(WK-intern) – Funktional sichere Sensorik mit SIL2 und/oder PLd Zertifizierung sind Schlüsselprodukte für die Windindustrie. Sie senken die Einsatzkosten, da weniger Redundanz von Geräten erforderlich ist. Durch frühzeitige und intelligente Fehlererkennung erhöhen sie durch geringere Ausfallzeiten die Effizienz von Windkraftanlagen. Die TWK stellt auf der WindEnergy 2026 in Hamburg auf ihrem Stand B6.301 neue und weiterentwickelte Sensorik vor, und zeigt damit erneut, dass innovative Technologie einen relevanten Vorsprung darstellt.

Doch nicht nur verringerte Ausfallzeiten erhöhen die Effizienz des Betriebs von Windenergieanlagen, sondern auch die Möglichkeit, die TWK Sensoren speziell an die Betriebsbedingungen einer jeden Anlage anzupassen. Dadurch werden Regelungsprozesse optimiert und somit der Ertrag zu jedem Zeitpunkt maximiert.

Die bewährten SIL2/PLd zertifizierten Geräte, die auf MEMS-Sensorik basieren, sind in dieser Hinsicht mit einer neuen Plattform mit leistungsstärkeren Controllern und aktuellen 6-Achs-Sensoren ausgestattet (Accelerometer und Gyroskop). Im Einzelnen geht es um den dynamischen Neigungssensor NIT, den Rotornabensensor NBT-D und den Vibrationssensor NVT. Die erhöhte Rechen- und Speicherleistung machen diese hohe Applikations-Individualisierung erst möglich. Zusätzlich sind sie auf aktuellem Stand bezüglich Cybersicherheit. Dieses Thema gewinnt zunehmend an Bedeutung, so dass TWK die neuen Sensoren gemäß der Norm für IT-Sicherheit für die Automatisierungs- und Steuerungstechnik, IEC 62443, auslegt. Sie sind mit der PROFIsafe Schnittstelle ausgestattet und können neben dem skalierten und gefilterten Endwert auch die Rohwerte der eingesetzten MEMS-Sensoren funktional sicher ausgeben.

TWK bietet die Möglichkeit, eine Messeinheit in einer Windenergieanlage in Betrieb zu nehmen und über einen längeren Zeitraum MEMS-Sensor-Daten zu loggen. Mit diesem Datensatz wird anschließend in Zusammenarbeit mit dem Kunden der gewünschte Sensor an die realen Betriebsbedingungen bestmöglich angepasst. So werden beim dynamischen Neigungssensor der eingesetzte Kalman-Filter und weitere Parameter optimiert. Niederfrequente Störschwingungen durch das Schwingen von Offshore-Anlagen in allen drei Dimensionen oder Getriebe- und Gondelvibrationen werden auf diese Weise, selbst bei zeitlich langanhaltenden Störungen, aus dem geforderten Neigungswert herausgefiltert. Erstmals steht dieser dynamisch korrigierte Neigungswert als zertifiziertes, funktional sicheres Ausgangssignal dem Anwender zur Verfügung.

Der Rotornabensensor hat sich als Sensor zur sicheren Erfassung der Rotordrehzahl bereits etabliert. Er kann ohne feste Wellenanbindung einfach in der Rotornabe platziert werden. Die nun eingesetzten 6-Achs-Sensoren sind deutlich rauschärmer und haben eine geringere Langzeitdrift. Sie verbessern die Güte und Genauigkeit der gemessenen Rotordrehzahl merklich. Weiterentwickelte Filtertechnologien machen den Rotornabensensor robuster gegen Störschwingungen und Störvibrationen, egal, in welcher Achsrichtung sie auftreten.

Als letzter im Bunde kann auch der Vibrationssensor durch die erweiterten und individualisierbaren Filtertechnologien genau die Schwingungen sicher erfassen und an die Steuerung übermitteln, die für die Beurteilung des Betriebszustandes einer Windenergieanlage wichtig sind, um sie – im Falle einer auftretenden Störung – abzuregeln und den Fehler schneller zu lokalisieren. Dafür stehen mehrere Frequenzbänder und Signalverarbeitungsmöglichkeiten, wie RMS und PEAK, zur Verfügung. Optional können Safety-Relais implementiert werden, die bei Überschreiten von Beschleunigungsgrenzwerten schalten. Daneben gibt es einen Standard-Vibrationssensor mit der drahtlosen LoRaWan Schnittstelle und Batteriebetrieb, um während der Errichtungsphase einer Anlage eingesetzt zu werden.

Drehgeber sind eine weitere wichtige Komponente, die in der Windindustrie zum Einsatz kommt. TWK stellt zahlreiche Geräte für fast jeden Einsatzzweck zur Verfügung – auch in Edelstahl für den Offshore-Einsatz. Das Schnittstellen-Portfolio ist groß, insbesondere auch bei den Safety-Schnittstellen – vor allem CANopen Safety, EtherCAT FSoE und PROFIsafe. Der Drehgeber TRT hat neben der PROFIsafe über PROFINET Schnittstelle auch einen Inkrementalausgang (ABZ). Er kann zusätzlich über das PROFINET Standardmodul angesprochen werden. Für Drehkranzanwendungen, z. B. bei der Gondel oder Rotor, bietet die zertifizierte Drehkranzfunktionalität immer die korrekte Position auf der 360° Skala, egal wieviele Umdrehungen schon erfolgt sind. Die mechanische Anbindung erfolgt am besten über das spielfreie Messzahnrad ZRS.

Auch bei den Drehgebern hat TWK Neues zu berichten: Die in Rotor und Stator aufgeteilten Ring Encoder der L- und H-Serie arbeiten induktiv oder auf Magnetring-Basis und haben Innendurchmesser bis 200 mm für Leitungen, Schleifringe oder zu Montagezwecken. Sie können bis zu vier unterschiedliche Schnittstellen bedienen – und zwar gleichzeitig. Einmal funktional sicher über eine sichere Schnittstelle für die Safety-Steuerung und bis zu drei High-Speed-Schnittstellen für schnelles Motor-Feedback (BiSS / SSI, inkremental ABZ, kommutativ UVW). Die Auflösungen gehen bis 21 Bit und können pro Schnittstelle unterschiedlich eingestellt werden.

Es gibt viel zu entdecken auf der WindEnergy 2026.

Foto: TWK-ELEKTRONIK GmbH