Technologie aus Linz : KEBA-Technologie im Einsatz für Wettervorhersagen bei Leonardo

Die Endkunden, die Wetterradarsysteme von Leonardo im Einsatz haben, sind in erster Linie nationale Wetterdienste, aber auch Flughäfen und das Militär. Die Systeme werden nicht nur für die allgemeine Wettervorhersage genutzt, sondern unterstützen zum Beispiel in der Karibik dabei, die Bewegungen von Hurrikanen zu berechnen. So kann abgeleitet werden, welche Sicherheitsmaßnahmen zu treffen sind und ob bestimmte Gegenden ggf. evakuiert werden müssen. In Regionen, wo es ergiebig schneit, ermöglichen die Systeme rasche Entscheidungen darüber, welche Straßen gesperrt werden sollen. 

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Leonardo bietet zudem ein mobiles System an, das verwendet werden kann, die lokalen Wetterbedingungen rasch vorhersagen zu können. Das kann beispielsweise bei der Formel 1 hilfreich sein, wo auf Basis der Daten der Messstation entschieden wird, ob (bei sich verändernden Wetterbedingungen) andere Reifen zum Einsatz kommen sollen. Auch im Untertageabbau ist das System nützlich, um bei extremen Wetterbedingungen schnell entscheiden zu können, die Arbeiter rechtzeitig aus einer Mine zu evakuieren. Ebenso haben Institutionen und universitäre Einrichtungen Teile eines solchen Systems von Leonardo schon verwendet, um Weltraumschrott oder Vulkanasche zu tracken. Mit dem System können also generell Partikelvolumen erfasst werden, es muss also nicht per se Regen, Schnee oder Hagel sein.

Leonardo und KEBA Industrial Automation arbeiten seit etwa 15 Jahren zusammen. Christoph Duncker, Produktingenieur bei Leonardo Germany: "Damals belieferte uns ein anderer Hersteller mit Antrieben. Als wir mitbekamen, dass es zu einer Produktabkündigung ohne klare Produktnachfolge kommen würde, machten wir uns auf der Suche nach einem neuen Partner.“ Und die Latte für den nächsten Lieferanten lag hoch – KEBA gewann das Rennen. Duncker: "Wir haben uns aus vier Gründen für KEBA Industrial Automation entschieden. Erstens hat KEBA mit den Pitch und Yaw Systemen für Windanlagen langjährige Erfahrung mit Automatisierung und Antriebslösungen für Anwendungen, die extremen Wetterbedingungen ausgesetzt sind – was auch für unsere Anlagen gilt. Das war uns enorm wichtig.“ Aber auch die offene Plattform von KEBA Industrial Automation kam Leonardo entgegen. 

Duncker: "Wir haben genau gewusst, was wir brauchen und waren bei der Auswahl der KEBA Produkte daher sehr zielgerichtet, was Anforderungen und Funktionalität betrifft. Bei vielen anderen Komponenten in unserem System wollen wir einfach flexibel bleiben – es galt daher eine Plattform zu finden, die nicht nur offen ist und die Anbindung von Komponenten verschiedenster Lieferanten zulässt, sondern auch die nötige Flexibilität mitbringt, mit unseren Kunden Lösungen eigenständig zu entwickeln. Hierbei helfen uns auch die umfangreichen direkt in den Antriebsreglern integrierten Softwarebibliotheken wie beispielsweise Kurvenscheibenmodule und die einfache Synchronisation der Achsen untereinander. Mit dem KEMRO X System von KEBA haben wir genau diese Flexibilität gefunden, die offene Plattform, die KEBA anbietet, ist ein echtes Asset.“

Eine weitere Voraussetzung an die Antriebstechnik war, dass die Servoantriebe direkt neben den Motoren eingebaut werden können und sich mit der Applikation mitbewegen, wobei die Versorgung hierbei über Schleifkontakte erfolgt. „Wir haben hier ein nicht ganz typisches Setup, welches wir mit KEBA sehr gut lösen konnten.“, so Duncker. Ein wesentlicher Punkt für Leonardo ist auch die Größe des Lieferanten. Duncker dazu: „Uns war es wichtig, Produkte und Leistungen bei einem KMU (kleines oder mittleres Unternehmen) zu beziehen – wir wollten also bewusst keinen zu ‚großen‘ Geschäftspartner. Bei den großen Industrie-Automatisierern wären wir nur eine kleine Nummer gewesen. Jetzt, mit KEBA, erleben wir rasche Reaktionszeiten, schnelle Lösungen und kurze Wege und damit eine echte Partnerschaft, wie wir uns das vorgestellt haben.“

Klimaveränderungen und ihre Folgen wie globale Erwärmung, mehr Dürre, extreme Hitzewellen, Stürme, Waldbrände etc. bestimmen zwar das Wettergeschehen und die Headlines in den Medien, nicht aber die Trends in der Branche. Die Betreiber haben derzeit drei Schwerpunkte: Im Schnitt deckt ein Wetterradarsystem ein Gebiet im Radius von etwa 300 Kilometern ab. Einerseits streben die Betreiber eine umfassendere Abdeckung an, um sogenannte "blinde Flecken" zu vermeiden. Dies erfordert eine Netzverdichtung sowie den schrittweisen Ersatz veralteter Anlagen. Andererseits wird es immer wichtiger, mögliche Ausfälle zu vermeiden bzw. zumindest möglichst genau hervorsagen zu können, wann es zu einem Ausfall kommen könnte. Hier wird Condition Monitoring der Anlagen eine sehr wichtige Rolle spielen, um die Verfügbarkeit zu steigern. Ein dritter Punkt, der immer wichtiger wird, ist das schnellere Positionieren der Anlage zwischen Messungen und die erhöhte Positioniergenauigkeit.

Genauigkeit spielt insgesamt eine bedeutsame Rolle. So streben immer mehr Flughäfen danach, durch lokale Messungen die sichere Taktung von Start- und Landeflügen zu optimieren. Dazu kommt eine sogenannte ‚Lidar‘ von Leonardo ins Spiel. Bei einem Lidar‘ handelt es sich um eine Anlage, die Laserstrahlen ausstrahlt, die durch Partikel reflektiert werden. Die Ergebnisse liefern Informationen über die Stärke von Luftverwirbelungen und Windscherungen, die einen Einfluss auf die Geschwindigkeit haben, mit der Maschinen hintereinander starten und landen können. Windscherung bezeichnet eine Änderung der Windgeschwindigkeit und/oder -richtung über eine kurze Distanz. In der Luftfahrt stellen Scherwinde und Mikroböen in geringer Höhe eine ernsthafte Gefahr für Flugzeuge bei Start und Landung dar. Dazu scannen Lidars ununterbrochen die Start- und Landebahnen ab. Duncker: „Laser tasten die Bahnen sowohl horizontal als auch vertikal ab. 

Dabei dreht sich eine Achse permanent und die andere erhöht ständig ihren Winkel, sprich steigert die Höhenlage. So werden sogenannte „Scheiben“ von den Daten aufgenommen, die dann zu einem Gesamtvolumen interpoliert werden.“ Früher wurden beide Achsen getrennt voneinander gesteuert, dank KEBA-Technologie verfügt Leonardo jetzt über eine Lösung, bei der beide Achsen einheitlich gesteuert werden, was die Genauigkeit der Messergebnisse wesentlich verbessert hat – für Leonardo ein echter Wettbewerbsvorteil.