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Ihr HANSER automotive Team
Sonderausgabe 2016/2017
www.mobile-automation.info
SUPPLIER
2016
Mobile Automation
X90 mobile
von B&R
Mehr als nur Hardware
Im Interview
Stefan Taxer, B&R
High Speed für mobile
Arbeitsmaschinen
Echtzeitkommunikation mit
POWERLINK
Components for your Equipment.
Besuchen Sie uns auf der:
SPS 2016
22. – 24. November
Nürnberg
Halle 3A, Stand 401
Steuerungstechnik und Elektronik von Liebherr
Komponenten und Systeme von Liebherr lösen zuverlässig unterschiedlichste
Aufgaben von mobilen Arbeitsmaschinen. Dazu gehören Schaltanlagen für
High-Power-Applikationen, Frequenzumrichtersysteme und Leistungselektronik für
Nieder- und Mittelspannungsanwendungen. Diese sind ideal für diesel-elektrische
Antriebssysteme. Die frei programmierbare Compact Control Unit eignet sich
für kundenspezifische Sicherheitsfunktionen bis Performance Level d. Zudem
ermöglichen leicht integrierbare Anzeige- und Bedieneinheiten eine nutzerfreundliche
Maschinensteuerung.
Liebherr-Components AG
Postfach 222
5415 Nussbaumen AG, Schweiz
Tel.: +41 56 296 43 00
E-Mail: [email protected]
components.liebherr.com
Editorial
M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
|
3
Automatisierung auf
dem Acker und am Bau
D
ie Neuheiten bei mobilen Maschinen sind
gekennzeichnet durch ständig neue Ent­
wicklungen in der Elektronik und Senso­
rik. Diese bestimmen heute den Innovationsgrad
von Arbeitsmaschinen mit dem Ziel, Prozesse ef­
fizienter, präziser und umweltschonender zu ge­
stalten. Das zeigten nicht nur die Weltleitmessen
für Landtechnik und Baumaschinen agritechnica
und bauma, auch auf der SPS in Nürnberg zeigt
sich, dass ursprünglich für industrielle Automati­
sierung entwickelte Lösungen auch den Weg auf
den Acker oder die Baustelle finden. Im Mai 2017
stehen diese Themen im Fokus der Tagung MO­
BILE MACHINES, die die HANSER automotive
gemeinsamt mit MOBIMA ausrichtet.
stellparameter von der Haspel bis zum Häcksler
nehmen Einfluss auf das Ernteergebnis. Rund ein
Dutzend der Prozessgrößen sind vom Fahrer kon­
tinuierlich zu beobachten und zu bewerten. Doch
niemand kann gleichzeitig alles im Blick behalten.
Die hohe Anzahl an Einstellungsmöglichkeiten
und Parameterabhängigkeiten ergibt sich aus Um­
gebungseinflüssen wie Klima und Gelände sowie
aus Zielvorgaben wie Durchsatz, Kraftstoffeinsatz
und Druschqualität.
Der Trend zur Automatisierung von Arbeits­
prozessen wird begleitet durch die Entwicklung
intelligenter Software, um steigende Anforderun­
gen in Dokumentation, Qualitätssicherung, Rück­
verfolgbarkeit sowie Logistik und Maschinen­
überwachung zur Minimierung von Ausfallzeiten
und Reparaturkosten zu erfüllen. Die Entwicklun­
gen, verbunden mit einem intelligenten und einfa­
chen Daten-­
Management-System, führen letzt­
lich zu vernetzten Strukturen, die die gesamte
Prozesskette abbilden.
Der Landwirt oder Maschinenführer wird
j­edoch auch in Zukunft, trotz Automatisierung und
Assistenzsysteme, wichtigster Teil des Betriebs-­
Managementsystems bleiben, weil die System­
komplexität groß ist und eine hohe Entschei­
dungskompetenz verlangt. Die Technik und ins­
besondere die automatisierte Technik kann ihn
aber effektiv unterstützen, indem sie sich ihm und
dem Produktionsprozess anpasst, um sowohl
Effi­zienzsteigerungen beim Betriebsmitteleinsatz
als auch Fortschritte bei den Arbeitskosten, der
Umweltschonung und der Produktqualität zu er­
reichen. Innovative Halbleiter- und Sensortechni­
ken sowie Datenmanagement über Cloudlösun­
gen werden ihm dabei helfen.
Ein gutes Beispiel hierfür ist die Ernte von Ge­
treide. Ist der optimale Ernte-Zeitpunkt erreicht,
sind die Mähdrescher fast rund um die Uhr im Ein­
satz. Dabei ist die Bedienung eines Mähdreschers
eine hochkomplexe Aufgabe. Bis zu fünfzig Ein­
Die resultierende Optimierungsaufgabe ist da­
her extrem komplex. Die Herausforderung, stän­
dig Einstellungen vorzunehmen und Anzeigewer­
te zu prüfen, ist vom Fahrer nicht mehr zu bewäl­
tigen. Die Lösung hierfür sind automatisierte
Assistenzsysteme, die den Fahrer soweit ent­
­
lasten, dass er sich nur noch um wesentliche Ein­
stellungen kümmern muss, können Funktionen
teilautomatisiert ausgeführt werden.
Ihr Klaus Oertel
4
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Inhalt
Mit dem Konzept des Innovation Tractor
zeigt ZF Friedrichshafen, wie sich
Effi­zienz, Komfort und Sicherheit steigern
lassen, wenn intelligente Systeme aus
den Bereichen Pkw und Nkw in
Off-Highway-Fahrzeugen appliziert
­werden.
Der Einsatzbereich von Hall-Sensoren
ist breit gefächert. Bei Mähdreschern
trotzen sie beispielsweise starken
Temperaturschwankungen, extremen
Vibrationen und Feuchtigkeit.
36
EDITORIAL
3
Automatisierung auf dem Acker
und am Bau
30 Hydraulik mit CAN-Bus-Technologie
32High-Speed-Internet
für jede mobile Maschine
AUTOMATISIERUNG
6
Multifunktionalität und intuitive
Programmierung für Nutzfahrzeuge
8
Teleservice-Lösung steigert Qualität
und reduziert Kosten
12
ZF Innovation Tractor
14
Fahrkomfort in der Achterbahn
16
Intelligente Erntemaschine
18
Effizienz durch automatisierte
Ernte-Assistenz-Funktionen
22 Cleverer Chauffeur
24 Automatisierung mobiler Arbeitsmaschinen
26INTERVIEW:
„Mobile Automation braucht
homogene Automatiserungssysteme. “
28 DEUTZ-FAHR-Traktoren: Neue Wege
bei der Motorhaubenöffnung
34 Nebenaggregate effizient betreiben
SENSORIK + AKTORIK
36
Robuste Messtechnik
für mobile Agrarmaschinen
39
Überwachung von nachgerüsteten
LED-Scheinwerfern in Baumaschinen
40
Hubmessung im Hydraulikzylinder –
Kolbenbohren ade!
42
Extrem robust: Neue Neigungsssensoren
und Multiturn-Drehgeber
44 Auch unter härtesten Bedingungen
Winkel und Wege sicher im Griff
46
Hochtemperaturschlauch reduziert Gewicht
und spart Kraftstoff
47
Baukasten für elektrische Antriebe
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Die CAN-fähige Multifunktionsanzeige
MCA 232 stellt sämtliche Signale als
Bargraph, Bitmap oder Wertefeld auf
dem hochauflösendem LC-Display dar.
Es ermöglicht die Anzeige von z. B.
Tank­inhalt, Drehzahlbereich sowie
­Betriebsstundenstand.
Leistungsstarke Geräte
für sicherheitskritische
Anwendungen:
HY-TTC 500 Familie
Flexibilität &
Benutzerfreundlichkeit
ANZEIGE- UND BEDIENELEMENTE
48
Vier Kameras, ein Bild, null tote Winkel
50
CAN-fähige Anzeigetechnik
52
App-basierte Displays
für mobile Arbeitsmaschinen
54
Robuste Bedientechnik für den Außeneinsatz
SAFETY
55
SIL3 für mobile Arbeitsmaschinen
56
Deterministic Ethernet – das nächste CAN?
60
Sichere Elektro-Antriebe
mit hoher Effizienz und Lebensdauer
62 Sicherheitssteuerung mit reduziertem
Implementierungsaufwand
• Umfangreiche Palette an Ein-/Ausgängen
• Über Software konfigurierbare
Ein-/Ausgänge
• Offene Programmierumgebungen
C, CODESYS®, V3.x
Sicherheit
• TÜV-zertifiziert nach IEC 61508
(SIL 2) und EN ISO 13849 (PL d)
• ISO 25119 AgPL d zertifizierbar
• CODESYS® Safety SIL 2 mit CANopen®
Safety Master Unterstützung
Connectivity & Performance
• Bis zu 7 CAN Schnittstellen
• Ethernet für schnellen
Software Download
• 32 bit / 180 MHz TI TMS570 dual core
lockstep processor (ARM architecture)
• Bis zu 2.3 MB RAM / 11 MB Flash
64 Mobil – sicher – vernetzt
66 Funktionale Sicherheit bei Nutzfahrzeugen
68 Stoßresistente Ethernet-Kamera
68Impressum
70
Firmen- und Inserentenverzeichnis
www.ttcontrol.com/
HY-TTC500
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A U T O M AT I S I E R U N G
Multifunktionalität und intuitive
Programmierung für Nutzfahrzeuge
Für die Automatisierung von mobilen Maschinen werden immer komplexere
­A nforderungen an die Sonderaufbausteuerungen im Nutzfahrzeug gestellt.
Dabei soll eine intelligente Kleinsteuerung verschiedenste Parameter der
Maschine e
­ rfassen, Steuer- sowie Regelfunktionen übernehmen und viele
Abläufe im Nutzfahrzeug vereinfachen. Zu den Anforderungen einer
Kleinsteuerung in diesem ­Umfeld gehört neben der Robustheit des Gerätes
vor allem die hohe Leistungs­fähigkeit bei möglichst geringem Bauraum.
Die Kleinsteuerung
b-CANCubeMini im Einsatz bei einem Scania
HLF Feuerwehrfahrzeug.
(© Scania)
D
ie b-plus GmbH implementierte für die Knirsch Nutzfahrzeuge GmbH ihre zuverlässige,
leistungsstarke Kleinsteuerung b-CANCubeMini. Diese steuert die Sonder­
signalanlage und Umfeld-Beleuchtung
direkt von der Original-Lenkrad-Fernbedienung im Lkw aus. Die Kleinsteuerung dient hierzu als zentrale Steuerung zum Auslesen verschiedenster Signale aus dem Fahrzeug und gibt diese
an die entsprechenden Ausgabegeräte
weiter. Die hohe Strombelastbarkeit
der Ausgänge ermöglicht dabei z. B.
die direkte Ansteuerung der Umfeld-­
Beleuchtungs-Scheinwerfer.
Dabei
können alle Ausgänge gleichzeitig mit
bis zu vier Ampere belastet und individuell parametriert werden.
Multifunktional
Die Kleinsteuerung, basierend auf einem 32-bit-Mikrocontroller, verfügt
über elf vollparametrierbare
Ein- und Ausgänge und lässt
sich somit multifunktional
einsetzen. Damit ist nicht
nur das Ein- und Ausschalten von Ausgängen möglich – diese können auch als
PWM oder stromgeregelte
Ausgänge betrieben werden. Beispiel hierfür ist die
Regelung des Stroms aller
Ausgänge, wobei mit einem
dieser Ausgänge eine dimmbare Beleuchtung am Pumpenbedienstand des Feuerwehrfahrzeuges ermöglicht wird.
CAN-Bus Kommunikation
Die zur Verfügung stehenden CANBus Schnittstellen am b-CANCubeMini
ermöglichen die direkte Kommunikation mit dem Fahrzeug und anderen
CAN-Bedieneinheiten. Mit einer der
beiden CAN-Bus-Schnittstellen werden über die offene J-1939-Aufbau-
A U T O M AT I S I E R U N G
CAN -Schnittstelle des Body-Steuer­
geräts verschiedene Signale direkt aus
der Bordelektronik des Lkws ausgelesen. Mit der frei in „C“ programmierbaren Variante des b-CANCube­Mini werden Bibliotheken für diverse Lkw und
Industriemotorhersteller mitgeliefert.
Diese unterstützten den Nutzer bei
­einer effektiven und schnellen Anwendungsentwicklung.
|
CAN-Bedienelemente –
Individuell und robust
Datenlogger für
Prüfstände und Fahrzeuge
Die zweite CAN-Schnittstelle des
b-CANCubeMinis kommuniziert mit
Keypad-Modulen. von b-plus. Dank des
IP-68-Schutzgrads können diese im
­Innenraum sowie im Außenbereich des
Fahrzeugs angebracht werden. Diese
Erweiterung mit externen CAN-Bus-­
Links: Die Kleinsteuerung b-CANCubeMini, rechts:
b-plus CANKeypad-­M odule
zur Bedienung im
Außenbereich.
(© b-plus)
fähigen Tastern wird beispiels­weise zur
Durch die Auswertung des am CANBedienung eines Lichtmastens eingeBus anliegenden Fahrzeuggeschwindigkeitssignals wird die Umfeld-­ setzt. Für die J-1939-Kommunikation
der Keypad-Module mit der übergeordBeleuchtung geschwindigkeitsabhänneten Steuerung sind ebenfalls fertige
gig gesteuert. Bei dem Überschreiten
Bibliotheken im Lieferumfang enthaleiner bestimmten Geschwindigkeitsten, welche keine weitere Programschwelle wird dabei die Beleuchtung
mierung erfordern und sofort einsetzabgeschaltet. In diesem Fall erkennt
bar sind.
die Steuerung, dass sich das Fahrzeug
Zu den Funktionen im Anwendungsbereits auf einer Straße befindet und
fall des Feuerwehrfahrzeugs gehören
verhindert somit das Blenden anderer
Verkehrsteilnehmer. Wenn keine CAN-­ unter anderem die Ansteuerung der
Blaulichtanlage und des Martinhorns.
Schnittstelle zur Verfügung steht, ist
Besonders lebensrettende Funktionen
es möglich, das Geschwindigkeitssigwie diese setzen ausfallsichere Steuenal direkt am digitalen Tachographen
rungen voraus. Diese müssen den Anüber einen analogen Eingang des
forderungen in häufigen Einsätzen bei
b-CANCubeMinis einzulesen.
Staub, Nässe, Hitze, Kälte und VibratioDie Kleinsteuerung ist jedoch nicht
nen standhalten. Dies gewährleistet ein
nur zum Auslesen von Signalen geeigAluminium-Gehäuse, welches selbst
net, sondern ist auch in der Lage, Botbei Betriebstemperaturen von -40 bis
schaften an das Bordsystem zurück zu
+85 °C für zuverlässigen Betrieb sorgt.
senden. Wenn die Fehlermeldungen
Der b-CANCubeMini kann neben
der Kleinsteuerung im Original-­
Lkwdem Einsatz als eigenständige SteueKombiinstrument angezeigt werden,
rung auch in dezentralen CAN-Netzkann der Fahrer beispielsweise rechtwerken als CANopen Slave nach CiA
zeitig über defekte Lampen am FeuerDS401 eingesetzt werden oder als
wehrfahrzeug informiert werden. Das
J1939 Slave über frei parametrierbare
wird über die Strommessung an allen
Botschaften mit einer übergeordneten
Ausgängen der Kleinsteuerung realiSteuerung kommunizieren. W (oe)
siert. Wird ein Ausgang angesteuert
und der abgenommene Strom ist zu
b-plus GmbH
niedrig bzw. zu hoch, kann eine Warnwww.b-plus.com
meldung direkt über CAN-Bus an das
Kombiinstrument im Lkw gesendet
werden.
j
Nach Unterlagen der b-plus GmbH, 94469
Deggendorf.
CAN-Datenlogger
Für Crash-Tests, Prüfstand, Fahrversuche und TestfahrzeugeXX

Leistungsstarke Hardware mit
umfangreicher Softwareunterstützung

Logging auf SD-Karte (z. B. MDF4)

Einstellbare, signalbezogene
Datenreduktion

Triggerung auf physikalischer
Signalbasis

WLAN-Option

Parallele Datenvisualisierung
Automotive
Configuration
Tool (ACT)
Einfache, grafische Konfiguration des
Datenloggers sowie der Trigger und Filter
via Drag-&-Drop
HMS Industrial Networks GmbH
Emmy-Noether-Str. 17 · 76131 Karlsruhe
+49 721 989777-000 · [email protected]
www.ixxat.de · www.anybus.de · www.ewon.biz
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Teleservice-Lösung steigert Qualität
und reduziert Kosten
Teleservice bezeichnet den Datenaustausch über die internetbasierte Vernetzung
von mobilen Arbeitsmaschinen im Feld und die daraus resultierenden Möglich­
keiten zur Optimierung. Sowohl die Hersteller von Betonpumpen, Baggern, Fräsen,
Gabelstaplern oder Arbeitsbühnen als auch deren Kunden oder Vermieter profi­
tieren von einem adäquaten Teleservice-System.
D
ie Firma optiMEAS weiß aufgrund jahrelanger Erfahrung,
worauf es bei der optimalen
Tele­service-Lösung ankommt. Die Basis zur Unterstützung von Service-Einsätzen und Diagnosen aus der Ferne,
automatischer Alarmierung im Fehlerfall, vorausschauender Wartung und Instandhaltung oder zeitübergreifender
Ursachenanalyse bildet eine robuste
Hardware in Kombination mit anwendungsorientierter Software. Dabei gehen die kontinuierliche Überwachung,
die verlustfreie Langzeitaufzeichnung,
die sichere Verschlüsselung und die
Steuerungstechnik smart vernetzte
Datenerfassungs- und Verarbeitungssysteme anzubieten. Teleservice-Systeme waren in der Vergangenheit oft
zu groß, zu teuer, weniger leistungsstark und aufwendig zu bedienen
und zu integrieren.
Das smartMINI ist eine
optiMEAS hat über
komprimierte Ergänzung zum
Pilotanwendungen
bewährten smartPRO und eignet
technische
Hersich für die Ausrüstung ganzer
a
u
s
f
o
r
d
e
r
u
n
g
en
Flotten. (© optiMEAS)
gemeistert und die
weitere
Produk tent wicklung
an der zeitgemäßen Nachfrage und innovativen Technologien ausgerichtet.
Mit der smart-Geräteserie ist es optiMEAS gelungen, eine leistungsstarke
preisgünstige Plattformlösung auf dem
Markt zu etablieren, die exakt die Anforderungen der Branche erfüllt. Erfolgreich im Einsatz bei Firmen wie der
Zoomlion CIFA Deutschland GmbH,
intelligente Verarbeitung von großen
­
der Laweco Maschinen- und ApparateDatenmengen Hand in Hand. Das
bau GmbH oder der Getrag Ford Trans­Ergebnis ist die Steigerung von Qualimissions GmbH optimiert das Telesertät, Verfügbarkeit und Sicherheit sowie
vice-System smartPRO dort die Geeine Kosten- und Zeitersparnis.
schäftsprozesse und Fahrzeugentwicklung.
Lösungen für IoT,
Industrie 4.0 und M2M
Analyse und Fernwartung
von Betonpumpen
Bereits die Gründungsidee der
­optiMEAS Measurement and AutomaDie Zoomlion CIFA Deutschland GmbH
tion Systems GmbH beinhaltet, was
in Urbach ist Hersteller von Beton­
heutzutage mit Begriffen wie IoT und
maschinen wie Mischern, MischwerIndustrie 4.0 in aller Munde ist: auf der
ken, Betonpumpen oder TunnelspritzBasis von internetbasierter Mess- und
maschinen (Bild 2). „optiMEAS hatte
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haltung sichergestellt werden. An Bord
des Frachtabfertigungs­
fahrzeugs mit
Scherenhubtisch befindet sich deshalb
ein optiMEAS smartPRO System. Vor
allem Temperaturdaten, sowohl intern
Um sprichwörtlich vom Schreibtisch
vom Steuergerät wie Hydrauliköl- und
aus auf die Steuerung der Maschine im
Motortemperaturen, als auch extern im
Feld zugreifen und Parameter veränVerhältnis zu den teils extremen
dern zu können, hat optiMEAS ein
Außentemperaturen, sind von Inter­
­
­Patent angemeldet: für die latenzfreie
esse. Aber auch Betriebszeiten, die
Übertragung von Feldbussen übers
Positionsbestimmung und eventuelle
­
­Internet. Damit kann zum Beispiel ein
Fehlercodes aus
der FahrzeugsteuMit einer auf die spezielle Anwendung zugeschnitteerung
werden
kon­
t
i­
n
uierlich
aufnen App können wir schnell und zielgerichtet auf
gezeichnet. Nach
Kundenwünsche reagieren und erzeugen damit robuste
Guido Weissbrich,
und pflegeleichte Anwendungen auf unseren Systemen.“
Produktmanager
der
Traditions­
Burkhard Schranz, geschäftsführender Gesellschafter der optiMEAS GmbH.
marke Cargo Master, fiel die Wahl
auf das Diagnose­
system von optiDiagnosegerät direkt auf ein entfernt
heit, die Öltemperatur, offene oder geMEAS, weil es „für den Anwendungsstehendes Steuergerät aufgeschaltet
schlossene Endschalter sowie angefall die optimale Performance“ bietet.
werden. Ebenfalls möglich ist ein Zusprochene Sensoren. Tritt eine Störung
griff über Smartphone oder Tablet, bis
in einer mit einem Teleservice-System
hin zum Update der gesamten Steuerausgestatteten Maschine auf, kann der
Blackbox im Fuhrpark
geräte-Software.
