Sensorik für die Abfallentsorgung in der Smart City

Details: Veröffentlicht: 15.10.2018; Zuletzt aktualisiert: 06.01.2024; Zugriffe: 4847

Smart City heißt die Zukunft unserer Städte, ein Trend in der Mobilen Automation, der auch das Thema Abfallentsorgung nicht unberührt lässt. Fahrzeuge, die automatisch Abfallcontainer aufnehmen, entleeren und wieder abstellen, gehören heute in etlichen Gemeinden bereits zum Straßenbild. Als Spezialist für solche modernen Abfall-Entsorgungssysteme gilt die Villiger AG in Oberrüti, Schweiz. Zahlreiche Sensoren von Baumer gewährleisten darin einen zuverlässigen Betrieb.

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Entsorgungssystem Speed Lifter
Kommunikation über CANopen

Entsorgungssystem Speed Lifter

Das Produkt-Spektrum von Oberrüti reicht von Ober- und Unterflur-Containern über Lift- und Kransysteme bis hin zu mobilen Reinigungsanlagen für Abfallsammelbehälter. Mit über 150.000 installierten Entsorgungssystemen in der Schweiz und Europa gehört das Unternehmen zu den Branchenführern und setzt mit innovativen Entsorgungslösungen immer wieder Maßstäbe.

Ein Beispiel dafür ist das Entsorgungssystem Speed Lifter (Bild oben). Ausgestattet mit einem speziellen Greif- und Haltemechanismus, dem sogenannten Gripper, ermöglicht es ein automatisches und schonendes Handling der Abfallcontainer.

Spezieller Greif- und Haltemechanismus

Gleich eine ganze Reihe unterschiedlicher Sensoren trägt dazu bei, dass der Gripper die Container schnell und sicher führt. Seilzug-Wegmesser überwachen beispielsweise die Länge und den Stellwinkel des Auslegers, Absolut-Drehgeber seine Rotation, induktive Sensoren die Position der Stützfüße und Neigungssensoren dienen der Stabilitätskontrolle.

Anhand dieser Messwerte lässt sich der maximale Arbeitsbereich einrichten. Schließlich darf das Entsorgungsfahrzeug auch bei ungünstigen Bedingungen, wenn es beispielsweise auf abschüssigen Straßen oder unebenem Untergrund arbeitet, nicht kippen.

Auf der Suche nach passenden Sensoren wurden die Schweizer Entsorgungsspezialisten im Produktportfolio von Baumer schnell fündig, denn der Sensorik-Experte bietet eine breite Palette robuster Sensorlösungen: von der Neigungs- und der Winkelmessung für die drehbaren Aufbauten über die Anwesenheitskontrolle und Positionsmessungen für die beweglichen Teile bis hin zu Last-, Hydraulikdruck- und Füllstandsmessung.

Zahlreiche Varianten sind speziell ausgelegt für die mobile Automation und auch in redundanter Ausführung erhältlich. Optimiert in Bezug auf höhere Schock- und Vibrationsbelastungen sowie Verschmutzungen und Temperaturschwankungen erfüllen sie die E1-Anforderungen, bieten einen Korrosionsschutz nach C5-M und Schutzarten bis IP69K. Für den Einsatz in funktional sicheren Systemen sind viele Sensoren mit ISO 13849 konformer Firmware entwickelt worden.

Robuste Sensoren am Ausleger

Der kompakte Seilzug-Wegsensor „GCA5“, der die Auslegerverlängerung des Grippers zuverlässig erfasst, ist sehr robust und speziell auf die Anforderungen im mobilen Außeneinsatz ausgelegt. Ihn gibt es auch in redundanter Ausführung. Durch die geringe Einbautiefe von 65 mm ließ sich der Seilzug-Geber am Kranausleger des Speed Lifters platzsparend montieren.

Mit seinem Gehäuse aus schlagfestem Kunststoff, dem korrosionsbeständigen Edelstahlseil mit abriebfestem Nylonmantel und der berührungslosen, verschleißfreien, magnetischen Abtastung eignet sich der GCA5 optimal für den betriebssicheren und wartungsarmen Einsatz bei der Abfallentsorgung.

Elektronik und Edelstahlfeder sind dicht gegenüber der Seiltrommel gekapselt. Ein flexibler, integrierter Schmutzabweiser am Seileintritt schützt zusätzlich alle Komponenten vor Feuchtigkeit und anderen schädlichen Umwelteinflüssen. Der maximale Messbereich liegt bei 4,7 m, bei einer Auflösung von 0,3 mm und einer Linearität von ±0,5 % des Messbereichs.

Die Rotation präzise im Griff

Robust und präzise sind aber auch die anderen am Speed Lifter eingesetzten Sensoren. Die Rotation des Auslegerarms beispielsweise wird mit dem redundanten und magnetischen Absolut-Encoder „EAM580R“ erfasst. Mit seiner hohen absoluten Winkelgenauigkeit bis 0,15 Grad positioniert er präzise. Durch E1-konformes Design für hohe elektromagnetische Verträglichkeit, Schutzart IP67 und Korrosionsfestigkeit C5-M ist auch dieser Sensor für anspruchsvolle Außenanwendungen ausgelegt.

Industrial Ethernet Encoder und andere Industrie 4.0 Drehgeber

Für höchste Zuverlässigkeit ist die Firmware entsprechend den Anforderungen der ISO 13849 entwickelt worden. Dadurch sind die Drehgeber als Standardkomponenten in funktional sicheren Systemen bis PLd einsetzbar. Die Konnektivität wird durch im Automotiv-Bereich übliche Steckverbinder (Deutsch, AMP) vereinfacht. Dank der ebenfalls kompakten Abmessungen ließ sich der Drehgeber platzsparend im Ausleger des Speed Lifters montieren.

Kommunikation über CANopen

Ihr Messsignal geben die im Speed Lifter eingesetzten Sensoren über eine CANopen-Schnittstelle an die Steuerung des Entsorgungsfahrzeugs weiter. Absolute Drehgeber der Serie „BMMH58“ beispielsweise überwachen den Winkel des Auslegerarms. Induktive Schalter der Serie IR18 finden ihren Einsatz bei der Positionierung der Stützfüße.

Ein Neigungssensor der Serie GNAMG dient zur Stabilitätskontrolle des Fahrzeugs. Anhand all dieser Diagnosedaten ermittelt die Steuerung den maximalen Arbeitsbereich. Die aufbereiteten Daten werden in einem Chartdiagramm visualisiert, sodass der Fahrer den maximalen Arbeitsbereich jederzeit vor Augen hat und entsprechend sicher und effizient sein Fahrzeug positionieren kann.

Die robusten Sensoren haben sich beim Einsatz in den modernen Entsorgungsfahrzeugen bewährt. Auch bei anderen Projekten arbeitet die Villiger AG gern mit dem Sensorikspezialisten zusammen. So werden Baumer-Sensoren beispielsweise auch in der mobilen Reinigungsanlage „CD 300“ eingesetzt, die eine systematische und kostenoptimierte Pflege zur Werterhaltung der Abfallsammelbehälter ermöglicht.