Sichere Sensorik ist elementar für den Schutz von Mensch, Maschine und Umwelt. Zusätzlich fördert sie die Anlagen- und Maschineneffizienz. Der Düsseldorfer Hersteller TWK hat sich auf so genannte Safety-Sensorik spezialisiert. Wir sprechen mit den Geschäftsführern Dr. Felix und Dr. Hannwelm Steinebach über die aktuellen Lösungen, die Relevanz ihrer Produkte für die Industrie und die Zukunft der sicheren Sensorik.

Wie ist Ihr Portfolio strukturiert, und wie hat sich der Fokus auf den sicheren Sensoren historisch entwickelt?

Wir bieten sehr unterschiedliche Lösungen zur Überwachung von Vibrationen, Neigung, Weg und Winkel an. Mit unseren Produkten sorgen wir für die effiziente Steuerung von Maschinen und Anlagen. Schließlich ist es die präzise Messung des Ist-Zustands, die maßgeblich für den idealen Verlauf von automatisierten Prozessen verantwortlich ist. Sicherheit ist dabei elementar. Natürlich müssen unsere Sensoren auch ein robustes Design aufweisen, Umgebungseinflüssen widerstehen und stets hochakkurat funktionieren. Der Schutz von Mensch, Maschine und Umwelt wird jedoch zunehmen wichtiger. Der Markt hat das erkannt – und um den Anforderungen unserer Kunden zu entsprechen, setzten wir nicht erst seit gestern auf Lösungen, die mit den Normen IEC 61508 (Funktionale Sicherheit) und EN ISO 13849 (Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen) konform sind. Über die Jahre haben wir ein großes Portfolio von verschiedensten Sensoren für die funktionale Sicherheit entwickelt. Die am stärksten nachgefragten Produkte darunter sind unsere sicheren Drehgeber mit Profinet-Schnittstelle.

Wenn wir auf den Markt und die Kundenanforderungen zurück kommen – wie waren diese in der Vergangenheit, und wie sehen sie heute aus?

Im Vergleich zu früher erfüllen Sensoren heute eine Vielzahl von Funktionen, die früher andere Geräte leisten mussten. Maschinen und Anlagen werden komplexer, die Messgrößen mehr, die zu erfassenden Datenmengen steigen entsprechen. Der moderne Sensor unterscheidet sich zum betagteren Modell ganz grundsätzlich. Ohne leistungsstarke Mikrocontroller kommt beispielsweise keines unserer Produkte mehr aus.

Sie werten Rohdaten aus und bereiten sie auf und können überdies gezielte Maschinen/ Gerätefunktionen bzw. Prozesse auslösen. Es sind also ganz aktive Bestandteile des Gesamtsystems, die autonom Entscheidungen treffen. Man könnte sie also als intelligent bezeichnen – manche Hersteller nutzen auch den Begriff Smart Sensor. Nehmen Sie beispielsweise eine Windenergieanlage. Windmühlen neigen bei starkem Wind oder defekten Rotoren schnell zu Turmschwingungen, mit unangenehmen Folgen. Unser Vibrationssensor wird dazu eingesetzt, aus der gesamten Frequenzbandbreite des Sensorrohwertes nur den für die Turmschwingungen relevanten Frequenzbereich herauszufiltern.

Das ist mithilfe der digitalen Filter des Mikrocontrollers möglich. Bei Erreichen eines Schwellenwerts für die Turmschwingung nimmt der Sensor ein sicheres Abschalten vor. Sicher im Sinne von IEC 61508 und EN ISO 13849 – und im praktischen Sinn: der Anschaltvorgang muss in einer bestimmten Phase der Turmschwingung stattfinden, sonst kann sich diese sogar noch verstärken.

Betrachten wir die Industrie 4.0 und das industrielle Internet of Things, dann spielen Sensoren auch hier eine entscheidende Rolle. Sie unterstützen dabei, den Umgebungszustand in eine digitale Sprache zu übersetzen, welche die  Maschinensteuerung interpretieren und entsprechend Aktionen ableiten kann. Sensoren ermöglichen außerdem die Fernwartung und die Ferndiagnose von Anlagen. Betreiber können dadurch auf bedarfsorientierte oder sogar vorausschauende Wartung umsteigen und deutliche Kosteneinsparungen erzielen.