Service-Techniker aus der Ferne Dia­
Der Automobilzulieferer Getrag Ford
gnosen stellen, Reparaturen durchfühTransmissions GmbH fand im Tele­
ren oder die Fahrer vor Ort entspreMesseinsatz mit erweiterservice-System von optiMEAS die
chend anleiten. Bei einem dünnen
tem Temperaturbereich
­gesuchte Lösung um im laufenden Be­Service-Netz spart die Wartung mittels
trieb Messdaten über den Zustand seiDie Laweco Maschinen- und ApparateTeleservice an diesen komplexen
ner Doppelkupplungsgetriebe zu erhalbau GmbH, führender Anbieter für
­Maschinen Zeit und Kosten und realiten. Mehrere hundert Ford-Fahrzeuge
hochwertige Hebesysteme mit Sitz in
siert gleichzeitig eine hohe Verfügbarsind in England im Dienste eines TaxiEspelkamp, testet in Ivalo/Finnland ihkeit, Qualität und Sicherheit. Zudem
unternehmens im Dauerbetrieb unterren neuen Prototyp des elektrisch anermöglicht das smartPRO über die
­
wegs. „Der Taxi-Betrieb stellt immer
getriebenen „Cargo Master CMLT –
Langzeitaufzeichnung großer Datenextreme Herausforderungen für GeGREEN LINE“ (Bild 3). Zuverlässigkeit
mengen und deren intelligenter Verartriebe dar: Der Motor wird häufig einund Verfügbarkeit sollen auch an eibeitung umfassende Analysen, die
und ausgeschaltet, es herrschen hohe
nem Ort mit rauen Bedingungen wie in
auch für die Maschinenentwicklung
Temperaturen, meist ist das Fahrzeug
Ivalo mit Temperaturen von bis zu
wertvoll sein können.
auf Kurzstrecken im Einsatz“, erklärt
-30 °C durch eine einfache und vorausAndreas Schneider, Verantwortlicher
schauende Wartung und Instand­
Vielfältige
Einsatzmöglichkeiten
im Vergleich zum Wettbewerb quasi
bereits die fertige Lösung für unser
Anliegen“, so Martin Worch, Leiter
­
Service, Forschung und Entwicklung
bei CIFA Deutschland. Mithilfe des
smartPRO werden etliche Daten der
Betonmaschinen aufgezeichnet: Etwa
zur Abstützgeometrie, d. h. in welchem
Moment der Mast in welcher Orientierung steht, außerdem das Kipp­moment
des Mastes, Drücke in der Pumpein-
Latenzfreie Übertragung
von Feldbussen
übers Internet
»
Ein Service-Logbuch kann beispielsweise automatisch an anstehende
Mastprüfungen erinnern oder eine Ölalterungsanalyse mittels Sensoren der
Verschleißvorbeugung dienen. Für die
ideale Betonbeschaffenheit spielen
Temperatur, Charge und Verweildauer
im Mischer eine Rolle. Mit einem eingeschränkten Zeitfenster von 1,5 Stunden bis zur Verdickung z. B. wäre es
hilfreich und sinnvoll, sämtliche Daten
bis hin zu Verkehrsmeldungen zu berücksichtigen, um den idealen Zeitpunkt des Mischens und Losfahrens zu
berechnen.
Bild 2: Mithilfe
des smartPRO
werden bei Betonpumpen Daten
wie z. B. Abstützgeometrie, Kippmoment, Drücke
usw. aufgezeichnet. (© Zoomlion CIFA
Deutschland)
»
10
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hang. Über das Mobilfunknetz sind
jederzeit Firmware- oder Software-­
­
Updates möglich und es garantiert
gleichzeitig die Datensicherheit. Selbst
wenn mal keine Verbindung besteht,
wie etwa in einem Tunnel, werden die
­Daten aus dem Speicher abgearbeitet,
sobald wieder eine Verbindung be­
steht. Charakteristisch für optiMEAS
Produkte ist neben der modularen
Hardware auch das flexible App-Kon­
zept. Zur Basissoftware kommt eine
auf die spezielle Anwendung zuge­
schnittene App.
Bild 3: Frachtabfertigungsfahrzeug mit Scherenhubtisch: Betriebszeiten,
­Posi­t ionsbestimmung und eventuelle Fehlercodes aus der Fahrzeugsteuerung
­werden mit dem smartPRO kontinuierlich aufgezeichnet.
(© Laweco Maschinen- und Apparatebau)
für die Messtechnik bei der GETRAG
FORD Transmissions in Köln. Mit der
eingebauten Blackbox lassen sich über
an das Steuergerät angeschlossene
Sensoren Daten zu Schaltwegen, Drü­
cken der Hydraulik, Drehzahlen oder
Drehmomentwerten erheben – ein­
schließlich möglicher Fehlercodes. Für
diesen Anwendungsfall aber auch für
die Fahrzeugerprobung ist das Tele­
servicesystem von optiMEAS prädes­
tiniert, weil es ein hohes Speichervolu­
men aufweist, eine einfache Para­
metrierung ermöglicht und zudem
preisgünstig ist.
vollständiger Rechner und kann unab­
hängig betrieben oder einfach in beste­
hende Anlagen integriert werden.
Verlustfreie
Datenaufzeichnung +
intelligente Auswertung
Das im Gerät integrierte LTE-Modem
überträgt sämtliche Daten direkt zum
optiMEAS
eigenen
Cloud-Server
(www.opticloud.de). Hierüber können
Analysen durchgeführt werden und
Benachrichtigungen über mögliche
Schnell montiert und
direkt einsatzbereit
optiMEAS hat es sich mit der Entwick­
lung ihrer Produkte zum Ziel gesetzt,
Lösungen zu schaffen, die bislang an
zu hohen Kosten und zu geringer Flexi­
bilität gescheitert sind. Alle Geräte sind
deshalb so konzeptioniert, dass sie vor
Ort sehr schnell und einfach ange­
bracht und angeschlossen werden kön­
nen. Mit der eingelegten SIM-Karte
geht es sofort los. Das Gerät meldet
sich automatisch beim Cloud Server an
und überträgt unmittelbar die gemes­
senen Daten. Einzelgeräte sind inner­
halb von wenigen Tagen lieferbar und
einsatzbereit. Selbst Projekte mit grö­
ßeren Stückzahlen werden innerhalb
weniger Monate abgewickelt. W (oe)
Teleservice, Diagnose und
Monitoring mit dem
optiMEAS smartMINI
Das smartMINI ist eine komprimierte
Ergänzung zum bewährten smartPRO.
Es zeichnet sich vor allem durch seine
Robustheit, seine Leistungsstärke und
seine Modularität aus. Temperaturen
von -40 bis +70 °C stellen kein Problem
dar und es ist ausfallsicher aufgrund
von Watchdog und Powercontroller.
Als preiswertes Teleservice-System
eignet es sich hervorragend für die
Ausrüstung ganzer Flotten. Das smart­
MINI verfügt über GPS, LTE, zwei
CAN-­
Schnittstellen,
eine
serielle
Schnitt­stelle, digitale Ein- und Ausgän­
ge, Ethernet, USB, SD-Karte und vieles
mehr. Wie alle optiMEAS-Produkte ist
es darüber hinaus vielseitig erweiter­
bar. Das Basissystem ist bereits ein
Bild 4: Die
PC-Software
„optiControl“
ist die Benutzeroberfläche
für alle smart
Geräte.
(© optiMEAS)
Fehlerzustände erfolgen. Gleichzeitig
stehen die Daten über das Web-Front­
end oder über die PC-Software „opti­
Control“ zum Download und zur Wei­
terverarbeitung zur Verfügung (Bild 4).
Eine bedienfreundliche Übersicht ver­
anschaulicht die Daten im Zusammen­
j
optiMEAS Measurement and
Automation Systems GmbH
www.optimeas.de
Solveig Kerber arbeitet redaktionell im
­Marketing bei der optiMEAS Measurement
and Automation Systems GmbH.
3x schneller entwickeln.
Erleben Sie
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A U T O M AT I S I E R U N G
ZF Innovation Tractor
Mit dem Konzept des Innovation Tractor zeigt die ZF Friedrichshafen AG, wie sich
Effizienz, Komfort und Sicherheit steigern lassen, wenn intelligente Systeme aus
den Bereichen Pkw und Nkw in Off-Highway Fahrzeugen appliziert werden.
und Anbaugeräte mithilfe eines speziell
entwickelten Traktionsmanagements
für optimales Vorwärtskommen im
­Gelände.
See and Think
Mit dem Innovation
Tractor weist ZF den
Weg für künftige
Off-Highway-Anwendungen. (© ZF)
D
er Innovation Tractor ist mit Kameras ausgestattet, die dessen
Umfeld überwachen. Diese optischen Daten sind die Grundlage für
Assistenzsysteme, die es ermöglichen,
das Fahrzeug teilautonom oder mithilfe
von mobilen Endgeräten außerhalb der
Fahrerkabine zu rangieren und so zum
Beispiel das Ankoppeln von Anbaugeräten zu erleichtern. Kameras mit
Personen­
erkennung machen diese
wichtigen Abläufe eines landwirtschaftlichen Betriebs zudem sicherer.
ZF kann als eines der wenigen Unternehmen autonome Fahrerassistenz-
systeme über alle Fahrzeugsegmente
hinweg realisieren. Schlüssel dazu ist
die Kompetenz Sensorik, intelligente
Elektronik und mechatronische Systeme zu vernetzen und Fahrzeuge sehen,
denken und handeln zu lassen. Endanwender in Bau-, Land- und anderen
Off-Highway Märkten können damit
vollkommen neue Automatisierungskonzepte darstellen. Für die Elektrifizierung des Antriebsstrangs wurde der Innovation Tractor mit dem leistungsfähigen Generatormodul ZF TERRA+ ausgestattet. Außerdem sorgt ein elektrischer Einzelradantrieb für Anhänger
Die „Sinne“ des Konzeptfahrzeugs bilden sechs Kameras, die auf der Fahrerkabine und an der Motorhaube angebracht sind. Die gesammelten Daten
werden computergesteuert ausgewertet. Der Rechner generiert aus den
Kamerabildern in Surround-View- oder
3D-­
Bild. Der Fahrer kann dieses
Kamerabild auf einem Tablet in mehreren Ansichten, beispielsweise als TopView, abrufen.
Weitere Kameras im Heckbereich
des Traktors, die über eine eigene
Rechnereinheit verfügen, kommen bei
den automatischen Ankoppelvorgängen wie auch bei der Fußgänger-­
Erkennung während des Gerätewechsels zum Einsatz. ZF ist in der Lage seinen Kunden im Off-Highway Bereich
Sicherheit und Komfort in noch nie da
gewesenem Umfang zur Verfügung zu
stellen. So wird beispielsweise die Unfallgefahr auf engen Betriebshöfen mit
diesen Systemen erheblich reduziert.
Mechatronik in Fahrwerk
und Antrieb
Notwendig für die automatischen Fahrfunktionen ist eine elektrifizierte Lenkung, die die ZF-Ingenieure in den
Regelverbund integriert haben. Im­
­
Antriebsstrang ist das ZF-Getriebe
­
­TERRAMATIC mit dem Generatormodul ZF TERRA+ verbaut. Diese Systemgeneration stellt eine elektrische
Dauerleistung von 60 kW bereit und
dient als Stromquelle für elektrische
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Verbraucher. Zukünftig sollen bis zu
100 kW möglich sein.
Die gesamte elektrische Leistung
wird in dieser Anwendung dem Anhänger zur Verfügung gestellt. Denn dort
findet sich eine weitere wesentliche
Innovation: Eine speziell für den Ein­
satz in Land- und Baumaschinen entwickelter elektrischer Radkopf mit
3-Phasen-Asynchronmotor. Das Zusammenspiel aus Allrad-Funktion am
Traktor und der elektrischen Unterstützung aus dem Einzelradantrieb des
Trailers ergänzen sich zum optimalen
Traktions-Management: Das Gespann
kann Passagen bewältigen, an denen
herkömmliche Fahrzeuge mit Anhänger überfordert wären.
Automatische
Fahrfunktionen
Bild 1: Der ZF Innovation Tractor steuert automatisch so präzise Arbeitsgeräte
an, dass sie sich bequem ankoppeln lassen. (© ZF)
Mit der Funktion SafeRange wird das
Gespann von außen in Sichtweite ferngesteuert. Alle relevanten Fahr- und
Lenkbefehle lassen sich dann über ein
Tablet erteilen (Bild 1). Auf dessen Bildschirm sind Innovation Tractor mitsamt
Anhänger von oben skizziert abgebildet. Intuitiv lassen sich die Fahrzeugbestandteile auf dem Bildschirm bewegen. Mit dem Finger zieht man den
Traktor oder den Anhänger auf dem
Bildschirm nach rechts oder links und
das „echte“ Gespann manövriert
­genau in diese Richtung. Alle dafür notwendigen Lenkbewegungen werden
vom System berechnet und aus­
geführt.
So komfortabel diese Funktion beim
freien Rangieren ist – beim Ankoppeln
von Arbeitsgeräten kann auch das
­Manövrieren per Tablet mühsam werden. Deshalb haben die ZF-Ingenieure
diese Vorgänge über die Funktion Hitch
Detection (Automatisches Ankoppeln)
automatisiert (Bild 2). Das System
­erkennt kamerabasiert die exakte Position und Winkel des anzuhängenden
landwirtschaftlichen Anbaugeräts in
Relation zum Traktor und nähert sich
zum Ankoppelvorgang automatisch.
Bild 2: Dank der Pedestrian Detection stoppt der ZF Innovation Tractor seine
­a utomatische Rangierfahrt, wenn Menschen im Weg stehen. (© ZF)
Dazu arbeitet das System mit speziellen Zieltafeln (Targets) am Anhänger
oder Anbaugerät und die Winkelwerte
der gelenkten Räder werden permanent korrigiert.
Fußgänger-Erkennung
Damit der Innovation Tractor sowohl
beim Ankoppelvorgang wie auch beim
Rangieren via Tablet möglichst sicher
agiert, verfügt er über die Funktion
­Pedestrian Detection. Halten sich Menschen zwischen Fahrzeug und Anhänger auf, werden sie von den Kameras
erkannt, die diese Information und den
Standort der Person auf dem Tablet
anzeigen. Erfolgt keine Reaktion des
­
Fahrzeugführers, hält das System das
Fahrzeug automatisch an. Der unterbrochene Ankoppelvorgang kann dann
erst neu ausgelöst werden, wenn sich
kein Fußgänger mehr zwischen Fahrzeug und Anhänger befindet.
Der Innovation Tractor weist somit
alle neuen Funktionen auf, die aus ZF
Sicht für das Anwendungsspektrum
Landwirtschaft nützlich und für die Zukunft wegweisend sind. Die Demon­
stration des Test-Traktors veranschaulicht, was heute schon möglich und
technisch umsetzbar ist. W (oe)
j
ZF Friedrichshafen AG
www.zf.com
Nach Unterlagen der ZF Friedrichshafen AG.
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A U T O M AT I S I E R U N G
Fahrkomfort in der Achterbahn
Bei vielen Achterbahnen stehen Geschwindigkeit und Beschleunigung im Vordergrund. Doch auch der Fahrkomfort ist in Themenachterbahnen entscheidend,
in d
­ enen sowohl die Fahrt, als auch das Erlebnis der Umgebung beeindrucken.
Bei „Arthur und die Minimoys“ im Europa-Park Rust sorgen intelligente Umrichter
von Sensor-Technik Wiedemann (STW) für E-Motoren in Verbindung mit
einer a
­ usge­klügelten Regelung für einen bislang unerreichten Fahrkomfort.
gegeneinander arbeiten. Denn kleinere
Räder wollen die Drehzahl erhöhen,
größere Räder möchten die Drehzahl
verkleinern. Bei Kurvenfahrten müssen
die Außenräder mit größerer Drehzahl
arbeiten. Damit ist eine reine Drehzahl­
regelung nicht praktikabel.
Auch eine reine Dreh­
mo­
ment­regelung kommt prak-­
Arthur und die Minimoys
tisch nicht in Frage, da die
(© Europa-Park Mack KG).
Antriebe bei fehlender Be­
lastung durchdrehen kön­
nen. Dazu kann es u. a.
durch ungenügenden Anpressdruck
(Kurvenlage) oder die Vereisung von
Schienen im Außenbereich kommen.
Direkte
Lastausgleichsregelung
D
as Familienunternehmen Mack
ist mit MACK Rides nicht nur
Hersteller der Anlage, sondern
auch Betreiber des Europa-Park Rust.
Diese Konstellation ermöglicht es der
Firma, aus der Praxis für die Praxis in­
novative und optimale Lösungen für
ihre Kunden zu entwickeln. Beim Ent­
wurf und der Entwicklung der
Stahlachterbahn für den Themenbe­
reich „Arthur und die Minimoys“ wur­
de ein Schwerpunkt auf den Fahrkom­
fort des durch E-Motoren angetriebe­
nen „Inverted Powered Coaster“ ge­
legt. „Inverted“ bedeutet, dass die
Züge unter den Schienen hängen,
„powered“ beschreibt, dass die Züge
einen eigenen Antrieb haben. Bei
MACK Rides kommt hinzu, dass auch
„Powered Coasters“ auf Abwärts­
strecken frei rollen können.
Dynamische Anpassung
Jeder einzelne der acht „Arthur“-Züge
besitzt vier eigenständige, mit Umrich­
tern ausgestattete E-Motoren. Ohne
starre Verbindung über Getriebe sind
die Antriebe indirekt miteinander ge­
koppelt, um über eine Regelung dyna­
mische Anpassungen vornehmen zu
können. Bei reiner Drehzahlregelung
würden die Antriebe aufgrund von un­
terschiedlichen Durchmessern im An­
triebsstrang (z. B. abgenutzte Antriebs­
räder, Fertigungstoleranzen) oder auf­
grund von Toleranzen in der Drehzahl­
messung, die über Resolver erfolgt,
Eine indirekte Lastausgleichsregelung
könnte dieses Problem adressieren
und in der Steuerung der Leitstelle er­
folgen. Aufgrund der für die Kommuni­
kation entstehenden Latenzzeiten kann
diese zentrale Version jedoch nicht
zum Einsatz kommen.
Die Lösung ist also eine direkte
Lastausgleichsregelung mittels in den
Umrichtern inte­grierten, in „C“ frei pro­
grammierbaren ESX-Steuerungskom­
ponenten von STW. Diese Art der Re­
gelung stellt die Drehmomentgleich­
heit aller Antriebe sicher.
Zur technischen Realisierung trug
die enge und konstruktive Zusammen­
arbeit der Firmen STW und EMIS bei.
Die Firma EMIS Electrics GmbH zeich­
nete sich dabei für die Integration der
komplexen Steuerungstechnik verant­
wortlich.
A U T O M AT I S I E R U N G
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Sensor-Technik Wiedemann GmbH
(STW) ist Hersteller von anspruchs­
vollen Elektroniklösungen in den
­Bereichen der Automatisierung,
­Vernetzung und Leistungselektrifi­
zierung. Seit 1985 entwickelte sich
STW zu einem international agierenden Unternehmen mit heute rund 440
Mitarbeitern, das sowohl kleine und
mittlere Firmen, als auch führende
OEMs bedient. Bei der Entwicklung
und Fertigung der Lösungen stützt
sich STW dabei auf sein Know-how,
seine Technologie und seine Infrastruktur, die sowohl kleine Stückzahlen als auch Serienfertigungen erlaubt.
Produkte
Bild 1: Lastausgleichsregelung.
(© STW)
Bild 2: Der powerMELA
Wechselrichter ist für
den Einsatz in mobilen
Arbeitsmaschinen mit
IT-Netz konzipiert.
(© STW)
In gemeinschaftlicher Entwicklung
entstand eine intelligente Lastaus­
gleichsregelung, bei der die auftretenden Dreh­momentrippel auf ein Viertel
des Wertes der indirekten Regelung
reduziert werden (Bild 1). Dies wirkt
sich nun direkt auf den Fahrkomfort
und damit das Fahrerlebnis aus.
ESX-Steuerung
In jedem E-Motor ist eine Temperatur­
überwachung mittels PT1000-Elementen integriert, die im Falle des Überhitzens zum Einsatz kommt und die
­Belastung reduziert. Zudem wurden innerhalb der ESX-Steuerungs­
kompo­
nenten bestimmte Fehlerreaktionen
definiert, sodass sich die Leitstelle
dazu keine Gedanken mehr machen
muss. Jeder Slave kann auch durch
einfache Umkonfiguration die Master-Rolle übernehmen, sodass jeder
Zug jederzeit sicher zurückgefahren
werden kann.
Parallel werden sämtliche CANNach­richten, die zwischen Master und
Slaves ausgetauscht werden, auf einer
TC3G, dem Telemetrieprodukt von
STW, aufgezeichnet. Die TC3G fungiert als Gateway und gibt die Daten an
die Zentrale weiter. So können die
Funktionalität des Regelkreises überprüft und Fehlerfälle dokumentiert und
mittels MATLAB/Simulink analysiert
werden. In umgekehrter Richtung lassen sich die ESX-Steuerungskomponenten neu konfigurieren bzw. programmieren.
Zu guter Letzt gibt es einen weiteren positiven Effekt, der durch die Nutzung der Umrichter von STW erzielt
wurde: Bei „Arthur und die Minimoys“
handelt es sich um die erste dynamische Achterbahn, die rekuperieren
kann und somit beim Bremsen Energie
ins Netz zurückliefert. W (oe)
j
Sensor-Technik Wiedemann
GmbH
www.sensor-technik.de
Hans Wiedemann ist Marketingleiter bei
Sensor-Technik Wiedemann GmbH (STW).
Karl-Heinz Lochner ist Senior Manager im
Geschäftsbereich Leistungselektrifizierung
und E-Mobilität bei Sensor-Technik Wiedemann GmbH (STW).
Das Produktprogramm umfasst Steuerungslösungen,Konnektivität und
­Telematik inkl. eigener IoT-Plattform
„machines.cloud“, Leistungselektrifizierung und E-Mobilität sowie Sensorik und Mess­technik. Die Produkte von
STW sind vor allem für den Markt der
mobilen Arbeitsmaschinen konzipiert.
Kundenspezifisch werden zudem
­Lösungen für andere Märkte wie Industrie und Medizintechnik entwickelt
odergefertigt. Gemeinsam mit seinen
Partnern realisiert STW Projekte im
Umfeldvon Sensorik, Mikro- und
­Leistungselektronik und der Embedded und Anwendungsprogrammierung.Dabei werden auch sicherheits­
relevante Lösungen abgedeckt.
Niederlassungen und Partner
Sensor-Technik Wiedemann GmbH in
Kaufbeuren (Deutschland),
­S­ensor-Technik UK Ltd. in Bedford­
shire (UK) und STW Technic, LP in
­Atlanta (USA). Zahlreiche Systemintegratoren im In- und Ausland sowie
Auslandsvertretungen in Europa,
­Australien,Amerika und Asien.
Sensor-Technik
Wiedemann GmbH
Am Bärenwald 6
D-87600 Kaufbeuren
Tel.: +49 8341 9505-0
Fax: +49 8341 9505-55
[email protected]
www.sensor-technik.de
FIRMENPROFIL
Sensor-Technik Wiedemann
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A U T O M AT I S I E R U N G
Intelligente Erntemaschine
FireFly Equipment, ein Hersteller von automatisierten Maschinen für die Grassoden­
ernte, entwickelte eine neue Erntemaschine, die ProSlab 155. Sie verbindet
­modernste mechanische, elektrische und softwarebasierte Systeme, die auf der
­L abVIEW RIO Architecture basieren. Mithilfe der NI-Plattform konnten die
Mecha­tronikexperten den gesamten Entwurfsprozess schnell und nahtlos in die
Maschinenautomatisierung integrieren, um rasch den Prototyp einer völlig
neuen intelligenten Maschine zu erstellen und die Zeit bis zur Markteinführung
deutlich zu verkürzen.
