Bild 01: Das „safePXV“-System von Pepperl+Fuchs bietet mehrfache Redundanz: mehrfarbige Codes, Sensor mit Kamera und zweifarbigem LED-Ring, sichere Auswerteeinheit. (Quelle:Pepperl+Fuchs)
Wo sich Menschen und Maschinen im selben Arbeitsbereich bewegen, schreibt die Maschinenrichtlinie (EU-Richtlinie 2006/42/EG) umfassende Schutzmaßnahmen vor. Weltweit gelten ähnliche Vorgaben, um Personen im Umfeld autonom agierender Maschinen zu schützen und zugleich Sachschäden zu vermeiden. Die sichere Absolutposition auf der x-Achse gehört daher in vielen Anwendungen zu den grundlegenden Voraussetzungen.
Dafür werden redundante Systeme benötigt, die einen Abgleich zwischen unterschiedlichen Sensoren und Technologien vornehmen. Herkömmliche Systeme sind häufig sehr komplex und kostspielig. Durch die Kombination der Auswerteeinheit Safe Evaluation Unit PUS mit dem Positioniersystem des Typs „safePXV“ oder WCS reduziert Pepperl+Fuchs [1] die Komplexität und den Integrationsaufwand durch neue technische Ansätze.
Redundanz für AGV mit nur einem Sensor
Das Absolutpositioniersystem „safePXV“ (Bild 1) ist für lineargeführte Applikationen, wie Elektrohängebahnen, Schub-Skidanlagen oder Regalbediengeräte, ausgelegt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Technologien kommt es mit nur einem kameragestützten Sensor aus, da es über mehrstufige intrinsische Redundanz verfügt. Das reduziert den Bedarf an Hardware ebenso wie den Aufwand für die Systemintegration.
Die Kamera ist auf ein Kunststoffband mit dreifarbigen Data-Matrix-Codes gerichtet, das mit seiner selbstklebenden Rückseite leicht zu verlegen ist. Die Codes sind für gute Erkennbarkeit mit einer Abmessung von 15 mm × 15 mm überdurchschnittlich groß formatiert. Die Kamera ist mit je einem roten und einem blauen LED-Ring ausgestattet, die in einem sicherheitsbewerteten Ablauf getrennt blitzen. So erfasst der Sensor immer nur einen Teil der farbigen Data-Matrix-Codes – im blauen Licht die roten und schwarzen, im roten Licht die blauen und schwarzen Felder.
Diese optischen Signale werden von einem sicheren Algorithmus miteinander abgeglichen, was einer unabhängigen Plausibilitätsprüfung entspricht. Stimmt die Auswertung der erhobenen Bildinformation nicht mit der erfassten Position überein, wird eine Fehlfunktion gemeldet und die Sicherheitsschaltung ausgelöst. Da die beiden LED-Ringe direkt durch den Sicherheitsteil angesteuert werden, wird automatisch auch die korrekte Funktion der Kamerasoftware überprüft. Für die Bestimmung der Position auf der x-Achse genügt ein einziger Data-Matrix-Code. Die Positionsdaten können selbst bei kompromittierten Bandabschnitten auf 0,2 mm genau ausgegeben werden. Die Positionsbestimmung ist mit diesen Vorkehrungen bereits durch Mehrfachredundanz abgesichert. Das Code-Band bietet die größte auf dem Markt verfügbare Streckenlänge.