Ein weiterer Sensor der TWK reiht sich in die mittlerweile lange Liste der SIL2/PLd zertifizierten Sensoren ein: Der neu entwickelte Rotornabensensor NBT-D/S3 mit PROFINET-Schnittstelle. Der vornehmlich für Windkraftanlagen entwickelte Sensor misst die Drehzahl des Rotors, damit der Anwender zu jeder Zeit den Betriebszustand seiner Anlage diesbezüglich kennt. Durch die funktional sichere Ausführung des Sensors kann er dem Ausgangssignal des NBT jederzeit vertrauen und sein Steuerungskonzept darauf auslegen. Die Montage im Rotor ist denkbar einfach und kostengünstig: Es ist keine Anbindung an eine Antriebswelle erforderlich. Stattdessen kann er an einer beliebigen Stelle in der Nähe der Drehachse platziert werden.
Möglich wird die beliebige Montage durch den Einsatz von MEMS-Sensoren. Der Rotornabensensor beinhaltet einen Gyroskopsensor hoher Präzision, der die anliegende Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) misst. Ein zusätzlich verbauter Accelerometer dient zur Validierung des Drehzahlsignals und gibt den aktuell vorliegenden Winkel auf der 360° Skala als Rotorposition aus.
Die Schnittstelle des Sensors ist PROFIsafe über PROFINET, zusätzlich ausgestattet mit dem PROFINET-Standard Modul. Entwickelt wurde dieses Gerät als funktional sichere Safety-Version nach ISO 13849 und IEC 61508 mit Performance Level d und Safety Integrated Level 2 bei einer Gebrauchsdauer von 25 Jahren. Nun liegt auch das Zertifikat seitens der TÜV-Zertifizierungsstelle vor. Der Anwender kann sicher sein, einen sicheren Sensor zu verbauen, der zuverlässige Daten liefert. Und zwar im doppelten Sinn: messtechnisch und funktional sicher.
Die beliebige Montage im Rotor einer Windkraftanlage oder in einer ähnlichen Applikation - ohne eine erforderliche Wellenanbindung - vereinfacht den Einsatz für den Anwender erheblich. Es erforderte bei der Entwicklung eine neue Herangehensweise an die Messwertverarbeitung. Die Implementierung eines Kalman-Filters für die Verknüpfung der Messwerte des Gyroskops und des Accelerometers sowie neu entwickelte Algorithmen und Korrekturfilter haben schließlich ein sehr gutes Ergebnis gebracht: Ein schnell reagierendes und störungstolerantes Drehzahlsignal hoher Genauigkeit. Bislang einzigartig auf dem Markt. Die typischen in einer Windkraftanlage auftretenden Längs- und Querschwingungen sowie Gondelvibrationen wirken sich nur wenig auf die Güte des Signals aus. Viele Tests im Labor und im Feld wurden erfolgreich bestanden, auch bei leichtem Verkippen aus der Drehebene. Das Maß der Dinge waren hier die hohen Anforderungen unserer Kunden. Erste Serieneinsätze sind bereits erfolgt.
Der robuste und witterungsresistente Sensor trägt somit zu einem sicheren Betrieb einer Windkraftanlage bei, um beispielsweise Schäden durch Überdrehzahl des Rotors zu vermeiden. Er bietet mit seinem stabilen Aluminiumgehäuse die Schutzklasse IP67. Der Anschluss erfolgt über M12-Stecker.