D
ie Grassodenernte per
Hand ist noch immer
weit verbreitet in der
Branche. Landmaschinenher­
steller arbeiten seit Jahren da­
ran, Maschinen zu bauen, mit
denen Grassoden geschnitten
und gestapelt werden, um die
Produktivität zu verbessern.
Doch aufgrund ihres traditio­
nellen Ansatzes arbeiten die
Maschinen entweder unbe­
ständig oder sind nur unwe­
sentlich produktiver als manu­
elle Vorgehensweisen. Sie
verfügen über gängige Kom­
ponenten von elektrisch be­
triebenen Ventilen für hydrauli­
sche Zylinder bis hin zu Moto­
ren für die Motorsteuerung.
Obwohl diese Komponenten
in einfacheren Systemen zu­
verlässig funktionieren, sind
sie weniger effektiv darin,
mehrere parallele Aufgaben
mit anderen Prozessen naht­
los zu synchronisieren und die
komplexen mathematischen
Funktionen zu errechnen, die
für eine leistungsstarke Signal­
verarbeitung und die Hochgeschwin­
digkeits-Trajektorienerzeugung in der
Motorsteuerung erforderlich sind. Hin­
zu kommt, dass eine begrenzte Daten­
verarbeitungsleistung und geschlosse­
ne Systemarchitekturen die Integration
komplexerer Funktionalität sowie die
dezentrale Überwachung und Diagno­
se beschränken.
Das Verwalten und Synchronisieren
mehrerer paralleler Abläufe wurde
­a utomatisiert, z. B. das Schneiden der
Grassoden und das Stapeln auf
­Paletten. (© FireFly Equipment)
Der Ansatz von FireFly
Die Aufgabe war das Erstellen einer
leistungsstarken,
automatisierten
Ernte­maschine, die die Grassoden zu­
verlässig und effizient unter unter­
schiedlichen natürlichen Bedingungen
auf Paletten stapelt. Zudem sollte die
Erntemaschine in der Lage sein, meh­
rere parallele Prozesse zu verwalten
und zu synchronisieren, um
das Schneiden und Stapeln
von Grassoden zu automa­
tisieren. Dazu nimmt ein
Sodenschneider die Gras­
sode vom Boden ab und
schneidet sie in Platten, die
dann von einem Förder­
band zum hinteren Bereich
der Maschine transportiert
werden. Eine Greifvorrich­
tung, die an einem Portal­
kran befestigt ist, hebt die
geschnittenen Platten an­
schließend vom Förder­
band auf eine Palette. Nach
jeder Reihe Grasplatten, die
auf der Palette gestapelt
wurde, wird die Palette mit­
hilfe einer Staplergabel ge­
senkt. Sobald die Palette
vollständig beladen ist, wird
sie auf dem Boden abge­
stellt und eine neue, leere
Palette wird aus einem
Magazin in die Halterung
geschoben, sodass der ge­
samte Vorgang ohne Unter­
brechung fortgesetzt wer­
den kann. Ein selbstfahren­
der Traktor transportiert das auto­
matisierte System über das Feld. Der
Ablauf muss kontinuierlich und syn­
chronisiert erfolgen, damit die Maschi­
ne die Grassode zuverlässig und effizi­
ent ernten und stapeln kann. Insge­
samt zählt die Maschine fast 80 Ana­
log- und Digitalsensoren sowie 100 Di­
gitalausgänge.
A U T O M AT I S I E R U N G
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
(© FireFly Equipment)
Integriert wurden daher servoelektri­
sche Systeme mit koordinierten Trajek­
toriengeneratoren für mehrere Achsen,
um die effiziente, genaue und ruhige
Motorsteuerung für hohe Geschwin­
digkeiten gewährleisten zu können, die
für den komplexen Stapelprozess er­
forderlich ist. Die Erntemaschine kann
im Jahr mehrere Millionen Stapel­
zyklen ausführen, wodurch Ernte­
geschwindigkeit und -zuverlässigkeit
deutlich verbessert werden. Für die
weniger komplexen Aufgaben der
Ernte­maschine, z. B. den Sodenschnei­
der, die Staplergabel, das Magazin und
die Antriebssysteme wurden traditio­
nelle hydraulische Systeme gewählt.
Um auch die zukünftige Entwicklung
zu erleichtern, setzte das Unterneh­
men auf eine offene, flexible und leis­
tungsstarke Plattform für den Entwurf,
die Prototypenerstellung und letztlich
den Einsatz der Maschine weltweit.
LabVIEW RIO Architecture
Mithilfe von LabVIEW und der Com­
pactRIO-Plattform konnten traditionel­
le hydraulische und servoelektrische
Systeme auf einer Maschine vereint
werden, um viele komplexe parallele
Aufgaben durchzuführen. Die modula­
re I/O von CompactRIO ermöglicht es,
eine große Bandbreite von Sensorty­
pen und Industrieprotokollen flexibel zu
integrieren. Der Echtzeit-Controller und
das rekonfigurierbare FPGA-Chassis
von CompactRIO stellen zusammen
eine benutzerdefinierbare Plattform für
komplexe, stark synchronisierte Steu­
er- und Regelsysteme dar. Die inhären­
te Fähigkeit der Software LabVIEW,
viele parallele Schleifen auf dem FPGA
und dem Echtzeit-Controller auszufüh­
ren, ihre große Auswahl an komplexen
mathematischen Funktionen und ihre
Integration mit dem LabVIEW SoftMo­
tion Module sowie den AKD-Antrieben
und -Motoren von Kollmorgen machen
aus ihr eine leistungsfähige Software,
mit der sich alle Aspekte einer intelli­
genten Maschine steuern lassen. Hin­
zu kommt, dass die offene und flexible
Natur von LabVIEW die Implementie­
rung zuverlässiger Kommunikationsar­
chitekturen für lokale Bedienoberflä­
chen sowie die zentralisierte Ressour­
cenverwaltung, Diagnose und dezent­
rale Updates unterstützt. Diese Funk­
tionen gewinnen an Bedeutung, sobald
die Erntemaschinen weltweit zum Ein­
satz kommen und gewartet werden
müssen.
Vorteile der Lösung
Durch Integration neuester Technik und
der Leistungsfähigkeit der LabVIEW
RIO Architecture konnte FireFly Equip­
ment die intelligente Erntemaschine
ProSlab 155 entwickeln, mit der die Ern­
tegeschwindigkeit von Gras­
soden um
bis zu 20 Prozent gesteigert und der Die­
selverbrauch um 50 Prozent reduziert
werden. Diese Vorteile machen sich in
einem höheren Umsatz und wesentli­
chen Kosteneinsparungen bei kommer­
ziell arbeitenden landwirtschaftlichen
Betrieben bemerkbar. W (oe)
j
National Instruments
Germany GmbH
ni.com
Steven Aposhian ist CTO,
President and Chairman bei
FireFly Equipment.
17
National Instruments
Seit 1976 ermöglicht NI Ingenieuren
und Wissenschaftlern, die weltweit
größten technischen Herausforderun­
gen mit leistungsstarken, fl
­ exiblen
Systemen zu bewältigen, mit denen
sie schneller produktiv arbeiten und
Innovationen zügiger realisieren kön­
nen. Kunden aus einer Vielzahl von
Branchen – vom Gesundheitswesen
bis zur Automobilindustrie sowie von
der Unterhaltungselektronik bis hin zur
Teilchenphysik – nutzen die integrierte
Hard- und Softwareplattform von NI,
um unsere Welt noch lebenswerter zu
machen.
Seit jeher werden Fahrzeuge immer
intelligenter und elektronisch komple­
xer, was Herausforderungen für den
gesamten Entwicklungsprozess mit
sich bringt, vom Konzept bis zur
­Produktion. Dabei bieten die Produkte
von NI drei große Vorteile:
Kosteneffizienz – Durch die Wieder­
verwendung von Testkomponenten
wie Benutzeroberflächenobjekte,
­Stimulusprofile und Simulationsmodel­
le gestaltet sich der Entwicklungs­
prozess effizienter und vor allem
­kostengünstiger.
Zeitersparnis – Das flexible, zukunfts­
sichere und anpassbare Hardware-­
in-the-­Loop-System auf Basis der NIPXI-Plattform sorgt für eine deutliche
Zeit­ersparnis bei der Entwicklung.
Anpassbarkeit – Die leistungsstarken
Messinstrumente der modularen NIPXI-Plattform bieten Flexibilität und
ermöglichen Automobilingenieuren
verschiedenste Messungen an ihren
Prüflingen.
National Instruments
Germany GmbH
Ganghoferstraße 70 b
80339 München
Tel.: +49 89 7413130
Fax: +49 89 7146035
[email protected]
ni.com
FIRMENPROFIL
In dieser Maschine
wird alles von
­C ompactRIO gesteu­
ert, d
­ arunter 40
­hydraulische Ventile,
fünf Hochleistungs­
motorachsen, über 150
analoge und digitale
I/O-Kanäle, die Be­
dienoberfläche und
mehr als 30 parallele
Regelschleifen.
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A U T O M AT I S I E R U N G
Effizienz durch automatisierte
Ernte-Assistenz-Funktionen
Ein neues Assistenzsystem für Mähdrescher von CLAAS überwacht permanent
den Ernteprozess und passt die Maschineneinstellungen automatisch den aktuellen
Gegebenheiten an – schneller und genauer, als es ein Fahrer jemals könnte. Ein
­verteiltes Regelsystem bildet die Grundlage für die automatische Optimierung. Der
Seriencode-Generator TargetLink von dSPACE unterstützt die Entwickler in dem
anspruchsvollen Projekt.
Ein neues Assistenzsystem
für Mähdrescher von
CLAAS überwacht permanent den Ernteprozess.
(© CLAAS)
D
ie jährliche Erntezeit ist ein äu­
ßerst knapp bemessenes Zeit­
fenster. Es gilt, zum Beispiel
Weizen, Roggen, Gerste oder Mais ex­
akt zum richtigen Reifegrad zu ernten.
Ist der Zeitpunkt erreicht, sind die Mäh­
drescher fast rund um die Uhr im Ein­
satz. Dabei ist die Bedienung eines
Mähdreschers eine hochkomplexe
Aufgabe. Bis zu fünfzig Einstellparame­
ter von der Haspel bis zum Häcksler
nehmen Einfluss auf das Ernteergeb­
nis. Rund ein Dutzend der Prozessgrö­
ßen sind vom Fahrer kontinuierlich zu
beobachten und zu bewerten. Kaum je­
mand kann gleichzeitig alles im Blick
behalten, um das Potenzial der Maschi­
ne voll auszuschöpfen.
Reduzierte Komplexität
auf dem Feld
Die hohe Anzahl an Einstellungsmög­
lichkeiten und Parameterabhängigkei­
ten ergibt sich aus diversen Umge­
bungseinflüssen wie Klima und Gelän­
de sowie aus grundlegenden Zielvorga­
ben wie Durchsatz, Kraftstoffeinsatz
und Druschqualität. Die resultierende
Optimierungsaufgabe ist hochkomplex.
Die Herausforderung, ständig Einstel­
lungen vorzunehmen und Anzeigewer­
te zu prüfen, ist vom Fahrer kaum zu be­
wältigen. Um den Fahrer soweit zu ent­
lasten, dass er sich nur noch um we­
sentliche Einstellungen kümmern muss,
können Funktionen teilautomatisiert
ausgeführt werden. Ein neues Assis­
tenzsystem namens CEMOS AUTO­
MATIC (CLAAS Electronic Machine
Optimization System) nimmt sich der
Herausforderung „Optimales Ernte­
A U T O M AT I S I E R U N G
ergebnis“ an. Es überwacht den Ernte­
prozess, reguliert die Prozess­parameter
und passt die Maschine permanent an
die Erntebedingungen an. Der Schlüssel
zum Erfolg ist dabei die sogenannte On­
line-Modellbildung: Das Assistenzsys­
tem rechnet kontinuierlich ein Modell
»
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
wird sie mit einer Automatik, die den
Steuergeräten der einzelnen Systeme
überlagert ist. Der Steuergeräte-Ver­
bund setzt sich aus Geräten für Grund­
steuerungsaufgaben und übergeordne­
ten Steuereinheiten zusammen. Ein
vollausgestatteter Mähdrescher vom
„Neue Assistenzfunktionen bringen die
Effizienz unserer Mähdrescher entscheidend
voran. Für deren Entwicklung setzen wir den
Seriencode-Generator dSPACE TargetLink ein.”
Andreas Wilken, CLAAS.
der Maschine und der Umgebung, führt
dabei Parameterstudien durch und er­
mittelt den optimalen Parametersatz.
Diese Parameter überträgt es auf die
Maschine.
Automatisierter
Ernteprozess
Vor der Arbeit auf dem Feld gibt der
Fahrer seine Zielvorgaben über eine
grafische Benutzeroberfläche samt Di­
alogsystem ein. CEMOS AUTOMATIC
wertet Zielvorgaben, Sensordaten und
Maschineneinstellungen aus und fin­
det nach kurzer Zeit die optimale Para­
meterkombination. Unter Berücksichti­
gung der sich im Tagesverlauf ändern­
den Erntebedingungen wird diese opti­
male Einstellung immer wieder über­
prüft und kontinuierlich angepasst. So
gewährleistet CEMOS AUTOMATIC
eine ständige Nachjustierung, die in
dieser Form kein Fahrer manuell leis­
ten könnte. Die automatische Anpas­
sung der Parameter ermöglicht optima­
le Ergebnisse, beispielsweise einen
maximalen Durchsatz bei höchster
Kornqualität, Kornsauberkeit und mini­
malem Kraftstoffverbrauch. Im Zusam­
menspiel mit weiteren Assistenzsyste­
men, wie dem CRUISE PILOT für die
Regelung der Fahrgeschwindigkeit so­
wie dem LASER PILOT für die Len­
kung, wird ein Mähdrescher zum Mäh­
dresch-Automat.
Steuergeräte-System für
den optimalen Ernteprozess
Die Optimierungsaufgabe gelingt, in­
dem alle Systeme des Mähdreschers
koordiniert zusammenarbeiten. Gelöst
Typ LEXION 780 kommt so auf 35
Steuergeräte, die per CAN miteinander
vernetzt sind. CLAAS entwickelt die
Steuergeräte der unmittelbar am Ernte­
prozess beteiligten Systeme selbst. Zu­
kaufsysteme wie der Verbrennungs­
motor sind mit den Steuergeräten der
jeweiligen Hersteller ausgestattet. Je
nach Aufgabenstellung sind Steuerge­
räte mit Prozessoren, basierend auf
Festkomma- oder Fließkomma-Arith­
metik, verbaut. Das Steuergerät der
CEMOS AUTOMATIC ist für einen
32-bit-PowerPC ausgelegt.
Steuergeräte-Software
­modellbasiert entwickelt
Die Software-Entwicklung für die Steu­
ergeräte erfolgt modellbasiert. Alle
großen Steuereinheiten werden mit
MATLAB/Simulink und dSPACE Tar­
|
19
getLink entwickelt. Alle notwendigen
Maschinenfunktionen sind nach dem
Prinzip einer verteilten Automation in
einem Gesamtmodell angelegt. Das
umfangreiche Modell kommt auf eine
Größe von 50 Megabyte. Als Grundla­
ge für die Task-Steuerung und die Kom­
munikation zwischen den Systemfunk­
tionen dient das Betriebssystem OSEK
(Offene Systeme und deren Schnitt­
stellen für die Elektronik im Kraftfahr­
zeug). Mit dem OSEK-Modul von
Target­Link werden Schnittstellen und
Tasks definiert. Die entwickelte Assis­
tenzfunktion muss somit nur noch an
die Umgebung angebunden werden.
Code-Generierung
und Offline-Tests
Nach der modellbasierten Entwicklung
neuer Funktionen lässt sich der Code
für den Regler entweder inkrementell
oder vollständig generieren. Somit ist
es möglich, Code für einzelne Funktio­
nen oder die gesamte Reglerfunktion
zu erzeugen. Um frühzeitig die neu ent­
wickelten Funktionen zu testen, unter­
stützt TargetLink unterschiedliche Si­
mulationsmodi. Dieser Absicherungs­
phase im Vorfeld der Ernte kommt eine
wesentliche Bedeutung zu. Dem Ent­
wicklungsteam bleibt während der lau­
fenden Ernte keine Zeit, um auf dem
Feld nach Implementierungsfehlern zu
suchen. Der Start in den Ernteeinsatz
muss mit einer gut getesteten Soft­
ware vonstatten gehen. Neben der
Durchführung von Integrationstests er­
CEMOS AUTOMATIC mit den Subsystemen
AUTO SEPARATION, AUTO CLEANING und
CRUISE PILOT. (© CLAAS)
»
20
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
folgt eine intensive funktionale Absi­
cherung, in der umfangreiche Strecken­
modelle verwendet werden. Für die
Offline-Testszenarien werden die gro­
ßen Datenmengen genutzt, die bei je­
der Erntephase auf dem Feld gesam­
melt werden.
|
A U T O M AT I S I E R U N G
die Simulationsmöglichkeiten nutzen,
um sich mit der Maschine vertraut zu
machen oder ihre Kenntnisse aufzu­
Um im Vorfeld der Ernte das Einsatz­
frischen und zu verbessern. Dem Fah­
verhalten der Erntemaschine unter un­
rer steht dabei eine PC-basierte Simu­
terschiedlichen Bedingungen zu trai­
nieren, kommt der CLAAS-Online-­ lation zur Verfügung. Der Online-Simu­
lator nutzt einerseits die virtuelle Nach­
Simulator zum Einsatz. Fahrer können
Virtuelle Steuergeräte
Assistenzfunktionen entwickelt mit TargetLink.
(© CLAAS)
A U T O M AT I S I E R U N G
bildung der verschiedensten Maschinenkomponenten, andererseits ein
Prozess­modell, das die Daten aus vielen Jahren Einsatzerfahrung umfasst.
Im Hintergrund laufen echtzeitfähige
virtuelle Steuergeräte, deren Software
den realen Steuergeräten entspricht.
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
mitteln von TargetLink im Labor getestet werden kann. Das ermöglicht eine
frühe Absicherung der Funktionen.
Selbst spezielle Funktionen wie die
Definition von Multirate-Tasks oder
Hintergrund-Tasks lassen sich mit
­TargetLink exakt beschreiben und um-
Ernteprozess mit Umgebungseinflüssen, Fahrverhalten und Maschinenparametern.
Diese Simulationsmöglichkeit im Vorfeld der Ernte ist ein weiterer wichtiger
Baustein bei der Risikominimierung für
Maschinenschäden und Bedienfehler
während der Ernte.
Bewertung von TargetLink
Basisfunktionen werden bei CLAAS
schon seit Jahren erfolgreich mit TargetLink erstellt. Dazu gehört beispielsweise die Haspeldrehzahl-Automatik –
das erste Pilotprojekt, in dem TargetLink eingesetzt wurde. Schon damals
überraschte die kurze Entwicklungszeit von nur fünf Tagen von der Verfügbarkeit der Hydraulikkomponenten
bis zur Integration des ersten Musters
ins Steuergerät (TargetLink Goes to
the Fields, dSPACE NEWS 2001/2).
Mit Zunahme der Komplexität der
Steuergeräte-Systeme stehen mittlerweile nicht mehr nur die unkomplizierte Handhabung und die kurze Lern­
kurve im Fokus, sondern auch weitere
Aspekte für den Systementwurf. So
konnte die Funktion für CEMOS AUTOMATIC sehr einfach im Modell und im
komplexen Steuergeräte-Verbund integriert werden. Wichtig ist nach wie
vor, dass die Software mit den Bord-
setzen. Für CLAAS bedeutet die Kombination aus TargetLink und dem
OSEK-Modul, dass sich die Entwickler
auf die wesentlichen Entwicklungsaufgaben konzentrieren können. Trotz
der Komplexität des Modells lässt
sich mit TargetLink schnell effizienter
Code generieren, ob für einzelne
Funktionen (inkrementelle Code-Generierung) oder für den gesamten
Steuergeräte-Verbund.
Assistenzsystem CEMOS
AUTOMATIC
Das Assistenzsystem CEMOS AUTOMATIC ist ein Paradebeispiel für die
Bedeutung von Software im Nutzfahrzeugbereich. Es ist planmäßig für die
Mähdrescher der Modellreihe LEXION
740-780 als Ausstattungsoption in Serie gegangen. Mit modellbasierter Entwicklung und Seriencode-Generierung
konnte die neue Funktion schnell implementiert und getestet werden. Der
generierte Code funktioniert zuverlässig und fehlerfrei und erlaubt während
der meist knappen und somit kostbaren Zeit auf der Maschine die Konzen­
tration auf das Wesentliche: den finalen Funktionstest im Feldeinsatz.
|
21
Fazit und Ausblick
Die Anforderungen an moderne Mähdrescher hinsichtlich Effizienz sowie
Sparsamkeit beim Treibstoffverbrauch
steigen stetig. Assistenzsysteme wie
CEMOS AUTOMATIC (CLAAS Electro-
(© CLAAS)
nic Machine Optimization System) haben sich als Lösung bewährt und erlangen immer mehr Bedeutung. Bei der
Entwicklung dieser Systeme ist der Seriencode-Generator TargetLink fest im
Entwicklungsprozess etabliert. Mit einfach zu handhabenden Funktionen unterstützt TargetLink die Entwicklung
komplexer Regelsysteme und generiert zuverlässigen Seriencode. Darüber hinaus werden die TargetLink-Modelle zu Lernzwecken auf virtuellen
Steuergeräten PC-basiert eingesetzt,
um den Bediener bereits im Vorfeld optimal mit der Erntemaschine vertraut
zu machen. Solche Werkzeuge sind die
ideale Grundlage, um Innovationen voranzutreiben. In Zukunft bieten neue
Standards wie AUTOSAR wichtige Voraussetzungen für die Entwicklung verteilter Regler und die einfache Wiederverwendung von Software. W (oe)
j
dSPACE GmbH
www.dspace.de
Andreas Wilken arbeitet in der
Vorentwicklung im Bereich
Funktionstechnik der CLAAS
Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH in Harsewinkel.
22
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A U T O M AT I S I E R U N G
Cleverer Chauffeur
Für ein fahrerloses Transportfahrzeug von Movexx liefert Turck den Großteil
der Automatisierungstechnik inklusive Programmierung der Codesys-Steuerung
auf dem HMI VT250.