Mittels unserer Sensor-internen Selbstdiagnoseroutinen ist es sogar möglich, dass ein Betreiber die Ursache für einen anstehenden Sensorfehler ortsunabhängig auslesen und zu uns senden kann. Wir übernehmen dann die Fehlersuche und –behebung.  Im Servicefall können wir Kunden also schnell und unkompliziert helfen. Der Vibrationssensor für Windenergieanlagen zeigt, dass unsere Kunden Sensoren benötigen, die autonom bestimmte Situationen in einer Applikation analysieren, bewerten und gegebenenfalls konkrete Prozesse in Gang setzen.

In den vergangenen Jahren haben wir verstärkt in die Softwareentwicklung investiert, um diesem Anspruch gerecht zu werden.

Sensoren sind heimliche Helden der Automatisierung, sie leisten Großes, arbeiten jedoch meist im Verborgenen. In welchen Anwendungen verstecken sich die Sensoren von TWK?

Unser Aufgabenbereich beziehungsweise die Einsatzbereiche unserer Lösungen sind sehr verschieden. Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen kommen mit Ihren Herausforderungen auf uns zu. Beispielsweise sind moderne Brücken und Schleusen mit sicheren Drehgebern und Neigungssensoren von TWK ausgestattet. Sie sorgen für die Überwachung und Steuerung, um den Schifffahrt und Straßenverkehr zu koordinieren. 

Die Effizienz einer Solaranlage kann gesteigert werden, indem die Solarpanels dem Sonnenstand nachgeführt und damit möglichst senkrecht zur einfallenden Sonnenstrahlung ausgerichtet werden. Somit unterstützen unsere Sensoren Solarkraftwerke bei der Leistungssteigerung.

Unsere Wegaufnehmer finden im Tunnelbau bei den Funktionen, die quer zur Bohrrichtung erfolgen, ihren Einsatz. Soll der Bohrkopf in das Gestein vorgetrieben werden, muss für einen Gegenhalt gesorgt werden. Dies wird erreicht, indem hydraulische Stützen gegen die Tunnelwände gepresst werden. Das Ausfahren dieser seitlichen Stützen ist ein typischer Vorgang, der mit induktiven Wegaufnehmern erfasst werden kann. Das gleiche Messprinzip erfolgt bei der Verschalung. Die induktiven Wegaufnehmer eignen sich besonders gut wegen der Unempfindlichkeit gegen Vibrationen und Stöße. Das interne Funktionsprinzip ist kontaktlos.

Auch im Schienenverkehr findet man unsere Produkte. Die Drehgeber werden zur Winkelmessung von Fahrschaltern und Stromübertragern in Zügen eingesetzt.  Diese sicherheitsrelevanten Sensoren erfüllen alle derzeit geltenden Bahnnormen, wie beispielsweise erhöhte EMV-Anforderungen oder Korrosionsbeständigkeit.

Wie unterscheiden sich Ihre Produkte von denen anderer Hersteller, was macht einen TWK Sensor aus? 

Ganz einfach: der Mensch macht bei TWK den Unterschied. Es sind unsere Mitarbeiter, die gemeinsam mit Kunden individuelle Problemlösungen entwickeln und technisch wegweisende Produkte erschaffen. Das Ziel dabei ist es, die Gesamtbetriebskosten (TCO) von Maschinen und Anlagen zu reduzieren. Genauso kann der Kunde bei uns für jedes Produkt umfassende technische Beratung und langfristige Betreuung erwarten – auch nach Jahrzenten des Betriebs.

Die Nähe zum Kunden und das partnerschaftliche Verhältnis zahlen sich aus. Sie ermöglichen es uns, dass TWK-Lösungen immer wieder in Großprojekten zum Einsatz kommen. Die Kunden wissen, dass sie uns vertrauen können und dass wir Ihnen nie etwas verkaufen würden, das sie nicht benötigen.