf zu vermeiden, muss zudem die Leistung der Winsch geregelt werden. Zur Messung und sicheren Regelung der Ankerwindenmotoren stellt FSG mit den Drehgebern des Typs MH10/10-CAN/ GS125 und den Nockenschaltwerken der Serie G15-MH1023/8SEN/GS120 robuste Lösungen bereit, die den funktionalen und sicherheitsrelevanten Anforderungen voll entsprechen. Ebenso liefert das Unternehmen Neigungs- und Positionsaufnehmer für die Überwachung der Schiffskran-Kinematik. Zur Neigungserfassung dienen auch hier die universellen Neigungssensoren der Baureihe PE-MEMS…/GS70, während sich Schwenkwinkel und -geschwindigkeit der Kranausleger mit den magnetischen Multiturn-Drehkranzgebern des Typs MH14/12- CAN messen lassen. Dazu werden die Drehkranzgeber mit Schutzart IP68 über ein verfedertes, spielfreies Zahnrad mit dem Zahnkranz des Auslegerantriebs verbunden. Für die Längenmessung der ausgelassenen Kran- bzw. Hubseile gibt es die Seilzuggeber der SL-Baureihe. Ausführungen dieser Baureihe sind für Seillängen bis zu 30 m verfügbar. Beim Aufwickeln sorgt eine Seiltrommelmechanik dafür, dass das flexible Messseil aus rost- und säurebeständigem Edelstahl stets in Lagen mit konstanten axialen Abständen auf die hochgenaue Messtrommel gespult wird. Die Trommelumdrehungen werden vom magnetischen Multiturngeber der Baureihe MH1023 aufgenommen, der bis zu 64 Umdrehungen erfasst. Optional lässt sich der robuste Seilzuggeber auch mit anderen handelsüblichen Drehgebersystemen kombinieren. Zuverlässig seit Jahrzehnten Das Berliner Traditionsunternehmen entwickelt und fertigt anwendungsorientierte Systemlösungen für nahezu jede industrielle mess- und regelungstechnische Anforderung. Die Entwicklungs- und Versuchs- „Robustheit ist nicht genug: Auf Anfrage sind alle Sensoren mit DNV GL-Zertifikat verfügbar.“ Abteilungen führen alle erforderlichen Funktionstests praxisnah durch und überprüfen in rechnergestützten Simulationen Maßnahmen zum EMV-Schutz. Neben einer Vielzahl von Standardprodukten zur Winkel-, Neigungs- und Längenerfassung liefert FSG vor allem kundenspezifische Lösungen für Einsatzgebiete, in denen Messgeräte und Aufnehmer rauen klimatischen Bedingungen, starken Erschütterungen und Vibrationen sowie heftigen mechanischen Einwirkungen standhalten müssen. Dazu zählen neben dem Schiffs- und Offshore-Bereich Krananlagen, Bagger und Baumaschinen, der Schienenverkehr sowie Anwendungen der Wasser- und Energiewirtschaft. Fotos: FSG www.fernsteuergeraete.de antriebstechnik 9/2018 57

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