Das fahrerlose Transportfahrzeug folgt den
Kontraststreifen und
navigiert so durch die
Produktionshallen.
(© Turck)
Alles im Kasten:
Turcks VT250 ist
im Deckel des
Schaltkastens verbaut. Es kommuniziert über Modbus-TCP kabellos
mit dem IMS und
steuert nahezu
alle Systeme des
Fahrzeugs.
(© Turck)
I
n der Produktion von Federsyste­
men der niederländischen Firma
VDL Weweler bringt ein fahrerloses
Transportfahrzeug (AGV) von Movexx
Bauteile für Federsysteme von der
Rohproduktion zur Lackierung. Wie
das Fahrzeug sein Ziel findet, steuert
Turcks HMI VT250 mit Codesys-Steue­
rung, unterstützt von Optosensorik,
RFID-System sowie Winkelsensoren
und Statusanzeige aus dem Turck-An­
gebot. Echte Lösungskompetenz zeig­
te Turck B.V., indem sie nicht nur Kom­
ponenten lieferten, sondern auch die
Programmierung der Steuerung. Seit­
dem die beiden AGVs ihren Dienst in
der Produktion aufgenommen haben,
ist die Fehlerquote beim Transport der
Bauteile rapide gesunken.
straße noch manuell mit Hub­
wägen transportiert. Ein Feder­
ele­
ment wiegt 35 Kilogramm,
36 davon liegen auf einem
­Gestell, so bringt ein vollgela­
dener Hubwagen inklu­sive Ge­
stell fast zwei Tonnen auf die
Waage. Dieser Vorgang war
nicht nur körperlich anstrengend, son­
dern auch fehleranfällig: Die Ständer
müssen immer exakt in den Passmar­
ken stehen, damit die Roboter die Trä­
ger richtig auflegen oder abheben kön­
nen. Standen sie leicht falsch, kollidier­
ten die Roboter mit den Gestellen.
„Die neue Transportlösung für uns
muss so flexibel wie möglich sein“,
sagt Bert E
­ ilander, Schichtleiter in der
Produktion bei VDL Weweler.
Entwickelt hat die automatisierte
Lösung Movexx International B.V., ein
Spezialist für Flurförderfahrzeuge, dar­
unter viele kundenspezifische AGV
(Automated Guided Vehicles). „Mehre­
re Eigenschaften des AGVs waren neu:
Die bidirektionale Fahrweise, die nied­
rige Bauweise zum Unterfahren der
Gestelle und die hydraulische Schwer­
last-Hebeplatte“, erklärt Andreas Ver­
steeg, Produktmanager AGV bei
Movexx. Das AGV muss bidirektional
­
fahren, weil man nur rückwärts wieder
aus den Zielstationen herausfahren
kann. Die hydraulische Hebeplatte hebt
das Gestell zwei Zentimeter vom Boden
an, um sie zu transportieren.
Automated Guided Vehicle
Der Lkw- und Automobilzulieferbetrieb
VDL Weweler im niederländischen
Apeldoorn hat den Transport-Vorgang
von Trägerelementen und Federn für
Lkw-Auflieger mit einem AGV (Auto­
mated Guided Vehicles) automatisiert.
Bis Mitte 2015 wurden diese Bauteile
zwischen Rohproduktion und Lackier­
Umfassende
­Automatisierungslösung
Zur Entwicklung des Transportfahr­
zeugs holte sich Versteeg Turck an
Bord. Movexx hatte bislang Sensorik
und LED-Leuchten von Turck einge­
setzt. In diesem Projekt war neben fä­
higen Komponenten auch Lösungs­
kompetenz gefragt. Die größte Herausforderung war die bidirektionale Steuerung des AGV auf dem Fabrikboden.
Turck schlug eine kombinierte RFID-­
Kontrastband-Steuerung vor. Auf dem
Hallenboden sind drei Streifen aufgezeichnet; ein weißer in der Mitte und je
ein schwarzer Streifen links und rechts.
Drei Lichtleiter mit angeschlossenen
Basisgeräten blicken auf die Steifen
und messen den Helligkeitswert. Fährt
das AGV mittig auf dem Leitstreifen,
sieht der rechte Lichtleiter schwarz,
der mittlere weiß und der linke wiederum schwarz. Beschreibt der Kontrast­
reifen eine Rechts-Kurve, sieht der
rechte Lichtsensor weiß. Daher weiß
das AGV, dass es eine Rechtskurve
fahren muss. Über die Steuerung wird
das entsprechende Steuersignal an die
Aktorik der Lenkachse gegeben. So
manövriert das AGV immer seinen
„Gleisen“ folgend durch die Fabrikhallen. Da es vorwärts oder rückwärts
fahren muss, sind Lenkachsen und
Steuerungssensorik doppelt verbaut.
RFID-System
zur Zielsteuerung
Die optische Linienverfolgung ist kombiniert mit RFID-Datenträgern, die an
Schlüsselpunkten entlang der Linien
auf den Fabrikboden geklebt sind. Anhand der Datenträger an den Weichen
erkennt das AGV, ob es weiterfahren
soll oder anhalten muss. Auch die Geschwindigkeit des AGV wird über diese
RFID-Tags geregelt. Der Slow-Modus
wird in Kurven und zum Andocken in
den Stationen gefahren, der Highspeed-Modus auf geraden Strecken.
Wobei Highspeed in diesem Fall 1 km/h
bedeutet.
Das fahrerlose Transportfahrzeug
entscheidet nicht selbst. Die Intelligenz
liegt in der Vernetzung des AGVs mit
dem übergeordneten IMS (Intergrated
Manufacturing System), welches das
AGV anweist, zu einem bestimmten
Punkt zu fahren. Die Logik des AGV
übersetzt das Ziel in eine Tagnummer
und überprüft bei jedem erkannten
Tag, ob es stoppen, verzögern oder beschleunigen muss. Die Steuerung des
AGV lenkt und erkennt anhand eines
RFID-Tags, wann es seine Zielposition
erreicht hat. Das AGV setzt dann das
Gestell ab und fährt wieder zu einer
definierten Position außerhalb der
­
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­ elle, um auf den nächsten Job zu warZ
ten. Gegebenenfalls weist das IMS das
AGV an, ein leeres Gestell zurück in die
Fertigungshalle zu befördern. Auf dem
AGV arbeitet Turcks HMI-Steuerung
VT250. Sie kommuniziert über eine
kabel­lose TCP/IP-Verbindung mit dem
IMS und spricht als Profibus-Master
mit einem BL20-Gateway, an dessen
Ein- und Ausgängen alle Signale des
Fahrzeugs aufgelegt sind.
Automationslösung
aus einer Hand
Movexx hat bei der Ausstattung des
Transportfahrzeugs aus dem vollen
Turck-Portfolio geschöpft: Neben den
erwähnten Lichtleitern samt Basis­
gerä­
ten vom Optosensorik-Partner
Banner Engineering lieferte Turck
seinen kompakten, berührungslosen
­
QR14 zur Winkelerfassung an den
Lenk­achsen. Optische Sensoren erken­
nen den Hub der Plattform, eine
K50-Kuppelleuchte von Banner signalisiert den Betriebszustand und ein
Laser-­Safety-Scanner erfasst, ob sich
Objekte auf der Fahrstrecke des AGVs
befinden. Turcks RFID-Datenträger sowie die Schreib­lese­köpfe am Fahrzeug
lesen die Position des AGV. In diesem
Fall programmierte Turck sogar die
Steuerung des AGV. Die gesamte Navigation, die Verarbeitung von Sensor­
daten und die Schnittstellen zu anderen Systemen inklusive der Kommunikation mit dem übergeordneten IMS
wurden mit Codesys auf dem VT250
programmiert.
|
TURCK
TURCK zählt zu den global führenden
Unternehmensgruppen auf dem
­Sektor der Industrieautomation. Mit
4.000 Mitarbeitern in 28 Landes­
gesellschaften und Vertriebspartnern
in weiteren 60 Staaten sind wir
­weltweit immer in der Nähe unserer
Kunden.
Als Spezialist für Sensor-, Feldbus-,
Anschluss- und Interfacetechnik sowie
RFID (Radio Frequency Identification)
bieten wir effiziente Lösungen für die
Fabrik- und Prozessautomation sowie
die mobile Automation. Modernste
Produktionsstätten in Deutschland,
der Schweiz, den USA, Mexiko und
China versetzen uns als Familienunternehmen jederzeit in die Lage,
schnell und flexibel die Anforderungen
lokaler Märkte zu erfüllen.
Ob im Maschinen- und Anlagenbau,
in der Automobilindustrie, in den Sek­
toren Transport und Handling oder
Mobile Maschinen, in der Lebens­
mittel- und Verpackungsbranche oder
in der Chemie- und Pharmaindustrie:
Automationslösungen und -produkte
von TURCK erhöhen die Verfügbarkeit
und die Effizienz von Maschinen und
Anlagen.
Branchenspezifisches Anwendungswissen aus dem intensiven Dialog
mit Kunden, gepaart mit Elektronik­
entwicklung und -fertigung auf höchstem Niveau, versprechen optimale
­Lösungen für die Automatisierungs­
aufgaben unserer Kunden.
Vorteil Systemanbieter
Dass alle Produkte von einem Automationsanbieter stammen, erleichtert vieles – auch für Movexx: „Für das Projekt
mit VDL Weweler haben wir auch andere Steuerungsanbieter angefragt.
Letztendlich war ausschlaggebend,
dass Turck eine Komplettlösung zur
Automatisierung des AGVs anbieten
konnte“,
erklärt
Produktmanager
­Versteeg seine Entscheidung. W (oe)
j
Hans Turck GmbH & Co. KG
www.turck.com
Gerjan Woelders ist Automation Systems
Engineer bei Turck B.V. in den Niederlanden.
23
Hans Turck GmbH & Co. KG
Witzlebenstraße 7
45472 Mülheim an der Ruhr
Tel. +49 208 4952 0
Fax +49 208 4952 264
[email protected]
www.turck.com
FIRMENPROFIL
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Automatisierung
mobiler Arbeitsmaschinen
Um die steigenden Anforderungen an Produktivität und Qualität weiterhin zu
­erfüllen, setzen Agrar- und Baubranche zunehmend auf hochautomatisierte und
vernetzte Maschinen. B&R bietet seit Jahrzehnten eine standardisierte
­Automatisierungsplattform für unterschiedliche Branchen an. Nun profitieren
auch auch Hersteller von mobilen Arbeitsmaschinen von der Kompetenz des
­Automatisierungsexperten.
D
ie Anforderungen an moderne
Nutzfahrzeuge sind in den vergangenen Jahren enorm gestiegen. Laufend zunehmende Funktionalitäten, gestiegene Effizienzansprüche und hohe Qualität des Arbeitsvorgangs erfordern ein leistungsstarkes
und skalierbares Automatisierungs­
system.
Und auch die Zielmärkte der Hersteller werden zunehmend internationaler, was besondere Herausforderungen im Hinblick auf Logistik sowie Service und Support mit sich bringt. Die
Themen Know-how-Schutz sowie Kosteneffizienz gewinnen zunehmend an
Bedeutung. Großes Augenmerk muss
der Schnelllebigkeit dieser Märkte gewidmet werden. Um eine technologische Marktführerschaft verteidigen
und weiter ausbauen zu können, ist
speziell im Hinblick auf die Automatisierungstechnik ein innovationsgetriebener Technologiepartner notwendig.
Eine solche Partnerschaft ermöglicht
es den Herstellern von mobilen Arbeits­
maschinen, sich wieder verstärkt auf
neue Maschinenfunktionalitäten und
Wettbewerbsvorteile zu konzentrieren.
Robust und bewährt
B&R eröffnet mit dem modularen Steuerungssystem X90 mobile (Bild 1) neue
Möglichkeiten in der mobilen Automatisierung. Mit X90 mobile lassen sich
Bild 1: X90 mobile von B&R: Neben
dem CAN-Bus, kommunizieren die
Geräte über POWERLINK. Dieser
weist als ethernetbasiertes Protokoll
die notwendige Übertragungsbandbreite und Stabilität auf. (© B&R)
flexible Automatisierungskonzepte auf
Basis eines standardisierten Gesamtsystems umsetzen. Herzstück der X90
mobile Steuerungssysteme ist ein leistungsstarker ARM-Prozessor und
Multi­funktions-I/Os. Zur Grundausstattung gehören Anschlüsse für CAN,
Ethernet und das Echtzeit-Bussystem
POWERLINK.
Das
robuste
Aluminium- ­D ruckgussgehäuse
bietet Platz für bis zu vier Optionsplatinen. Dadurch lassen sich weitere I/Os und Schnittstellen ergänzen.
Safety-Funktionen sowie optionale Interfaces für WLAN, Bluetooth und
GPS sind geplant. Alle Produkte des
X90 mobile Systems sind für den Einsatz in rauer Umgebung ausgelegt. Sie
haben einen Arbeitsbereich von -40 °C
bis +85 °C (Gehäuseoberfläche) und
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tors werden wichtige Daten wie Drehzahl und Motortemperatur fertig aufbereitet an die Applikation übergeben.
Für spezifische Motoren-Parameter,
wie zum Beispiel Tier4-Funktionen,
steht eine J1939 read/write-Funktion
zur Verfügung. Über diese lassen sich
jegliche Parameter von J1939-basierten Sensoren oder vom Lkw-Chassis
einbinden.
Diagnose und Fernwartung
Automation Studio stellt zahlreiche Diagnosewerkzeuge zum Auslesen von
Systeminformationen und zum Optimieren des Systems zur Verfügung.
Mithilfe des System Diagnostics Manager können umfangreiche Informationen des Zielsystems über einen StanBild 2: Automation Studio ist das Projektierungswerkzeug von B&R. Neben
dard-Web-Zugriff ausgelesen werden
­v ielen integrierten Funktionen lassen sich mit MATLAB/Simulink hochkomplexe
Mobile Maschinen werden meist an
Regler über simulierte Regelstrecken implementieren. (© B&R)
weit entfernten Orten betrieben. SerElektrik parallel mit der Software-­ vice- und Wartungsdienstleistungen
sind resistent gegenüber Vibrationen,
werden im Normalfall von Reisekosten
Entwicklung begonnen werden. Das
Schock, Salz, UV-Licht und Öl.
dominiert. Ferndiagnose und Fernwarneue Produkt kommt schneller auf den
Um die Produktlinie flexibel einsettung reduzieren das Risiko insbesondeMarkt.
zen zu können werden spezifische Branre in Gewährleistungszeiten. Ob HardZudem ermöglicht B&R eine hohe
chenstandards für Land- und Forstwirtware-Diagnose oder das Einstellen von
Wiederverwendbarkeit von Software,
schaft, sowie für die Bau- und KommuWerten bis hin zur begleitenden Mada die Software unabhängig von der
naltechnik abgedeckt. Darüber hinaus
schinenbedienung, in allen Phasen leisverwendeten Hardware ist. Für die
verfügt das Produkt über umfangreiche
tet die Integration von VNC, WebserProgrammierung können sämtliche
Zertifizierungen wie DNV-GL, E24, CE
ver und auch Remote-Programmierung
IEC-61131-Sprachen sowie C und C++
und Atex Zone II.
wertvolle Dienste.
verwendet und sogar kombiniert
B&R hat programmierbare und netz­werden.
werkbasierte Sicherheitstechnik bis
PLe nahtlos in sein AutomatisierungsFazit
system integriert und damit hartvermapp J1939
X90 ist das erste B&R-Produkt für die
drahtete Sicherheitstechnik überflüsWichtiger Bestandteil des B&R-­ Mobile Automation. Damit ermöglicht
sig gemacht. B&R-Sicherheitstechnik
B&R Herstellern mobiler ArbeitsmaSystems ist das Software Framework
bietet die gleichen Vorteile wie die
schinen Zugang zu modernsten Automapp. Mit vorprogrammierten, modufunktionale Automatisierung: Skaliermatisierungstechnologien.
Dadurch
laren Bausteinen wird die Entwickbarkeit, Wiederverwendbarkeit von
wird High-End-Automatisierung, zum
lungszeit von Applikationssoftware um
Software sowie ein einheitliches WerkBeispiel für autonome oder teilautonodurchschnittlich zwei Drittel verkürzt.
zeug für Engineering, Simulation, Inbeme Arbeitsprozesse, sowie Lösungen
Da die Bausteine von B&R getestet
triebnahme und Diagnose. Sicherheitsfür Smart Farming oder Digital Constund gewartet werden, sinken zudem
konzepte können nicht nur für einzelne
ruction auch für mittelständische Herdie Kosten für Wartung und InstandhalMaschinen, sondern auch maschinensteller mobiler Arbeitsmaschinen ertung.
übergreifend
effizient
umgesetzt
reichbar. W (oe)
Neben allgemeinen mapp-Kompo­werden.
nenten, zum Beispiel für Alarm Monitoring oder Benutzerrollenverwaltung,
Softwarestehen auch spezifische Komponenten
Entwicklungsumgebung
Bernecker + Rainer Industrie
für mobile Arbeitsmaschinen zur VerfüElektronik GmbH
gung. Mit mapp J1939 lassen sich beDie B&R-Automatisierungs-Software
www.br-automation.com
liebige Dieselmotoren ganz einfach in
Automation Studio (Bild 2) ermöglicht
Ihre Applikation einbinden. Der
die parallele und modulare Entwicklung
Stefan Taxer ist Produkt­
manager Mobile Automation
von Maschinensoftware. Durch Round-­ mapp-Baustein wird mit wenigen Einbei B&R.
stellungen parametriert, es muss kein
Trip-Engineering und bidirektionalen
eigener Code geschrieben werden.
Datenaustausch kann bereits während
Unabhängig vom Hersteller des Moder Entwicklung von Mechanik und
j
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„Mobile Automation braucht
homogene Automatisierungssysteme“
Mit dem rasant wachsenden Funktionsumfang von Mobilen Maschinen steigen
auch die Anforderungen an das Automatisierungssystem. Weit mehr als gute
Hardware ist notwendig. Benötigt wird ein leistungsfähiges Automatisierungs­
system, das moderne Werkzeuge und umfangreiche Basisfunktionen out of the
Box anbietet. Stefan Taxer, Produktmanager Mobile Automation bei B&R erklärt,
wie insbesondere mittelständische Hersteller mobiler Maschinen von 35 Jahren
B&R-Automatisierungs-Erfahrung profitieren.
Stefan Taxer ist
Produktmanager Mobile
Automation bei B&R.
(© B&R)
Herr Taxer, wieso halten Sie bishe­
rige Automatisierungskonzepte in
der mobilen Automatisierung für
überholt?
Die Zahl der Automatisierungskomponenten in mobilen Maschinen ist in den
vergangenen Jahren stark gestiegen.
In beinahe allen Maschinen sind mittlerweile mehrere ECUs, Displays, Sensoren und andere Elektronikkomponenten verbaut. Diese müssen miteinander koordiniert werden.
Auch in industriellen Anwendun­
gen kommt immer mehr Elektronik
zum Einsatz. Wo liegt der Unter­
schied?
Im Gegensatz zur industriellen Automatisierung gab es bisher keinen Anbieter, der Herstellern mobiler Arbeitsmaschinen ein homogenes Automatisierungssystem anbietet. So gibt es
zum Beispiel proprietäre Steuerungssysteme, Antriebssysteme, Visualisierungssysteme – alle von unterschiedlichen Herstellern und mit unterschiedlichen Tools für Engineering, Diagnose
und Wartung. Solch heterogene Systeme zu entwickeln und aktuell zu halten,
ist mit einem hohen Aufwand verbunden.
Was schlagen Sie vor, um dieser
zunehmenden Komplexität ent­
­
gegenzuwirken?
Interview
Alle Komponenten der Mobilen Automatisierung sollten
mit einem einzigen Werkzeug projektiert werden – von der Maschinensteuerung bis hin zu den Sensoren. Mit
­Automation Studio bietet B&R ein etabliertes Tool, das genau für diesen
Zweck geschaffen wurde. Und es kann
sogar noch viel mehr: Diagnose, Simulation und Wartung werden über dieses eine Werkzeug abgewickelt. Dadurch sinkt nicht zuletzt der Schulungsaufwand des Personals.
INFO
Mit mapp Technology haben Sie ein
Tool für die Erstellung von Applikations-Software geschaffen, das in
der industriellen Automatisierung
sehr gut angenommen wurde.
B&R als Technologiepartner
Als unabhängiges Privatunternehmen
bietet B&R seinen Kunden eine durchgängige Automatisierungslösung, die
es ermöglicht, maximale Flexibilität
und höchste Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Vom ersten Prototyp bis zur
Serienreife wird jede Komponente am
Standort Eggelsberg entwickelt und
gefertigt. Dazu setzt das Unternehmen neben modernsten Fertigungsmethoden und der neuesten Technologie auf vollautomatische Test- und
Prüfverfahren, um den hohen internationalen Qualitätsansprüchen gerecht
zu werden. B&R ist als Technologiepartner sehr kundennah aufgestellt.
Durch die internationale Präsenz steht
B&R-Kunden auch in Ihren Zielmärkten und Produktionsniederlassungen
regionaler Support und Logistik zur
Verfügung.
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B&R bietet mit
dem X90 mobile Steuerungssystem die Automatisierungslösung für kritische Umgebungsbedingungen in mobilen Arbeitsmaschinen
und Outdooranwendungen. (© B&R)
­rofitieren davon auch Hersteller
P
mobiler Arbeitsmaschinen?
Absolut. Mit den vorprogrammierten,
modularen mapp-Bausteinen wird
­Applikationssoftware durchschnittlich
dreimal so schnell entwickelt – das gilt
auch für mobile Arbeitsmaschinen.
­Neben allgemeinen mapp- Komponenten, zum Beispiel für Alarm- Monitoring
oder eine Benutzer-/Rollen-Verwaltung
stehen auch spezifische Komponenten
für mobile Arbeitsmaschinen zur Verfügung. Mit mapp J1939 lassen sich zum
Beispiel beliebige Dieselmotoren ganz
einfach in eine B&R-Applikation einbinden.
Software wird bei der Entwicklung
immer wichtiger. Welchen Investitionsschutz bieten Sie Ihren Kunden
bei der Software-Entwicklung?
Die Applikationssoftware wird bei einer B&R-Lösung völlig hardwareunabhängig entwickelt. So kann heute projektierte Software problemlos auf Nachfolgegenerationen
wiederverwendet
werden. Dies bedeutet bei Maschinenlebenszeiten von bis zu 25 oder mehr
Jahren den bestmöglichen Investitionsschutz für Kunden. Auch wenn in
ein paar Jahren eine Steuerung durch
einen leistungsfähigen Industrie-PC ersetzt werden soll, zum Beispiel um rechenintensive Vision-Systeme zu integrieren, kann ohne Funktionseinschränkung bestehende Software weiterverwendet werden.
Was hat B&R auf der Hardwareseite
für mobile Arbeitsmaschinen zu
bieten?
Wir haben das System X90 mobile entwickelt, das schock- und vibrationsfest
ist, extremen Temperaturen und widrigen Umwelteinflüssen widersteht und
umfassend zertifiziert ist – kurz gefasst: Es entspricht allen Anforderungen für den Einsatz auf oder an mobilen Arbeitsmaschinen.
Welche Produkte umfasst X90 mobile?
In einem ersten Schritt haben wir ein
modulares Steuerungs- und I/O-System vorgestellt. Durch Schnittstellen
für CAN und das Echtzeitnetzwerk
POWERLINK lassen sich alle nötigen
weiteren Komponenten problemlos integrieren. Vorzertifizierte Safety-Funktionen und Funkanbindungen zu CloudAnwendungen lassen sich optional
ergänzen. Weitere Optionen und Produkte sind in Entwicklung.
B&R ist ein weltweit agierendes
Unternehmen. Was bedeutet das
für die Kunden in der mobilen Automatisierung?
Mit mehr als 180 Büros bieten wir ein
flächendeckendes Vertriebs- und Supportnetz. Unsere Kunden erhalten
weltweit die gleiche hochqualifizierte
Unterstützung für alle Anliegen. Das
schließt selbstverständlich die schnelle
Lieferung von Produkten auf allen Kontinenten ein. W
28
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Die Motorhaube wird
­m ithilfe eines elektrischen
Verstellantriebs von LINAK
geöffnet und geschlossen.
(© LINAK)
DEUTZ-FAHR-Traktoren: Neue
Wege bei der Motorhaubenöffnung
DEUTZ-FAHR bietet im Bereich Wartung, Komfort und Bedienung der Traktor Serie
9 TTV eine besonders innovative Lösung. Die Motorhaube des Schleppers wird
nicht mehr durch Gasdruckfedern geöffnet und verschlossen, sondern mithilfe
­eines elektrischen Verstellantriebs des dänischen Antriebsspezialisten LINAK.
B
is zu 340 PS, 7,8 Liter Hubraum
und ein Tankinhalt von 600 Li­ter – nicht nur die technischen
Daten des neuen Traktors der Serie 9
TTV von DEUTZ-FAHR sind beeindru­
ckend. Auch die Ausmaße des Traktors
überwältigen. Er ist 3,4 Meter hoch
und wiegt 12 Tonnen. Bei Wartung,
Komfort und Bedienung bietet DEUTZFAHR eine besonders innovative
­Lösung, die es bislang in dieser Form
auf dem Markt nicht gab und die schon
vor der offiziellen Markteinführung für
viel Aufmerksamkeit sorgte: Die
Motorhaube wird nicht mehr durch
­
Gasdruckfedern geöffnet und ver­
schlossen, sondern mithilfe eines elek­
trischen Verstellantriebs des dänischen
Antriebsherstellers LINAK.
Die Ingenieure von DEUTZ-FAHR
haben sich ganz bewusst gegen einen
einfachen Kipp-Mechanismus und
Gasdruckfedern entschieden, weil die­
se Lösung bei der Größe des Traktors
unpraktisch ist und viele Nachteile mit
sich führt. Sie haben als Alternative
eine Kinematik entwickelt, welche die
150 Kilogramm schwere Haube nicht
kippt, sondern parallel zum Fahrzeug
hebt und senkt. Dadurch ist es mög­
lich, einfach und bequem auch den
hinteren Bereich des Motorraums zu
­
warten.
„Dieses System ist in dieser Form
einzigartig auf dem Markt und weg­
weisend für den Bedienungskomfort.
Der Landwirt muss nur auf einen Knopf
drücken und schon hat er einen perfek­
ten Zugang zum gesamten Motor­
raum“,
erläutert
Produktmanager
­Johannes Gruber.
Schon die Höhe des Traktors würde
die klassische Bedienung mithilfe von
Gasdruckfedern sehr erschweren. Die
Wartung gehört zum alltäglichen
A U T O M AT I S I E R U N G
Keinen Verstellkraftverlust
Die elektrische Lösung bietet jedoch
nicht nur Vorteile beim Komfort und
der Zugänglichkeit. Gegenüber Gasdruckfedern gibt es bei einem elektrischen Aktuator auch über viele Jahre
keinen Verlust der Verstellkraft und der
Antrieb ist wartungsfrei. Außerdem
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Funktionsweise des Aktuators. Auch
Chemikalien hält er Stand. Im statischen Zustand erreicht der LA36 die
Schutzklasse IP 69K und im Betrieb
IP 66. „LINAK hat als Hersteller von robusten und langlebigen Verstellantrieben einen guten Namen und bietet
qualitativ hochwertige Produkte“, bestätigt Johannes Gruber. Die elektrischen Kabel werden durch ein Wellrohr
geschützt. Im Falle eines Spannungsaufalls, kann mithilfe einer Notbetätigung die Haube auch mechanisch
­geöffnet werden.
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29
LINAK GmbH
LINAK ist weltweit einer der führenden Hersteller von elektrischen
­Verstellantrieben (elektrischen linearen
Aktuatoren). Der Hauptsitz von LINAK
befindet sich in Guderup in Dänemark.
Mit mehr als 2.000 Mitarbeitern weltweit entwickelt, produziert und vertreibt LINAK elektrische Verstellantriebe für den medizinischen Markt, den
Möbelmarkt und für industrielle
Anwen­dungen. Die LINAK GmbH in
­Nidda ist mit 70 Mitarbeitern eine der
größten Niederlassungen des
­dänischen Unternehmens.
Die Produkte
Die Bedienung der Motorhaubenöffnung des DEUTZ-FAHR Traktors.
schließt der elektrische Antrieb die
Haube auf Zug sauber und zuverlässig.
Ein weiterer Sicherheitsmechanismus
ist nicht notwendig.
Verstellantrieb
Die Kinematik wird angetrieben von
einem LINAK-Verstellantrieb LA36.
­
Diesen Antrieb gibt es in unterschiedlichen Ausführungen. Bis zu einer Tonne
lassen sich mit dem elektrischen Aktuator bewegen, die Hublänge kann zwischen 100 Millimetern und 999 Millimetern variieren. Die Kinematik sitzt
­direkt über dem Motor und ist somit direkt der Abwärme des Motors ausgesetzt. Für den Verstellantrieb ist das
kein Problem. Der LA36 wurde speziell
für den Einsatz unter schwierigen und
rauen Bedingungen entwickelt. Sein
Aluminiumdruckgussgehäuse und Bauteile höchster Qualität garantieren eine
hohe Schutzklasse. Kälte, Hitze, hohe
Temperaturschwankungen oder Spritz­
wasser haben keinen Einfluss auf die
(© Deutz-Fahr)
Vorserien-Maschinen zeigen bereits
ihre Qualität auf den Feldern von Testlandwirten. Die ausgefeilte Lösung
zum Öffnen der Haube sorgte für Aufsehen und lobende Worte bei den
Landwirten, die den neuen Traktor
­bereits testen konnten. Johannes Gruber sieht im Zuge der Elektrifizierung
für elektrische Verstellantriebe in landwirtschaftlichen Maschinen ein großes
Entwicklungspotenzial. Zum einen
würde allein die Größe der Maschinen
und die Anforderungen an Komfort,
Bedienerfreundlichkeit und Ergonomie
den Bedarf an elektrischer Verstellung
steigen lassen. Zum anderen hätten
elektrische Verstellantriebe gegenüber
hydraulischen Lösungen klare Vorteile.
Johannes Gruber: „Die Elektrifizierung
bei Anbauteilen und bei Traktoren wird
in den nächsten Jahren weiter zunehmen.“ W (oe)
j
LINAK GmbH
www.linak.de
Nach Unterlagen der LINAK GmbH.
LINAK-Verstellantriebe für den indus­
triellen Bereich zeichnen sich vor allem
durch ihre hohe Qualität und ihre Robustheit aus. Dank unterschiedlicher
Lagerückmeldungsoptionen sind sie
einfach in ein vorhandenes System zu
integrieren. Auf Wunsch gibt es unterschiedliche Antriebe auch mit einer
integrierten Steuerung. LINAK bietet
ein breites Produktprogramm für viele
unterschiedliche Anwendungsbereiche. Exakte Positionierung, eine gute
Energiebilanz und die einfache Installation machen elektrische Verstellantriebe von LINAK zur perfekten Komponente, wenn es um eine Alternative für
pneumatische oder hydraulische
­Lösungen geht.
Durch die enge Zusammenarbeit mit
den Kunden findet LINAK immer wieder einfallsreiche Lösungen und Möglichkeiten für neue Applikationen und
deren ständige Weiterentwicklung.
80 Prozent der LINAK-Produkte sind
kundenspezifische Lösungen. Über
die Jahre hinweg hat LINAK Lob,
­Auszeichnungen und Preise für ein
­Unternehmen mit explosionsartigem
Wachstum, ideenreichen Produkten,
sozialem Bewusstsein und einen
­guten Arbeitsplatz erhalten.
LINAK GmbH
An der Berufsschule 7
D - 63667 Nidda
Tel.: +49 6043 9655-0
[email protected]
www.linak.de
FIRMENPROFIL
­eschäft des Landwirts. Besserer
G
Komfort und einfachere Bedienung erleichtern dessen Arbeit und führen zu
mehr Effizienz.
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A U T O M AT I S I E R U N G
Hydraulik mit CAN-Bus-Technologie
Der CAN-Bus wird beim Aufbau der Maschinensteuerung in mobile Arbeitsmaschinen
sehr gern eingesetzt und das aus gutem Grund. Er bietet viele Vorteile, sei es
während der Inbetriebnahme, bei der Optimierung von Funktionen oder beim Überwachen von Systemzuständen. Dabei ist er schnell, flexibel und robust. Die HAWE
Hydrauliksysteme machen sich diese Vorteile zu Nutze. In verschiedenen Ausführungen stehen Steuergeräte aus dem Baukasten mit CAN-Bus zur Verfügung.
zeugtechnik weit verbreitet ist, ist der CAN-Bus. Auch nachträglich können Steuergeräte einfach in ein bestehendes
CAN-Bus-Netzwerk eingefügt oder daraus entfernt werden.
Durch Diagnosekomponenten wird die Kommunikation
­permanent überwacht. Der Ausfall einer CAN-Station hat
keine unmittelbaren Auswirkungen auf den CAN-Bus. Alle
anderen Knoten können weiterhin uneingeschränkt kommunizieren.
Hydraulik mit CAN-Bus
In diese CAN-Bus Netzwerke können auch Hydraulikkomponenten mit allen bereits genannten Vorteilen eingebunden
werden. Dazu muss lediglich das Ventil, der Sensor oder der
Aktor mit einem CAN-Bus-fähigem Prozessor ausgerüstet
werden. Dieser kann entweder direkt in der Hydrauliksteuerung (Ventilverband) integriert sein, als Verstärkermodul an
geschützter Stelle verbaut oder auch als Stecker auf das
Ventil aufgesteckt werden. HAWE Hydraulik liefert dafür
eine Auswahl an Elektronikkomponenten, die ideal auf die
Hydraulik abgestimmt sind und die Daten direkt in das Bussystem sendet und von dort empfängt.
E
In vier Baugrößen erhältlich –
der Proportional-Wegeschieber
Typ PSL-CAN mit integrierter
CAN-Bus-Schnittstelle.
(© HAWE Hydraulik)
lektronische Systeme ha­ben
in den letzten Jahrzehnten
auch in Forst-, Land- und Baumaschinen rasant zugenommen. Das liegt zum einen an den ständig steigenden
Anforderungen an Fahrsicherheit, Emissionswerte und
Kraftstoffverbrauch, die sich nur noch durch eine Optimierung des Zusammenspiels der einzelnen Komponenten wirtschaftlich realisieren lassen. Zum anderen sind Bedienkomfort, einfache Inbetriebnahme und Condition Monitoring
während des Betriebes ein wichtiges Verkaufsargument für
die Maschinenhersteller. Ein Bussystem, dass in der Fahr-
Schnell und einfach
angeschlossen
Das Proportional-Wegeschieberventil Typ
PSL mit CAN-Bus-Schnittstelle von HAWE
Hydraulik ist eine Ventilsteuerung, die bis zu
zehn Einzelfunktionen in einer Batterie zusammenfassen kann. Sie steuert die Bewegungsrichtung von hydraulischen Verbrauchern und regelt
lastunabhängig und stufenlos die Bewegungsgeschwindigkeit, z. B. in Kommunalfahrzeugen, Mobilkränen, Schwerlastfahrzeugen oder Hebebühnen. Die in der Betätigung inte­
grierte Kabel­
führung nimmt gegenüber marktüblichen
Daisy-­
Chain-Ausführungen weniger Einbauraum ein und
gewährleistet eine sichere Montage im Fahrzeug. Die
­
Steuer­einheit des Fahrzeugs wird mit nur einem Stecker mit
der Ventilbatterie verbunden. HAWE Hydraulik liefert die
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31
sich alle Ausgänge auch als Eingänge nutzen lassen, ist
ebenso ein Einsatz als reiner Input-Knoten möglich – beispielsweise für die Überwachung der Abstützung von
­Baumaschinen zusammen mit Proportional-Wegeschieberventilen vom Typ PSL-CAN.
Der CAN-IO 14 ist auch alleine als vollwertige Steuerung
von Ventilen und für das Verarbeiten der Daten von Joysticks
und Sensoren einsetzbar. Der Anwender kann dafür seine individuellen Anforderungen frei programmieren. Da das Gerät
über die Schutzart IP 67 und für einen Temperaturbereich
von -40 °C bis 85 °C konzipiert wurde, können sich Anwender mobiler Maschinen auf eine einwandfreie Funktion auch
in rauen Außenumgebungen verlassen. Die Schutzart
­erlaubt den Anbau außen an der Maschine und mit den kompakten Maßen von 60x60x30 mm3 nimmt das Produkt wenig Platz ein.
Intelligenter und
CAN-Bus-fähiger Steckerverstärker
Der elektronische Steckerverstärker Typ EV2S ist in der
Bluetooth-­Version auch mit dem Smartphone bedienbar.
(© HAWE Hydraulik)
Ventilbatterie mit kundenspezifischer Parametrierung aus.
So erhält der Kunde eine anschlussfertige Ventilsteuerung.
Dadurch lässt sich die Hydrauliksteuerung schnell und einfach an die übergeordnete Fahrzeugsteuerung anschließen.
Das ist besonders für die Produktion von Fahrzeugen in großen Serien interessant.
Die CAN-Bus-Schnittstelle ist in die Ventilsektion inte­
griert. Sie ermöglicht damit Ansprechzeiten des Hydraulikventils, die bis zu drei Mal so schnell sind wie die eines
­konventionellen Proportionalventils. Das macht das Produkt
besonders für Lenksysteme interessant. Durch die interne
Signalrückführung wird eine hohe Wiederholgenauigkeit
­erreicht und die Programmierung von automatischen Abläufen wesentlich vereinfacht. Damit kann sich der Anwender
auf eine stets exakte Ansteuerung der Hydroverbraucher
verlassen. Die Ventilsteuerung ist auf einen Betriebsdruck
bis 420 bar ausgelegt.
Flexibler CAN-Knoten
für Hydraulik-Steuerungen
Das Steuergerät Typ CAN-IO 14 von HAWE Hydraulik ergänzt als CAN-Bus-Slave auf ideale Weise CAN-Bus-fähige
speicherprogrammierbare Ventilsteuerungen. Er reduziert
den Verkabelungsaufwand bei dezentralem Aufbau der
­Hydrauliksteuerung. In diesem Fall arbeitet der CAN-IO als
dezentraler Ein- und Ausgangsknoten, der über CAN-Bus
Befehle von der Steuerung empfängt und dieser die Werte
der Inputs zurücksendet. Das Gerät verfügt über vier stromgeregelte PWM-Ausgänge, mit denen sich bis zu vier Doppelventile ansteuern lassen. Die sechs analogen Eingänge
sind zwischen 0 bis 10 V und 4 bis 20 mA umschaltbar. Da
Mit dem intelligenten Steckerverstärker Typ EV2S-CAN bietet HAWE Hydraulik einen praxistauglichen und sehr flexiblen Elektronikbaustein an. Mit zwei analogen Eingängen und
zwei präzise stromgeregelten PWM-Ausgängen steuert er
alle gängigen Proportionalventile zuverlässig und platzsparend an. Mit Bluetooth können die Prozessdaten auch mit
dem Smartphone ausgelesen werden. Egal, ob Wegeschieber, Druckventil oder auch Pumpenregler – der EV2S-CAN
ist als Stecker konstruiert und wird einfach auf den Magneten aufgesteckt. Er ist der klassische Verstärker für alle gängigen Eingangssignale von 0 bis 10 VDC, 4 bis 20 mA, CANBus und viele weitere. Durch eingespeicherte Programme
für viele HAWE-Produkte ist er natürlich auf das Produktprogramm sowohl für Mobil- als auch für Industriehydraulik des
Herstellers ideal abgestimmt, kann aber auch für Ventile anderer Hersteller eingesetzt werden. Mit den beiden analogen Eingängen werden sowohl die Signale der Hauptsteuerung als auch weitere Prozessdaten eingelesen. Vier einfache Einstellungen werden während der Inbetriebnahme mit
Drucktastern, PC oder auch Smartphone vorgenommen und
schon ist der Steckerverstärker und damit das Proportionalventil einsatzbereit. Das einfache Kopieren von Einstellungen und Programmen von einem Stecker zum anderen ist
vor allem für Serienproduktionen interessant.
Über LEDs plus integriertes Display oder mit Bluetooth
über das Smartphone ist das Monitoring vom Betriebszustand oder eine Fehlermeldung einfach und vor Ort möglich
Zusätzlich wird durch die direkte Anbindung ins CAN-Netzwerk und eine Datenverarbeitung im Stecker die zentrale
Maschinensteuerung entlastet. Die Anwendungsspezialisten bei HAWE Hydraulik bilden die Schnittstelle zwischen
Hydraulik, Elektronik und den anwendungsspezifischen Anforderungen und helfen bei der Auslegung des Gesamtsystems. W (oe)
j
HAWE Hydraulik SE
www.hawe.com
Nach Unterlagen der HAWE Hydraulik SE, 81673 München.
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A U T O M AT I S I E R U N G
High-Speed-Internet
für jede mobile Maschine
Was vielen Nutzern mobiler Arbeitsmaschinen bisher fehlte, ist eine robuste
­leistungsfähige und vielseitige Kommunikationszentrale an Bord, die mehr bietet
als bisherige Connectivity-Ansätze, weil sie alle gängigen Kommunikations­
standards und Bussysteme unterstützt. Dafür kommt mit open:connect W50
eine L
­ ösung von Anedo.
Mit open:connect W50 lassen sich
über einen geschützten Zugang
zu den Datenbussen der Maschine
­E instellungen und Diagnose-­
Informationen sicher auslesen. (© Anedo)
D
urch die Unterstützung aller
gängigen internationalen Mo­
bilfunkstandards (2G/3G/4G)
ist das mobile Internet auf jeder mobi­
len Arbeitsmaschine immer verfügbar.
Ob offen integriert als Mobilfunk­
router oder als „unsichtbare“ Black­
box ist die Kommunikationszentrale in
jede Anwendungssituation einfach
inte­grierbar.
Für eine effiziente Planung von Ar­
beitsprozessen und Erhöhung der Pro­
duktivität ermöglicht das open:connect
W50 die GPS-Ortung von Maschinen
und Fahrzeugen mit einer Vielzahl von
Zustands- und Leistungsdaten. Der­
Zugriff auf alle Maschinendaten in
ISOBUS-, SAE J1939- und CANopen-­
Systemen erfolgt geschützt durch
standardisierte und individuelle Proto­
kolle. Entsprechend einer eingestellten
Konfiguration werden die Maschinen­
zustandsdaten lokal oder in der Cloud
automatisch dokumentiert.
Remote Service
Mit open:connect W50 lassen sich
weltweit der Zustand von Maschinen
sowie Diagnosen direkt abrufen. Über
einen geschützten Zugang zu den Da­
tenbussen der Maschine lassen sich
Maschineneinstellungen und Dia­
gnose-Informa­
tionen sicher auslesen.
Die Kommuni­kationszentrale wird ein­
fach angeschlossen und verbindet sich
mit ISOBUS, SAE J1939 oder CANopen­­
A U T O M AT I S I E R U N G
-­Bussysteme. Konfigurierbar lassen
sich Busprotokolle in Echtzeit aufzeichnen und stehen zur Auswertung bereit.
Weiterhin können maschinenspezi­
fische Handbücher, Schaltpläne und
Stück­listen auf dem W50 gespeichert
werden und jederzeit abgerufen und
­aktualisiert werden.
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
Lokale Service-­
Unterstützung
Der integrierte WLAN-Hotspot mit
zwei Netzen ermöglicht einen geschützten Zugriff auf alle Maschinendaten der angeschlossenen Bussysteme, die über mobile Endgeräte wie
iPad etc. einen direkten Servicezugang
zur Maschine zur Verfügung stellen.
Der Media-Server für Handbücher etc.
bietet ein automatisches Update über
Cloud-Dienste. Mit der Service-App
oder einem Standard-Internet-Browser
bietet open:connect W50 Zugang zu
Web-Services und -Portalen. Daneben
bietet das W50 für Fahrer und Anwender einen leistungsfähigen Internet­
zugang über das zweite WLAN-GastNetz.
Verteilte Bedienkonzepte
Auch der Datenaustausch innerhalb
von Maschinenverbünden auf dem
Feld lässt sich mit open:connect W50
und einem integrierten LoRa-Modul
sicher reali­s ieren. (© Anedo)
Technik in Kürze:
WW Mit jeder Maschine durch alle
­Mobilfunkstandards einfach
weltweit ins mobile Internet,
WW MIMO-Technologie mit Doppel­
antennen für hohe Über­
tragungsqualität und Datenrate
für Mobilfunk und WLAN ,
WW leistungsfähiger WLAN-Hotspot
mit zwei Netzen,
WW Wired- und Wireless-Schnittstellen und entsprechende Prototolle,
WW zwei SIM-Karten-Slots für zwei
verschiedene Netzanbieter,
WW direkte Verbindung mit großer
Reichweite für M2M-Lösungen,
WW standardisierte Module durch
Connectivity-Slot,
WW individuell kombinierbar und
erweiterbar.
WW Robustes Aluminium-Gehäuse
für raue Umgebungsbedingungen in IP65 / IP67
WW Integration in bestehende Systeme: Einfach nachrüstbar.
Für die prozessoptimierte Verteilung
von Bedienkonzepten auf der Maschine und in der Kabine lassen sich bis zu
drei iPads zusätzlich zum maschinen­
eigenen Bediengerät/Terminal über
WLAN nutzen. Die open:panel X-App
auf den iPads sorgt für die Anzeige von
wichtigen Informationen im jeweils
­optimalen Sichtfeld.
Digitale Kamerasysteme
Mit Ethernet lassen sich digitale Kamera-, Video- und Bird-View-Systeme integrieren; die Videobilder sind auf angeschlossenen Bediengeräten und
über WLAN direkt verfügbar. Einzelne
Videosequenzen können nach Konfiguration zustandsabhängig für einen späteren Zugriff auf externen Speicher­
medien abgelegt werden oder auch direkt in die Cloud gesendet werden.
Ohne Zutun des Fahrers können
Arbeitsprozesse vollautomatisch und
­
zustandsabhängig dokumentiert werden. Die Steuerung und Konfiguration
des Taskcontroller-Moduls kann vom
Büro aus erfolgen, Auftragsdaten werden in die Cloud oder zur lokalen Daten­
verwaltung ins Büro gesendet. So ist
der Überblick über alle Maschinen
jeder­zeit gewährleistet.
Einfach installiert
Als Blackbox lässt sich das open:connect
W50 schnell auf jede Maschine instal-
|
33
lieren und z. B. direkt in Traktoren mit
dem InCab-T-Connect an die ISOBUS­InCab-Steckdose anschließen. Der
Fah­
rer bekommt einen vom Maschinennetzwerk unabhängigen leistungsfähigen Internet-Zugang im Gast-Netz.
Kundenspezifische
Ausstattung
Das open:connect W50 kann mit einer
hochwertigen Gehäusefront und mit
individuellem Corporate-Identity gestaltet werden. Außerdem lassen sich
viele Optionen und Schnittstellen kundenspezifisch anpassen und konfigurieren. Da zahlreiche standardisierte
und individuelle Protokolle zur Verfügung stehen, ist das open:connect
W50 schnell integriert. Die optimalen
Kommunikationsparameter können für
den jeweiligen Anwendungsfall auf der
integrierten Web-Oberfläche konfiguriert werden. Für eine Integration im
Kabinenbereich steht mit dem open:connect W30 auch eine kompakte Variante der Kommunikationszentrale zur
Verfügung.
Integrierter
Connectivity-Slot
und Module
Zur kundenspezifischen Ausrüstung
und Erweiterung können Connectivity-­
Module auch direkt in einem Slot im
Gehäuse zusätzlich zu WLAN und
Bluetooth eingesetzt werden. Mit einem LoRa-Modul steht eine leistungsfähige Funktechnologie mit Reichweiten im Kilometerbereich zur Prozess­
datenübertragung in der Machine-­
toMachine (M2M)-Kommunikation zur
Verfügung. Der Datenaustausch innerhalb von Maschinenverbünden auf
dem Feld lässt sich so sicher realisieren. Für die Nachrüstung mit Speicher
kann ein USB-Stick oder ein SDKarten-­Modul für handelsübliche Speicherkarten integriert werden. W (oe)
j
ANEDO Ltd.
www.anedo.de
Stefan Platzdasch ist
Key-­Account Manager der
Anedo Ltd. in Eydelstedt.
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A U T O M AT I S I E R U N G
Nebenaggregate effizient betreiben
Als umweltfreundliche und ressourcensparende Alternative hat REFU Elektronik
eine Hybridlösung aus Batteriesystem und entsprechender Leistungselektronik
entwickelt, die Nebenaggregate aus einem Batteriespeicher versorgt. Das Laden
der Batterie kann hierbei sogar auf verschiedenste Weise erfolgen
N
eben dem reinen Zweck der
Fortbewegung oder des Trans­
ports von Gütern und Perso­
nen müssen viele Fahr­
zeuge auch noch Zusatz­
Hybridlösung
aufgaben erfüllen. Sei es
für Kühltransporter.
die Kühlung von Trans­
(© REFU Elektronik)
portgut, das Mischen, Be­
wegen oder Heizen von
Flüssigkeiten, das Klimati­
sieren von Fahrgasträumen oder die
Bereitstellung eines Bordnetzes für
­
weitere Verbraucher wie in Einsatzoder Rettungsfahrzeugen.
In vielen Fällen wird die hierzu benö­
des Fahrbetriebs,
tigte Energie vom Antriebssystem des
durch einen als Brems­
Gesamtfahrzeugs bereitgestellt. Doch
generator an einer Fahrzeugachse an­
was passiert, wenn das Fahrzeug steht
gebrachten elektrischen Generator,
und der Verbrennungsmotor abge­
durch ein Batterieladegerät am Netz,
schaltet wird? Meist springen dann
oder durch einen Solargenerator, der
separate Stromerzeuger ein, die mit
­
aus Solarmodulen auf dem Trailer
einem Dieselaggregat angetrieben
­
­gespeist wird.
werden. Diese Aggregate geraten jetzt
Erste Anwendung fand das System
ins Visier der Abgasvorschriften und
in Kühltransportern für Lebensmittel,
müssen in Kürze ebenfalls strengere
in denen klassischerweise die Energie
Richtlinien einhalten. Teilweise sollen
für die Kühlung aus Dieselaggregaten
diese sogar ganz aus Städten verbannt
gewonnen wurde. Das nun installierte
werden, da sie gegenüber den großen
System erzeugt die Wechselspan­
Traktionsmaschinen die deutlich grö­
nungsquelle aus der Batterie. Es be­
ßeren Luftverschmutzer und zudem
steht aus einem REFUdrive RPCS 620
noch störende Lärmquellen sind.
Wechselrichter mit 22 kW Leistung,­
einer 700-V-/14-kWh-Hochvoltbatterie
Hybridsystem
sowie der entsprechenden Steuerung.
Der Wechselrichter erfüllt in diesem
Als umweltfreundliche und ressourcen­
System zwei Funktionen: er erzeugt
sparende Alternative hat REFU Elektro­
ein 400-V-/50-Hz-Bordnetz und kann
nik eine Hybridlösung aus Batteriesys­
außerdem als Ladegerät für die Batte­
tem und entsprechender Leistungs­
rie aus dem Netz dienen. Bei Warte­
elektronik entwickelt, die derartige
zeiten, wie vor dem Entladen an Super­
Systeme aus einem Batteriespeicher
märkten, kann so über einen Zeitraum
versorgt. Das Laden der Batterie kann
von zwei bis drei Stunden die Kühlung
hierbei auf verschiedenste Weise erfol­
durch die Batterie gespeist werden,
gen: durch eine zusätzliche Abtriebs­
die entladene Batterie wird dann auf
welle des Hauptaggregats während
der Weiter­
fahrt wieder auf­
geladen.
Das System ermöglicht
so eine ökologische Versi­
on von Kühltransporten – im
Vergleich zu reiner Diesel­
versorgung werden Feinstaub,
NOx und CO 2 Ausstöße spürbar ge­
mindert. Darüber hinaus werden Lärm­
emissionen deutlich reduziert, was be­
sonders Anwohnern in den Wartebe­
reichen der Lkws zu Gute kommt. Es
ist seit Ende 2014 in 21 neuen Lastwa­
gen im Einsatz − die Erfahrungen sind
durchweg positiv. Zukünftig soll das
System auch als Nachrüstmöglichkeit
für Bestandsfahrzeuge zur Verfügung
stehen. Außerdem sind weitere Appli­
kationen wie Mischfahrzeuge für Bau­
stellenbelieferung oder Milchtranspor­
ter realisiert bzw. in Vorbereitung.
Die ökologische Bereitstellung von
Energie für Zusatzfunktionen im Fahr­
zeugstillstand ist eine Herausforde­
rung, die mit den Systemlösungen von
REFUdrive wirtschaftlich realisiert
werden kann. W (oe)
j
REFU Elektronik GmbH
www.refu-elektronik.de
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SENSORIK + AK TORIK
Robuste Messtechnik
für mobile Agrarmaschinen
Kontaktlose Verfahren setzen sich heute in vielen Bereichen der Automatisierungstechnik bei der Erfassung von Wegen und Winkeln durch. Hall-Sensoren sind dafür
ein gutes Beispiel. Sie liefern absolute Messwerte, arbeiten auch unter rauen
­Umgebungsbedingungen zuverlässig und lassen sich gut in die unterschiedlichsten
Anwendungen integrieren. Dabei sind mit dem entsprechenden Know-how auch
anspruchsvolle, applikationsspezifische Lösungen mit individuellen mechanischen
und elektrischen Schnittstellen realisierbar, z. B. für mobile Anwendungen.
D
er Einsatzbereich kontaktloser
Sensoren, die auf dem Hall-­
Effekt basieren, ist breit gefächert und geht weit über die klassische
Industrieautomatisierung hinaus. So
sind heute Hall-Sensoren in Pkws
eben­
so zu finden wie in mobilen
Arbeits­maschinen im Baugewerbe, der
Forstwirtschaft oder der Agrartechnik,
Bild 1: Der Einsatzbereich von Hall-Sensoren
ist breit gefächert. Bei Mähdreschern trotzen
sie beispielsweise starken Temperaturschwankungen, extremen Vibrationen und
Feuchtigkeit. (© Fotolia.com/Janni)
zum Beispiel bei Mäh­
dreschern (Bild 1). Hier trotzen
die Sensoren starken Temperaturschwankungen, extremen Vibra­
tionen und Feuchtigkeit. Dank ihres
robusten Funktionsprinzips liefern sie
­
auch unter solchen widrigen Bedingungen exakte und zuverlässige Mess­
ergebnisse.
Ein Prinzip,
viele Möglichkeiten
Bereits 1879 entdeckte der US-Amerikaner Edwin Herbert Hall, das später
nach ihm benannte Prinzip: Wirkt ein
Magnetfeld senkrecht auf einen strom-
SENSORIK + AK TORIK
durchflossenen Leiter, entsteht quer
zum Stromfluss eine Spannung. Da
diese Spannung nur von der Stromstär­
ke und der magnetischen Feldstärke
abhängt, ist durch Anbringen eines
Positionsmagneten auf einer dreh­
­
baren Welle auf einfache Weise eine
berührungslose Winkelmessung mach­
bar. Diese Technologie hat in jüngerer
Vergangenheit Fortschritte gemacht
­
und heute sind die darauf basierenden
Sensoren zur exakten Weg- und
­Winkelmessung bestens geeignet.
Durch
Kombination
mehrerer
Sensor­
elemente und Integration der
kompletten Signalverarbeitung in weni­
gen Bauelementen sind komplexe
­Systeme in kleinstem Bauraum mög­
lich. Die Systeme arbeiten außerdem
weitgehend
alterungsunempfindlich
und ­
unabhängig von Feldstärken­
schwankungen der Gebermagnete, da
nur die Richtung des Magnetfeldes
entscheidend ist. Sowohl kontaktlose,
wellengeführte als auch berührungslo­
se S
­ ysteme ohne mechanische Wellen­
anbindung ermöglichen die Messung
von bis zu 360° oder von 5 bis 50 mm
Weg (Bild 2). Hohe Auflösungen bei
guter Dynamik, große mechanische
­
Toleranzen und schnelle Machbarkeit
kundenspezifischer Sonderlösungen
sind weitere überzeugende Eigen­
schaften
dieser
Technologie.
Novotechnik liefert dafür immer wieder
überzeugende ­Beispiele.
»
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Bild 2: Sowohl
kontaktlose,
wellengeführte
als auch berüh­
rungslose Syste­
me ohne mecha­
nische Wellen­
anbindung er­
möglichen die
Messung von bis
zu 360°.
(© Novotechnik)
Bild 3: Applikationsspezifische Sensoren in Motoren- und Getriebemanagement,
Fahrpedal-Positionserkennung und zur Lenkwinkelsteuerung aktiver Fahrwerke
tragen dazu bei, den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen zu
­r eduzieren. (© Novotechnik)
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
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SENSORIK + AK TORIK
sungsbereich läuft. Auch das ist eine
Hall-Sensors sind ebenfalls auf die
wichtige Voraussetzung, um den begeometrischen und magnetischen Gereits erwähnten und in der Anwendung
gebenheiten im Linearantrieb abgeerforderlichen hohen Linearitätsanforstimmt. So wird die trotz Abschirmung
Zusätzlich zum breitgefächerten Standerung des Ausgangssignals zu genünie ganz zu vermeidende magnetische
dardprogramm entwickeln die Sensorgen.
Beeinflussung durch den Permanentspezialisten in Ostfildern „maßgemagnetmotor bei der Kalibrierung vorschneiderte“ Sensorlösungen, die sie
gehalten, d. h. vor dem Einbau in den
perfekt auf die jeweilige Applikation
Fazit
Linearantrieb wird der Sensor entspreabstimmen: Sensoren in Motoren- und
Die Applikation zeigt, wie individuell
chend der zu erwartenden BeeinflusGetriebemanagement,
Fahrpedal-­
kundenspezifische Anforderungen an
sung der Störfelder kalibriert, sodass
Positionserkennung und zur Lenkwinkel­
kontaktlose Sensorik sein können, und
diese im realen Betrieb kompensiert
erfassung aktiver Fahrwerke tragen
wie „maßgeschneidert“ sich entsprewerden. Nach dem Einbau arbeitet der
dazu bei, den Kraftstoffverbrauch und
die Schadstoffemissionen zu reduzieren (Bild 3). Solche applikationsspezi­
fischen Sensoren werden aber nicht
nur im Fahrzeug-, Maschinen- und Anlagenbau, sondern auch z. B. in Landmaschinen eingesetzt.
Die Landwirtschaft kommt heute
ohne ausgereifte Automatisierung
nicht aus, denn es gilt, in möglichst
kurzer Zeit und mit geringem Aufwand
maximale Erträge zu erzielen. Bei modernen Mähdreschern beispielsweise
sind deshalb das Schneidwerk und die
Lamellen des Siebkastens verstellbar.
Im Siebkasten werden nach dem
Schneiden die Körnerfrüchte ausgesiebt, also die Spreu vom Weizen getrennt. Damit die Mähdrescher neben
Bild 4: Applikationsspezifische Leiterplatte mit Hall-Sensor und Steckkontakten
Getreide z. B. auch Raps, Ackerbohnen
für Motor und Linearantrieb. (© Novotechnik)
oder Sonnenblumenkerne ernten könchende Lösungen dafür realisieren lasnen, müssen die Siebe optimal an die
Sensor dann mit unter 1% absoluter
sen. Die Sensorik für die Siebkastenjeweilige Korngröße angepasst werAbweichung vom optimalen linearen
verstellung der Mähdrescher hat sich
den. Diese Aufgabe übernehmen
Verhalten und das über den gesamten
mittlerweile auf dem Feld im harten
Linear­antriebe. Sie werden von PermaMessbereich von 26 mm und bei
Ernteeinsatz bewährt. Wieder einmal
nentmagnetmotoren angetrieben und
­Umgebungstemperaturen
zwischen
konnten sich die Sensorikspezialisten
verfahren die Lamellen der Siebe je
-40 °C und +105 °C.
als kompetente Partner beweisen,
nach Vorgabe der Steuerung in die geNatürlich sind auch die Magnete auf
auch wenn es wie in der Mähdrewünschte Position. Die jeweilige Stelden Anwendungsbereich abgestimmt.
scher-Applikation „nur“ um eher mittlung muss hier mit einem Sensor präziDie Magnete werden in einer Magnetlere Stückzahlen geht. W (oe)
se erfasst werden, da nur die exakte
feldsimulation speziell für die AnwenEinstellung der Siebe und des Schneiddung ausgelegt und mit sehr geringem
werks den optimalen Ertrag garan­
Raumwinkelfehler beschafft. Und last
tieren.
but not least gab es bei diesem Projekt
auch die eine oder andere mechaniNovotechnik ­
sche Herausforderung zu lösen. Die
Maßgenaue Leiterplatte mit
Messwertaufnehmer OHG
Palette reicht hier von der versatz- und
Sensorik und Schnittstellen
www.novotechnik.de
scherkräftefreien Montage der relativ
Für diese Anwendung entwickelten die
langen Pins für die Motorkontaktierung
Michael Bachmann ist Abteilungsleiter Automotive SensoSensorikspezialisten eine komplette
bis hin zu der optimalen Platzierung der
ren bei der Novotechnik Messapplikationsspezifische Leiterplatte mit
Bohrungen für die Fixierung der Leiterwertaufnehmer OHG,
Hall-Sensor und Steckkontakten für
platte im Antriebsgehäuse. So sitzt die
Motor und Linearantrieb (Bild 4). Die
Leiterplattenfixierung nahe am Chip,
Lösung ist speziell auf den vorhandedamit es beim Anschrauben durch den
Ellen-Christine Reiff arbeitet
im Redaktionsbüro Stutensee.
nen Bauraum angepasst und im GeAnwender nicht zu Versatz oder Scherhäuse des Linearantriebs integriert.
kräften kommt, sodass der PositionsDer an der Welle angebrachte Positigeber im Betrieb ohne Abweichungen
onsmagnet und die Kalibrierung des
optimal über den kompletten ErfasIn kurzer Zeit zum „maß­
geschneiderten“ Sensor
j
SENSORIK + AK TORIK
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Überwachung von nachgerüsteten
LED-Scheinwerfern in Baumaschinen
LED-Lampen werden aufgrund ihrer hohen Lebensdauer und ihres guten Wirkungsgrades auch in Baufahrzeugen immer häufiger eingesetzt. Gerade die Sparsamkeit
der LEDs führt allerdings bei der Umrüstung von Fahrzeugen oft zu Problemen.
D
ie internen Systeme interpre­
tieren die geringe Stromaufnahme von nachgerüsteten
LEDs, die nur einen Bruchteil derer
einer Glühlampe beträgt, als Fehler
­
und melden eine defekte Lampe.
wird im Betrieb höchstens handwarm.
Während des gesamten Vorgangs gehen so je nach konkretem Typ des Moduls lediglich 10 bis 15 Prozent des
Stroms
aufgrund
unvermeidbarer
Schaltungsverluste verloren, wodurch
sowie Modelle mit getrennten Links-/
Rechts-Kanälen für den Einsatz mit
Blinkgeber. Die Module eignen sich sowohl für 12-V- wie auch für 24-V-Bordnetze und lassen sich jeweils auf die
konkreten Parameter von Fahrgestell
Das wasser- und staubdichte
Gehäuse schützt die Glühlampensimulation auch in harten
Einsatzumgebungen. Daneben
gibt es, je nach Anforderung,
verschiedene Modelle, zum
Beispiel mit besonders niedriger Funkstörung. (© Carsig)
Zusätzliche Widerstände können die­
ses Problem zwar beheben, erzeugen
allerdings viel Abwärme und machen
somit die Energieeinsparungen durch
die LED zunichte. Als effizientere Alternative dazu hat der Elektronikspezialist
CARSIG daher ein kompaktes Beleuchtungsmodul zur Glühlampensimulation
entwickelt, das mit einer speziellen
Schaltungstechnik arbeitet. Diese
ermittelt die Differenz zwischen der
­
erwarteten Soll-Stromaufnahme und
­
dem tatsächlichen Verbrauch der LED
und nimmt diesen Differenzstrom auf,
um ihn dann wieder ins Bordnetz zurückzuspeisen, sodass die fahrzeug­
eigene Überwachung eine normale
Leuchtenfunktion
registriert
und
gleich­zeitig der hohe Wirkungsgrad der
LED erhalten bleibt. Eine Umwandlung
in Wärmestrahlung findet bei diesem
Verfahren kaum statt, die Baugruppe
die Effizienz der LED-Leuchten zum
größten Teil erhalten bleibt. Zugleich
überwacht die patentierte Elektronik die
LED-Funktion, so dass Ausfälle zuverlässig angezeigt werden – auf Wunsch
selbst bei Leuchten, die vom Standardsystem nicht kontrolliert werden.
Spezielle Typen
und Einstellungen
Da je nach Art der Lampe und des
Fahrzeugs unterschiedliche Eigenschaften gefordert werden, umfasst
das Sortiment an Glühlampensimulationen unterschiedliche Typen. Dazu
zählen unter anderem leistungsstarke
Ein-Kanal-Module für die Frontbeleuchtung, Module mit fünf oder sieben Kanälen für die Rückwandbeleuchtung,
über die mehrere Leuchten mit verschiedenen Parametern laufen können,
und LED-Technik programmieren. Die
Parametrisierung kann dabei sowohl
hersteller- wie auch kundenseitig erfolgen, der Einbau selbst ist nach der Voreinstellung durch die Experten relativ
unkompliziert.
Alle Modelle der Glühlampensimu­
lation verfügen über das ECE-Prüfzeichen und sind für den Einsatz in rauen
Umgebungen wie etwa Baustellen
auch mit wasser- und staubdichten Gehäusen gemäß IP 6K9K und IP 68 erhältlich. Daneben werden die verschiedenen Produkte nach spezifischen Anforderungen getestet und zertifiziert,
so gibt es beispielsweise Typen mit geprüfter Vibrationsresistenz. W (oe)
j
CARSIG GmbH
www.carsig.com
Nach Unterlagen der CARSIG GmbH,
D-78628 Rottweil.
40
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
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SENSORIK + AK TORIK
Mit dem Messsystem
SGH10 von SIKO
lässt sich der Hub des
Zylin­d ers direkt
­m essen. (© SIKO)
Hubmessung im Hydraulikzylinder –
Kolbenbohren ade!
Das SGH10 ist ein Messsystem für die direkte Hubmessung im Hydraulikzylinder.
Auf Grundlage von Kundenfeedback und einer langjährigen Erfahrungen im Bereich
der Wegmesstechnik hat die Firma SIKO nun speziell eine integrierte und neuartige
Messlösung entwickelt.
O
b in Landmaschinen, Baumaschinen oder Kommunalfahrzeugen, im gesamten Bereich
der mobilen Maschinen sind intelligente Sensoren heute nicht mehr wegzudenken. Die exakte Erfassung von
­Wegen und Winkeln ist hierbei ein integraler Bestandteil von intelligenten
Bedien­
konzepten und Funktionen.
Hierbei verbessern diese Funktionen
nicht nur den Komfort, sondern auch
die Sicherheit der Maschinen. Ebenso
werden Leistung und Effizienz von Mobilen Maschinen durch den Einsatz von
intelligenten Sensoren gesteigert, wiederkehrende Arbeitsabläufe können
automatisiert und somit auch der
­Maschinenbediener entlastet werden.
Bewegungsabläufe messen
und kontrollieren
Hubmessung in
Hydraulik­zylindern
Da die meisten Bewegungsabläufe von
mobilen Maschinen durch Hydraulik­
zylinder erfolgen, ist eine der wichtigsten Messaufgaben für die Sensorik die
exakte Huberfassung der Zylinder, da
somit die zu erfolgenden Bewegungen
gemessen und überwacht werden können. Kein Wunder also, dass Maschinen- sowie Sensorhersteller immer auf
der Suche nach Innovationen im Bereich der Huberfassung von Hydraulikzylindern sind. Die SIKO GmbH ent­
wickelte aufbauend auf einen engen
Kundendialog ihr bisher in dieser Form
einzigartiges Messsystem SGH10.
Das SGH10 ist ein Messsystem für die
direkte Hubmessung im Hydraulikzylinder. Auf Grundlage von Kundenfeedback und einer langjährigen Erfahrungen im Bereich der Wegmesstechnik
hat die SIKO GmbH aus Buchenbach
nun speziell eine integrierte und neuartige Messlösung entwickelt. Hierbei
wird der Zylinderhub mittels Seilzugsensorik, welche direkt im Zylinder verbaut ist, absolut erfasst. Durch hochwertige Stecker ist die Schutzart IP 69K
gewährleistet. Das innovative SGH10-­
Zylinderhubmesssystem verfolgt technologisch einen ganz anderen Ansatz
SENSORIK + AK TORIK
als die am Markt
häufig zu finden­
den Messsyste­
me auf magneto­
striktiver, induk­
tiver oder Hall-­
basierter Techno­
logie.
Technische
Revolution
Anders als bei
diesen Systemen
wird zur Erfas­
sung des Hubs
eine
Seilzug­
mechanik einge­
setzt, welche di­
rekt im Zylinder
verbaut ist. Das
Seil der Seilzugmechanik wird in den
Kolbenkopf eingehängt. Fährt der Zylin­
der aus, wird das auf einer Seiltrommel
aufgewickelte Seil ausgezogen. Die
hierdurch entstehende Rotation der
Seil­trommel wird von der Sensorelekt­
ronik berührungslos erfasst und in ei­
nen line­aren Weg umgerechnet. Somit
ist eine genaue und absolute Positions­
erfassung des Zylinders zu jeder Zeit
möglich. Die zur Erkennung der Rota­
tion eingesetzten Magnete werden
durch die druckfeste Grundplatte des
SGH10 von der Elektronik abgetastet.
Die Elektronik befindet sich vollvergos­
sen auf der drucklosen Seite des Sys­
tems. Das komplette Messsystem ist
also im Zylinder v­ erbaut und somit opti­
mal vor den äußeren Umgebungsbe­
dingungen geschützt. Klarer Vorteil:
Anders als bei extern am Zylinder mon­
tierten Messsystemen kann das Sensor­
system nicht von herumfliegenden Teilen
beschädigt oder durch Umwelteinflüsse
beeinflusst oder zerstört werden.
|
Kolbens. Bei dem SGH10-Hubmess­
system ist lediglich ein kleines Gewin­
de im Kolben notwendig, um das Seil
einzuhängen. Hierdurch erzielt das
System große Einsparpotenziale, was
die Produktionsdauer und letztendlich
die Gesamtkosten von Hydraulikzylin­
dern betrifft. Umso größer die Hub­
längen, umso größer das monetäre
Einsparpotenzial. Und hiervon profitie­
ren Zylinderhersteller, Maschinenbauer
sowie Endkunden zugleich – eine ech­
te Win-win-Situation auf allen Seiten.
Auch in Teleskopzylindern
integrierbar
Wir sind dabei,
wenn Übersicht
entscheidend ist.
Area-View-Systeme für Sonderfahrzeuge und Maschinen erhöhen
die Produktivität durch schnellere
Rangiervorgänge und helfen,
Unfälle zu vermeiden.
Ein weiterer Clou: Die SGH Messtech­
nologie kann, im Gegenzug zu den be­
schriebenen alternativen Messsyste­
men, sogar in Teleskopzylindern zum
Einsatz gebracht werden. Somit gibt es
den Konstrukteuren ganz neue Mög­
lichkeiten bei der Entwicklung zu­
kunftsweisender Assistenzsystemen
und Zusatzfunktionen in Mobilen
­Maschinen.
Auszeichnung durch den
i-NOVO Award
Im Rahmen der SPS IPC Drives wurde
der Seilzuggeber SGH10 im November
2015 als Weltpremiere von SIKO vorge­
stellt. Mit seiner innovativen Technolo­
gie und der neuen Funktionsweise
sorgte er für Aufsehen. Und nicht nur
das: Er bekam den i-NOVO Tech Award
verliehen, welcher im Rahmen der
Messe vom Online-Industrieportal
DirectIndustry ausgelobt wurde. Die­
­
ser wird an Produkte verliehen, welche
sich durch innovative Anwendungen,
wie zum Beispiel die Entwicklung einer
neuen Technologie oder einer techno­
logischen Innovation im Herstellungs­
verfahren, auszeichnen. W (oe)
Hohlbohren des Kolbens
überflüssig
Eine weitere Revolution findet durch
Reduktion der Integrationskosten des
Systems in den Zylinder statt. Da bei
bisherigen Messsystemen die Sensor­
stange über den kompletten Messweg
in den Kolben integriert werden muss­
te, sind hierfür oftmals lange und hoch­
genaue Bohrungen des Kolbens not­
wendig. Dies ist nicht nur teuer, son­
dern schwächt auch die Struktur des
j
SIKO GmbH
www.siko-global.com
Mathias Roth ist Branchenmanager Mobile
Automation bei der SIKO GmbH.
www.first-sensor.com
42
|
M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
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SENSORIK + AK TORIK
Extrem robust: Neue Neigungs­
sensoren und Multiturn-Drehgeber
Kübler ist im Bereich der mobilen Automation schon seit
Jahren einer der führenden Hersteller für Positionsund Bewegungssensorik. Das Portfolio für diese
Branche wird jetzt mit einem neu entwickelten
Neigungssensor und einem extrem robusten
Multiturn-Drehgeber abgerundet.
D
ie Messung der horizontalen
Lage eines Personenkorbs bei
Feuerwehrfahrzeugen oder Arbeitsbühnen; Fahrzeugnivellierung bei
Land- und Forstwirtschaftsmaschinen;
dynamische Messung des Aufstellwinkels des Verteilermast bei Baumaschinen für Tunnel und Bergbau – genau
für diese Applikationen werden Neigungssensoren eingesetzt.
Neigungssensor misst 0,01°
Zweidimensionale
Neigungen
im
Messbereich von ±85° oder eindimensionale Neigungen bis 360° sind mit
den neuen Neigungssensoren IN88
von Kübler messbar. Die Auflösung beträgt 0,01° und bei einer Temperatur
von 25 °C ist eine absolute Genauigkeit
von ±0,4° möglich. Das Messprinzip
ist kapazitiv bzw. MEMS.
Durch individuell über CANopen parametrierbare Filtereinstellungen können die Neigungssensoren an die jewei-
Drehgeber. Die neue
Baureihe magnetischer
Robuste Neigungssensoren
Multiurn - D rehgeber
für die mobile Automation mit
CANopen-Schnittstelle,
Sendix M36 wird mit
hoher Auflösung und möglieiner extrem robusten
cher Redundanz. (© Kübler)
Variante ergänzt. Dieser Drehgeber ist mit
der Endung „R“ erlige Applikation probkennbar. Der Sendix M36R steht für
lemlos angepasst werden.
noch mehr Robustheit und eignet sich
Die E1- und UL-zertifizierten Neibesonders für einen anspruchsvollen
gungssensoren sind mit CANopen ausAußeneinsatz.
gestattet, die zu den gängigen SchnittMit einer kompakten Baugröße von
stellen in der mobilen Automation zählt,
nur 42 mm ist eine schnelle und einfaund in den Varianten 1x M12-Stecker
che Installation in engen Einbauräuoder 2x M12-Stecker verfügbar. Die
men möglich. Der Drehgeber steht als
Spannungsversorgung beträgt 10 bis
Wellenvariante zur Verfügung.
30 VDC. Geplant ist auch eine weitere
Mit dem extrem robusten LageraufVariante mit Analogausgang. Aufgrund
bau im Safety-Lockplus-Design trotzt
der flachen Bauweise von 80 mm x
er Schocks, Vibrationen und Installati60 mm x 23 mm sind die Neigungssenonsfehlern. Zusätzlich ist der wellensoren nicht nur besonders einfach zu
seitige Dichtring mechanisch gemontieren, sie sind auch aufeinander
schützt. So werden die Schutzarten
stapelbar und dienen als redundante
von IP 66, IP 67 und IP 69k in ein und
Lösung.
demselben Gerät erreicht. Extra große
Lager sorgen für eine sehr hohe Lagerbelastbarkeit auf selben Niveau wie bei
Souverän im Härtefall
Drehgebern in 58er Baugröße. Somit
In der mobilen Automation, bei Wind­
sorgt der Drehgeber für höchste Zuverenergieanlagen sowie in maritimen
lässigkeit und trägt einen großen Teil
Bereichen werden Sensoren besonzur Anlagenverfügbarkeit bei.
ders beansprucht und müssen Schock,
Vibrationen und TemperaturschwanEnergy Harvesting
kungen standhalten.
Kübler erweitert hierfür sein PortfoAls elektronischer Multiturn-Drehgelio im Bereich der absoluten Multiturn-­ ber mit Energy Harvesting Technology
SENSORIK + AK TORIK
kommt der Drehgeber ohne Getriebe und ohne Batterie aus. Dies
unterstreicht die Kompaktheit und Langlebigkeit des
Drehgebers. Dank der
Technologie gelingt es
Kosteneffizienz
und
Kompaktheit in einem
Gerät zu vereinen. Aufgrund der magnetischen
Abtastung ist das Gerät zudem unempfindlich gegen
Staub und Betauung. Zudem
sorgt der weite Temperaturbereich
von -40 °C bis +85 °C für hohe Beständigkeit.
Standardmäßig ist das Gerät mit einem stabilen Druckguss-Gehäuse ausgestattet. Für noch mehr Robustheit
steht eine Edelstahl-Variante in V4A zu
Verfügung. Diese ist speziell für den
Offshore-Bereich bestens geeignet.
Der Drehgeber verfügt zukünftig
über die e1–Zulassung des KBAs
(Kraftfahrt-Bundesamt). Hier gelten
|
M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
Die Multiurn-Drehgeber
Sendix M36R
steht für noch mehr
Robustheit und eignet
sich besonders für einen anspruchsvollen Außeneinsatz. (© Kübler)
sehr spezielle Anforderungen an EMV
und Bordnetzversorgung.
Mit einer Gesamtauflösung von bis
zu 38 bit, die sich aus der Kombination
eines Multiturn-Gebers mit max. 24 bit
und eines präzisen Singleturns mit bis
zu 14 bit Auflösung ergibt, besitzt der
Geber der neuen Sendix M36R Baurei-
|
43
he eine besondere Variabilität, d i e
ihm zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Das Gerät ist
mit
CANopen-Schnittstelle
oder
Analog­
ausgängen von 4 bis 20 mA
oder 0 bis 10 V ausgestattet. Diese gelten als Standard-Schnittstellen, z. B. in
der Mobilen Automation. Des Weiteren steht eine SSI-Schnittstelle zur
Verfügung. W (oe)
j
Fritz Kübler GmbH
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SENSORIK + AK TORIK
Auch unter härtesten Bedingungen
Winkel und Wege sicher im Griff
Mit dem neuen redundanten absoluten Drehgeber WV58MR bietet SIKO einen
Drehgeber, bei dem der Kunde auch unter extremsten Anforderungen Winkel
und Wege sicher im Griff hat. Dabei kann der Drehgeber mit seinem Kategorie 2
­Aufbau in Anwendungen bis SIL2 und PLd eingesetzt werden.
S
icherheitsrichtlinien für mobile
Maschinen und deren Anforderungen sind nicht erst seit der
Einführung der EN ISO 13849 ein großer Bestandteil bei der Neukon­
struktion von mobilen Maschinen.
Mit
dem
Erscheinen
der
EN ISO 13849 hat sich vieles in
puncto sicheres Erfassen von
Wegen und Winkeln geändert.
Doch die neuen Draft-Standards wie EN 13000 für Fahrzeugkrane oder EN 1175 für
Flurförderfahrzeuge
gehen
hier noch einen Schritt weiter
und fordern weitere Maßnahmen. Nicht immer ist ein passender Sensor am
Markt zu finden, welcher der Norm gerecht
Der redundante absolute
wird und gleichzeitig
Drehgeber WV58MR von
den Anspruch an RoSIKO kann in Anwendungen
bis SIL2 und PLd eingesetzt
bustheit und Langlebigwerden (© SIKO).
keit erreicht. Auch sind
diese Sensoren oft
nicht in der notwendimit seinem Kategorie-2-Aufbau in Angen Flexibilität in puncto Schnittstellen
wendungen bis SIL2 und PLd eingeoder der Anschlusstechnik erhältlich.
setzt werden.
Um diesem Problem entgegen zu wirken, hat der deutsche Sensorspezialist
für lineare und rotative Weg- und WinEin echter Alleskönner
kelmessungen, die SIKO GmbH aus
Der Drehgeber basiert auf einer robusBuchenbach, im Bereich von Mobilen
ten magnetischen Abtasttechnologie.
Maschinen ein passendes Produkt
Der Messbereich von 4096 Umdrehunentwickelt. Mit dem neuen redundangen (12-Bit-Multiturn) wird mit 16384
ten absoluten Drehgeber WV58MR
Schritten (14 Bit) aufgelöst. Für die Erbietet SIKO einen Drehgeber, bei dem
fassung des Multiturns setzt SIKO auf
der Kunde auch unter extremsten Anein neuentwickeltes und sicheres Geforderungen Winkel und Wege sicher
triebe. Dieses liefert, im Gegensatz zu
im Griff hat. Dabei kann der Drehgeber
batteriegepufferten oder selbstversorgenden Multiturntechnologien, auch
nach Jahren noch sicher Positionswerte. Die beiden galvanisch getrennten
Sensoreinheiten
des
Drehgebers
erfassen die Position absolut autark.
­
Die absolute Position und die
­Geschwindigkeit
werden
über
die
Schnittstelle
­permanent der Steuerung
zur Verfügung gestellt.
Speziell in Hinsicht auf
die Schnittstelle hat der
Kunde die Möglichkeit
zwischen drei Versionen zu wählen. So stehen ihm neben einer
Ver­sion mit zwei separaten CANopen-­Schnitt­­stellen, einer Version mit
Bus-In Bus-out und zwei
Node ID´s auch eine Version
zur sicheren Übertragung über
CANopen Safety zur Verfügung. Somit hat der Kunde die volle Flexibilität
und kann den Geber auf seine Applikation anpassen. Ob zwei getrennte
CAN-Stränge, einen gemeinsamen
oder die sichere Übertragung über
CANopen Safety, der WV58MR bietet
alle Möglichkeiten.
Hardcore-Encoder
Selbst extremsten Umweltanforderungen ist der Geber gewachsen. Äußerst
robust und widerstandsfähig gegen
Umwelteinflüsse trotz er den härtesten Witterungsbedingungen. Mit der
Schutzart IP 65/IP 67 und einem wei-
SENSORIK + AK TORIK
ten Temperaturbereich von -40 bis 85
°C (-40 bis 185 °F) sowie einem speziellen Beschichtungsverfahren ist er
bestens für den harten Einsatz in mobilen Maschinen gerüstet. Für Anwendungen im Hafenbereich steht auch
eine Version mit salznebelbeständigem Gehäuse zur Verfügung. Durch
die besonders starken doppelten
­Kugellager sind hohe axiale und radiale
Lasten auf der Welle kein Problem für
den kompakten „Hardcore-Encoder“.
Spezialist für
Drehkranz­positionen
Pluspunkte sammelt der Geber jedoch
nicht nur durch seine technischen
­Daten. Auch im Inneren stecken Funktionen, welche dem Maschinenkon­
strukteur die Einbindung deutlich erleichtern. So wurde speziell für die Erfassung von Drehkranzpositionen eine
spezielle Software entwickelt. Da der
Drehgeber meist über ein Außenzahnrad mit dem Drehkranz verbunden wird
|
M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
und hierbei auch ungerade Übersetzungen entstehen können, ist die Umrechnung für den Maschinenhersteller
in einen 0 bis 360°-Wert nicht immer
einfach. Denn die Position des Drehkranzes sollte immer in 360° aufgelöst
werden können, egal wie oft der Drehkranz in eine Richtung dreht und auch
dann, wenn der Drehgeber seinen internen Nullpunkt nach 4096 Umdrehungen überschreitet. Hierfür hat SIKO
eine spezielle Software in den neuen
Drehgeber WV58MR implementiert.
Diese Software ermöglicht es, die
Zähne­zahl des Drehkranzes sowie die
Zähnezahl des Außenzahnrads im
Drehgeber zu parametrieren. Durch
dies kann jede Übersetzung generiert
werden. Der Drehgeber gibt somit
über die Schnittstelle die exakte Posi­
tion des Drehkranzes sowie dessen
Geschwindigkeit aus und nimmt dem
Maschinenhersteller hiermit das Umrechnen der Position ab. Durch diese
Software ist der Drehgeber einfach in
jede Maschine zu integrieren. Egal, wie
PCAN-Explorer 6
|
45
groß der Drehkranz ausfällt, es kann
immer das gleiche Gebersystem verwendet werden. Hierdurch reduziert
der Maschinenhersteller die Variantenvielfalt, steigert dadurch die einzukaufenden Stückzahlen und spart somit
bares Geld. Eine echte Win-win-Situation in der Entwicklung sowie in der
Produk­tion.
Die Vorteile liegen damit klar auf der
Hand. Mit dem WV58MR bietet SIKO
seinen Kunden eine flexible Drehgeberlösung, welche gleich mehrere Probleme löst. Normanforderungen werden erreicht, Umweltverträglichkeit gewährleistet und dank intelligenter Funktionen die Integration möglichst effizient und einfach gestaltet. Ein echter
Vorteil für Maschinenhersteller und
­Anwender. W (oe)
j
SIKO GmbH
www.siko-global.com
Mathias Roth ist Branchenmanager Mobile
Automation bei der SIKO GmbH.
Software zur Kommunikation
mit CAN- und CAN-FD-Bussen
Der PCAN-Explorer ist eine vielseitige, professionelle WindowsSoftware zur Überwachung, Steuerung und Simulation von CANBussen. Ab der neuen Version 6 unterstützt die Software neben
CAN 2.0 A/B auch den Standard CAN FD.
Leistungsmerkmale
Gleichzeitige Verbindung mit mehreren CAN- und CAN-FD-Bussen
Übersichtliche Präsentation des Datenverkehrs mit konfigurierbarer
symbolischer Darstellung
Aufzeichnung und Wiedergabe der CAN-Nachrichten mit mehreren
Tracern gleichzeitig
Verwendung flexibler, konfigurierbarer Filter für ein- und
ausgehende CAN-Nachrichten sowie für Aufzeichnungen
Automatisierung kleiner Aufgaben oder komplexer Abläufe mit
Makros oder VBScript
Leistungserweiterung mit Add-ins:
Plotter Add-in: Universeller Linienschreiber zur Aufzeichnung und
zur grafischen Darstellung mehrerer Signale
Instruments Panel Add-in: Aus- und Eingabe von digitalen und
analogen Signalen über grafische Instrumente für eine einfache
Simulation komplexer Anwendungen
J1939 Add-in: Unterstützung des SAE-J1939-Netzwerkprotokolls
CANdb Import Add-in: Importfunktion für CANdb-Dateien
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SENSORIK + AK TORIK
Hochtemperaturschlauch reduziert
Gewicht und spart Kraftstoff
ContiTech hat einen extrem flexiblen Umlageschlauch für hohe Temperaturen für
den Einsatz in Nutzfahrzeugen, in der Off-Highway-Branche oder für Motoren und
Kompressoren entwickelt. Seine Flexibilität ermöglicht den Einsatz selbst in besonders engen und komplexen Einbausituationen – auch wenn es dort sehr heiß wird.
D
er Hochtempera­
Extrem flexibel und bei Bedarf
turschlauch kann
auch knickfest: der neue
Hochtemperaturumlageschlauch
je nach Ausfüh­
von ContiTech. (© ContiTech)
rung Temperaturen bis
zu 250 °C widerstehen.
Das prädestiniert ihn für
den Einsatz in extrem heißen
Umgebungen. Er eignet sich
für den Lufttransport unter
anderem in Abgassystemen
wie einem Dieselpartikelfilter
oder als Kraftstoffrücklauflei­
tung. Ebenso versorgt er bei­
spielsweise den Turbolader mit
Kühlwasser und Schmieröl und
kommt auch in dessen Steuerungs­
system zur Anwendung.
Ihre Flexibilität gewinnt die Neuent­
wicklung durch ein Spezialgeflecht aus
einem hochtemperatur- und chemi­
kalienbeständigen, textilen Kunststoff,
das die Innenschicht aus einem auf die
Edelstahl umflochtenen PTFE-Rohren.
Anwendung adaptierten Kautschuk
„So trägt der Schlauch dazu bei, den
umhüllt und sich durch eine hohe
Kraftstoffverbrauch und damit auch
Dehnfähigkeit auszeichnet. Die da­
CO2-Emissionen zu reduzieren“, erklärt
durch möglichen engen Biegeradien
kommen dem Trend zum Downsizing
der verantwortliche Schlauchentwick­
bei den Motoren und den damit ver­
ler Klaus Brühne.
bunden immer engeren Einbauräumen
Der Conti Excelsus hält Betriebsdrü­
entgegen.
cken bis zu 15 bar stand und lässt sich
auch als Formschlauch oder Meterwa­
re herstellen. Zusätzlich ist eine knick­
Leichtbaukonstruktion
feste Ausführung möglich. „Außerdem
entlastet die Umwelt
kommt den Kunden zugute, dass er Teil
Diese kostenoptimierte Lösung bietet
eines Baukastens ist, aus dem der An­
zudem durch ihre konsequente Leicht­
wender abhängig vom Einsatzfall das
baukonstruktion einen deutlichen
jeweils richtige Produkt auswählen
­Gewichtsvorteil gegenüber den bisher
kann“, sagt Brühne. „Dadurch ergeben
für diese Aufgaben verwendeten mit
sich für ihn weitere Kostenvorteile.“
„Der Markt verlangt immer effizien­
tere Motoren“, erklärt Thorben
Pilzecker, Leiter Key Account
Management
Industrial
­Vehicles, die Hintergründe
für die Neuentwicklung.
Kurz: mehr Leistung bei
weniger Verbrauch und
Schadstoffausstoß. Das
führt zu steigenden Tem­
peraturen im Motor­
raum, bei denen her­
kömmliche Schläuche in­
zwischen an ihre Grenzen
stoßen. „Dadurch sahen wir
uns veranlasst, eine Lösung
zu finden, die die gestiegenen
Temperaturanforderungen erfüllt
und es unseren Kunden so ermöglicht,
auch weiterhin die Effizienz ihrer Moto­
ren zu steigern.“
Denn der Trend zu immer höheren
Temperaturen und Drücken bei immer
engeren Bauräumen wird sich auch wei­
terhin fortsetzen. „Unsere Aufgabe ist
es dabei, unseren Kunden zu er­
mög­
lichen, diesem Trend zu folgen und wei­
terhin zusammen mit ihnen die Ent­
wicklung voranzutreiben“, sagt Brühne.
Der Conti Excelsus hat sich bereits
mehrfach in der Praxis bewährt und
wird auch schon bei großen ­deutschen
Automobilherstellern für die Schmie­
rung von Turboladern genutzt. W (oe)
j
ContiTech AG
www.contitech.de
Nach Unterlagen der ContiTech AG.
SENSORIK + AK TORIK
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Baukasten für elektrische Antriebe
2025 soll endgültig Schluss sein: Im innerstädtischen Verkehr von Amsterdam sollen
keine emissionsreichen Fahrzeuge mehr die Luft verschmutzen. Fahrzeuge, die zu
laut sind oder zu viele Schadstoffe ausstoßen, müssen bereits heute die meiste
Zeit draußen bleiben – bis auf ein knapp bemessenes Zeitfenster für Lieferaufträge.
D
as ambitionierte Projekt in
Amsterdam trägt erste Früchte.
Aktuell fahren mehr als 20 elektrisch angetriebene Lastwagen auf den
zentrumsnahen Straßen der niederländischen Hauptstadt. Einer fährt bereits
für Heineken. Das niederländische
Brau­ereiunternehmen ist dabei, seine
„Bierkutschen“ auf Elektro umzustellen. Die Lkws kommen vom ebenfalls
niederländischen Fahrzeugbauer GINAF.
Bei der technischen Ausrüstung setzt
dieser das MOBILE-System von Lenze
Mobile Drives ein. Die kompakten
­
Kombigeräte aus Wechselrichter und
DC-DC-Wandler treiben zwei Nebenaggregate an und stellen die Bordversorgung ­sicher.
Während anderorts noch diskutiert
wird, gehören in den Niederlanden
E-Fahrzeuge mehr und mehr zum Alltag. Vor allem Amsterdam entwickelt
sich zur Vorzeigestadt. Die Brauerei
Heineken beliefert seit November 2014
seine innerstädtischen Kunden mit
­einem vollständig elektrisch angetriebenen Lastwagen. Gebaut bzw. umgerüstet wurde er vom niederländischen
Fahrzeugbauer GINAF. Für Heineken
hat GINAF einen Standard-Lkw von
Mercedes Benz neu ausgestattet: Ein
rund 400 PS starker Elektroantrieb
ersetzt den Dieselmotor und anstelle
­
eines Treibstofftanks kommt ein
­
Lithium-Ionen-­
Akku zum Einsatz. Der
besteht aus 188 einzelnen in Reihe geschalteten Zellen mit einer Spannung
von jeweils 3,2 Volt – was gerundet zu einer Gesamtspannung von 600 Volt führt.
Ein Wechselrichter
für zwei Aggregate
Für die Versorgung der Nebenaggre­
gate nutzt GINAF eine Kombination
aus Wechselrichter und Konverter des
Typs DCU/PSU 30/5.6 von Lenze
Bierkutscher elektrisch unterwegs: Die Be­
lieferung der Heineken-Partner hat in Amster­
dam die Erwartungen weit übertroffen.
Weitere elektrisch angetriebene Fahrzeuge
sollen in naher Zukunft folgen. (© Heineken)
Schmidhauser. Hierbei handelt es sich
um eine mobile Doppellösung. Der
Wechselrichter wandelt die 600 V DC
in dreiphasig AC mit einer Spitzenleistung von 30 kW – und treibt damit den
Motor mit Doppelabgriff für zwei Nebenaggregate an: die Hydraulikeinheit
für die Lenkhilfe und die Pneumatikpumpe für den Luftdruck. Während die
Hydraulik zur Unterstützung der Servolenkung ständig mitläuft, schaltet der
Kompressor über eine elektromagnetische Kupplung erst dann zu, wenn der
Druck im System abfällt. Weil vor allem
der Kompressor bedarfsgerecht arbeitet, senkt GINAF somit den Energieverbrauch. Zusätzlich stellt der DC-DCWandler von Lenze Schmidhauser mit
200 A und über 5,6 kW Ausgangsleistung die gesamte Bordnetzversorgung
sicher. Die Energieeffizienz beim Betrieb von Nebenaggregaten und Bordnetz bringt einen entscheidenden Vorteil mit sich: die höhere Fahrzeugreichweite. GINAF gibt diese mit bis zu
200 Kilometern an. Diese Distanz wird
von den Heineken-Fahrern bei ihren
täglichen Touren längst nicht aus­
gereizt, weil die Touren nur 50 bis
60 Kilo­meter betragen.
Fazit
Elektrische Antriebe eröffnen immer
mehr neue Möglichkeiten für zukunftsorientierte, ökologische und auch ökonomische
Fahrzeugkonzepte.
Für
Heineken sind die neuen Lkws mit
­
„Lenze MOBILE inside“ Teil seiner
Nach­
haltigkeitsstrategie, mit der das
Brauerei­unternehmen seinen CO 2 -Ausstoß reduzieren will. Allein im Bereich
Logistik sollen es 20 Prozent sein in
den nächsten fünf Jahren. W (oe)
j
Lenze Schmidhauser
www.lenze-schmidhauser.com
Jonas Schuster, Leiter Vertrieb und Marketing bei Lenze Schmidhauser.
48
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
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ANZEIGE- UND BEDIENELEMENTE
Vier Kameras, ein Bild,
null tote Winkel
Brigade Elektronik hat ein intelligentes Kamera-Monitor-System entwickelt, das
dem Fahrer mit einem einzigen Bild in Echtzeit eine Rundumansicht des Fahrzeugs
vermittelt und so für eine deutlich bessere Manövrierbarkeit bei niedrigen
Geschwindigkeiten sorgt. Vier Ultraweitwinkelkameras erfassen die Umgebung
einschließlich aller toten Winkel, die erzeugten Digitalbilder werden anschließend
kombiniert sowie Fischaugeneffekte minimiert.
Das System ermöglicht auch SplitScreen-­A nsichten: Auf der linken
Seite des Monitors können zusätzlich die Bilder der vier Kameras in
Einzelansicht angezeigt werden,
sodass auch ein Blick in die Flucht
möglich ist. (© Brigade Elektronik)
D
a bei Baumaschinen wie Rad­
ladern, Mischern oder Schwerlastzugmaschinen die Sicht aufgrund der erheblichen Größe und komplexen Form der Fahrzeuge eingeschränkt ist, gibt es hier besonders viele uneinsehbare tote Winkel, die beim
Rangieren die Gefahr einer Kollision
bergen. Auch zusätzliche Außenspiegel sowie Kameras schaffen nur be-
grenzt Abhilfe, schließlich kann der
Fahrer nicht auf mehrere Spiegel und
Bildschirme gleichzeitig achten. Um
das Risiko von Personen-, Sach- und
Maschinenschäden sowie der damit
verbundenen Betriebsausfälle zukünftig minimieren zu können, hat der
Sicherheitsexperte Brigade Elektronik
­
GmbH das intelligentes Kamera-­
Monitor-System Backeye 360 Select
entwickelt, das dem Fahrer mit einem
einzigen Bild in Echtzeit eine Rundumansicht des Fahrzeugs vermittelt und
so für eine deutlich bessere Manövrierbarkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten sorgt. Da das System individuell
kali­
brierbar ist, kann die Kombination
der vier Kamerabilder individuell an die
Anforderungen des Fahrers angepasst
werden.
Ultraweitwinkel-System
mit individueller Kalibrierung
Das Backeye 360 Select-System von
Brigade ist deutlich effektiver als herkömmliche Lösungen aus mehreren
Spiegeln und Bildschirmen. Es besteht
aus insgesamt vier Ultraweitwinkel­
kameras mit einem Blickwinkel von
etwa 187°, die jeweils eine gesamte
Fahrzeugseite inklusive aller toten Winkel erfassen. Zu diesem Zweck werden
die kalibrierten Kameras vorne, seitlich
und hinten an der Oberseite des Fahrzeugs beziehungsweise der Baumaschine montiert.
Die vier erzeugten Live-Bilder – 30
pro Sekunde und Kamera – werden
gleichzeitig an eine elektronische
Steuereinheit (ECU) gesendet, die sie
sofort verarbeitet und per Video-Stitching miteinander kombiniert. Ebenso
entfernt sie die Verzerrung durch die
Fischaugenobjektive der Kameras, sodass auf dem Monitor ein klares und
gleichmäßiges Echtzeit-Bild aus der
Vogelperspektive erscheint. Dadurch
kann der Fahrer mit einem einzigen
Blick auf den Monitor das komplette
Umfeld mit allen potenziellen Gefahrenbereichen überblicken.
„Das erspart ihm die Zeit zur Verarbeitung der schnell aufeinanderfolgenden Informationen von mehreren Spiegeln oder Monitoren und erleichtert
das richtige Einschätzen und Reagieren in schwierigen Situationen“, erklärt
Rudolf Rutenbeck, Geschäftsführer
der Brigade Elektronik GmbH.
Das System ermöglicht zudem
Split-Screen-Ansichten: Auf der linken
Seite des Monitors können zusätzlich
die Bilder der vier Kameras in Einzelansicht angezeigt werden, sodass parallel
zum 360°-Bild auch ein Blick in die
Flucht möglich ist.
Anpassung
an die jeweiligen
Betriebsumstände
Backeye 360 Select funktioniert auf
praktisch jeder Art von Solofahrzeug
oder Baumaschine unabhängig von
ihrer Größe und eignet sich daher
­
­sowohl für den Straßen- als auch für
Geländebetrieb. „Der Abstand des
­erfassten Bereichs kann an die jeweiligen Betriebs­
umstände angepasst
­werden“, erklärt Rutenbeck.
|
M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
Da abhängig von der Fahrzeugform
nicht immer jede Kamera genau mittig
montiert werden kann, kompensiert
die Backeye 360 Select-Software diesen Effekt: Der Erfassungsbereich von
187° ermöglicht unabhängig von der
Kameraposition eine Sicht auf die gesamte Fahrzeugseite. Dadurch kann
das Bild auf dem Monitor des Fahrers
so kalibriert werden, als ob die Kamera
mittig montiert wäre.
Bei großen Fahrzeugen und Per­
spektiven mit breiten Durchmessern
reduziert die Software zudem die
„Überdehnung“ am äußersten Rand,
damit auch Personen und Gegenstände in größerer Entfernung erkennbar
sind. Werden Kameras unter der Karosserie eingesetzt, kann optional die
Fahrzeugkontur einschließlich der
überhängenden Positionen auf dem
Bildschirm angezeigt werden. Symbol
und Farbe für das Fahrzeug auf dem
Bildschirm sind dabei immer individuell
wählbar, damit der Fahrer die Umrisse
als die seines Fahrzeugs erkennt.
Darüber hinaus verfügt das System
über bis zu vier eingebaute programmierbare Auslöser, die bei ihrer Aktivierung eine Konzentration der Bildschirm­
anzeige auf den jeweiligen Gefahrenbereich beim Manövrieren ermöglichen.
„Beim Einlegen des Rückwärtsgangs
wird auf dem Monitor bei­
spielsweise
das Bild der Heckkamera vergrößert angezeigt, beim Blinken erscheint dagegen der Seitenbereich größer“, erklärt
der Experte. Für die Rückfahrkamera
können zusätzlich Distanzmarkierungen
programmiert werden. Außerdem kann
das System so eingestellt werden, dass
es sich oberhalb einer bestimmten
­Geschwindigkeit abschaltet oder andere Zusatzgeräte aktiviert. Außerdem
kann das B
­ ackeye 360 Select mit den
ebenfalls neu entwickelten Backsense
Radar-­
Systemen ergänzt werden, die
stehende und sich bewegende Objekte
im Umfeld des Fahrzeugs erkennen und
den Fahrer mit visuellen und akus­
tischen Signalen vor eventuellen
­Gefah­ren warnen. W (oe)
j
Brigade Elektronik GmbH
www.brigadegmbh.de
Nach Unterlagen der Brigade Elektronik
GmbH, 24539 Neumünster.
|
49
Die Kübler Gruppe
Die Kübler Gruppe gehört heute zu
den weltweit führenden Spezialisten
in der Positions- und Bewegungs­
sensorik, funktionalen Sicherheits­
technik, Zähl- und Prozesstechnik
­sowie der Übertragungstechnik.
Gegründet im Jahre 1960 von Fritz
Kübler, wird das Familienunternehmen
heute in der zweiten Generation von
Gebhard und Lothar Kübler geleitet.
Zehn internationale Gruppenmitglieder
und Vertretungen in über 50 Ländern
bieten Produkt-Know-how, Service
und Beratung weltweit vor Ort.
Innovative Produkt- und Branchen­
lösungen sowie Lösungen für Funktionale Sicherheitstechnik und ein hoher
Servicegrad sind Gründe für unseren
weltweiten Erfolg. Die strikte
Qualitäts­orientierung sorgt für höchste
Zuverlässigkeit und Langlebigkeit
­unserer Produkte im Feld.
Weltweit über 480 engagierte
­Menschen ermöglichen diesen Erfolg.
Sie sorgen für Vertrauen der Kunden
in unser Unternehmen.
Kübler Group
Fritz Kübler GmbH
Schubertstraße 47
D - 78054 Villingen-­
Schwenningen
Tel.: +49 7720 3903 0
Fax: +49 7720 21564
www.kuebler.com
[email protected]
FIRMENPROFIL
ANZEIGE- UND BEDIENELEMENTE
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ANZEIGE- UND BEDIENELEMENTE
CAN-fähige Anzeigetechnik
Seit 1912 hat MOTOMETER einen festen Platz im Automotive-Sektor und setzt
­immer wieder Meilensteine durch innovative Produkte. Alles begann mit dem
­Kühlwasserthermometer, mittlerweile gehört die Firma zu den führenden
­A nbietern von Anzeigeinstrumenten, Sensorik und Fahrzeugelektronik weltweit.
Aktuell hat der Spezialist aus Pforzheim über 2.000 effiziente und innovative
­Produkte im Portfolio.
angezeigt werden. Der Bediener kann
sofort die Fehlerquelle ermitteln und
eine detaillierte Fehlerbeschreibung an
die Werkstatt weitergeben.
CAN-fähige Anzeigetechnik
E
ine Vielzahl von Messdaten kann
durch eine gute grafische Aufbereitung und Darstellung besser
vom Fahrer oder Bediener aufgenommen und interpretiert werden. Die Menüsteuerung innerhalb des Multifunktionsdisplay MCA 430 von Motometer
funktioniert über die vier beleuchteten,
frei konfigurierbaren Tasten. Sämtliche
Signale, die vom CAN-Bus und den
analogen Eingängen angeboten werden, können auf dem integrierten
TFT-Display angezeigt werden. Das
Multifunktionsdisplay MCA 430 ist
indi­viduell programmierbar. Durch das
benutzerfreundliche Applikationstool
CoDeSys sind keine weiteren Programmierkenntnisse erforderlich. Das Dis-
Die CAN-fähige Multifunktionsanzeige
MCA 232 stellt sämtliche Signale als
Bargraph, Bitmap oder Wertefeld auf
dem hochauflösendem LC-Display dar.
Es ermöglicht die Anzeige von z. B. Tank­
inhalt, DrehzahlbeDas MCA 430 von
reich sowie Betriebs­M OTOMETER vereint
­Daten vom CAN-Bus
stundenstand. Das
und allen analogen und
M o t o m e t e r - C A N -­
digitalen Eingängen in
Keypad
überzeugt
einem Display. (© Motometer)
durch die individuelle
Konfiguration
und
kann sowohl als Eingabeeinheit als auch Anzeigeeinheit
verwendet werden. Aufgrund der verbauten RGB-LEDs kann jedes Feld
play eignet sich daher für die zeitgleiche
kundenspezifisch beleuchtet werden.
Darstellung aktiver Anzeige-InstrumenZusätzlich sind die Tasten mit einem
te, Alarmmeldungen, Diagnose­
daten,
integrierten Lichtsensor ausgestattet,
­
Uhr,
Betriebsstundenzähler,
Weg­
der die Lichtintensität der Umgebung
strecken­zähler und die Einstellung von
erfasst und somit die Leuchtkraft der
Maschinenfunktionen in Fahr­
zeugen.
Symbole regelt.
Für die Integration ins Bordsystem ist
das MCA 430 mit CAN-Schnittstellen
Sichere Überwachung
ausgerüstet. Um den Datenaustausch
des Fahrzeugumfelds
von bis zu 1 Mbit/s zu gewährleisten,
wurde es mit einer CAN-­
Schnittstelle
Für einen komfortablen Überblick und
(Protokollstand 2.OB), neun analogen
damit mehr Sicherheit im Baufahrzeug
Eingängen, einem Frequenzeingang,
sorgt auch die neue Generation des
acht digitalen Eingängen, sieben
CAN-Displays. Mithilfe der beiden
PWM-Ausgängen und zwei digitalen
Video-Eingänge können bis zu zwei
­
Ausgängen ausgestattet.
­Kameras an das hochauflösende FarbUm eine zeitintensive Fehlersuche
display angeschlossen werden. Diese
zu vermeiden, können CAN-Bus-­Fehler
realisieren eine sichere Überwachung
ANZEIGE- UND BEDIENELEMENTE
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
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51
Der Ultraschall-Tanksensor MOTOSONIC kann für die Messung von
Flüssigkeitsständen unterschiedlichster Medien in jeder beliebigen
Tankform eingesetzt werden.
(© Motometer)
des Fahrzeugumfelds. Gleichzeitig
überzeugt die neue CAN-DisplayGenera­tion MOTOCANDIS 2.0 als flexible und individuell programmierbare
Anzeigeeinheit. Durch die Betriebsspannung von 9 bis 32 Volt bietet das
CAN-Display einen weiten Einsatzbereich bei Nutzfahrzeugen.
Bordnetzüberwachung
Sicherheit in der Bordnetzüber­
wachung von Nutzfahrzeugen und
Baumaschinen gewährleistet der vollelektronische
Batterietrennschalter
MOTOBREAKER 2.0. Er ermöglicht
prellfreies Schalten, Kurzschlussfestigkeit, Übertemperatursicherheit, Einund Ausschalten der Batterie innerhalb
der Kabine sowie ein kontrolliertes
Rückschreiben von Speichermedien in
Steuergeräten. Durch die vollständige
Stromunterbrechung entstehen keine
Kriechströme. Somit unterliegt die Batterie auch nach langen Standzeiten keiner Tiefstentladung. Zudem ist der
MOTOBREAKER 2.0 als einfacher
Diebstahlschutz einsetzbar.
Exakter
Tankfüllstand
MOTOSONIC erzielt optimale Messergebnisse auch
bei unebener Bodenbeschaffenheit. Der flexible Ultraschalltank­
sensor kann in jeder beliebigen Tankform eingesetzt werden. Mithilfe des
Zubehör-Kits, bestehend aus Drop-in
Adapter, Fokussierrohr und Schwimmer, kann das Baufahrzeug auch in extremer Schieflage operieren und erreicht trotzdem präzise Ergebnisse.
Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität
innerhalb der geometrischen Tank­
­
formen und unterschiedlichster Medien. So kann der Stand von Kühlmittel, Wasser, Chemikalien, Biodiesel, Diesel, Pflanzenöl und Hydrauliköl bei einer Umgebungs­
temperatur zwischen -40 bis +85 °C
einfach gemessen werden. Außerdem
eignet sich der Sensor für die Ermittlung von Kraftstoffdiebstahl, denn er
hat einen geringen Strombedarf und
schränkt somit nicht die Leistung der
Bau­maschine ein.
Schutz vor
unerwünschten Zugriffen
Ein weiteres Qualitätsprodukt ist das
CAN Ignition Control. Es eignet sich
hervorragend als Wegfahrsperre für
Fahrzeuge aller Art. „Da es immer
­wieder zu Diebstählen oder unerlaubter Inbetriebnahme von Baumaschinen kommt, bietet das elektronische
Zündschloss eine effektive und günstige Möglichkeit, den Fuhrpark vor
nicht g
­ ewünschten Zugriffen zu schützen“,
berichtet
Geschäftsführer
­Joachim Bulla. CAN Ignition Control
ist direkt vom Fahrzeughersteller konfigurierbar, somit werden Projekt­
kosten und lange Projektzeiten komplett eliminiert. W (oe)
j
MOTOMETER GmbH
www.motometer.de
Nach Unterlagen der MOTOMETER GmbH,
75181 Pforzheim.
MOTOMETER zählt zu den führenden
Anbietern von Anzeigeinstrumenten,
Sensorik und Fahrzeugelektronik weltweit. Namhafte Hersteller von Bauund Landmaschinen, Mobilkranen,
Seilbagger, Kommunal- und Sonderfahrzeuge, Lastkraftwagen und Omnibusse statten Ihre Fahrzeuge und
­Maschinen mit unseren zuverlässigen
Produkten aus. Von unserem Stammsitz in Pforzheim koordinieren wir unsere Projekte von der Beratung über die
Entwicklung bis zur Serienproduktion.
Als Partner unterschiedlichster Branchen geht es uns nicht darum, standardisierte Produkte in großen Mengen zu verkaufen, sondern die speziellen Anforderungen jedes einzelnen
Kunden aufzunehmen und gemeinsam
mit ihm die jeweils maßgeschneiderte
Lösung zu entwickeln. Komplexe Steuerungsaufgaben werden durch unsere
intelligente Elektronik kundenspezifisch umgesetzt. Gleichzeitig bieten
wir mit hochwertigen Komponenten
die ideale Lösung auch für anspruchsvollste Einsatzbedingungen und gewährleisten somit die Erfüllung hoher
Schutzklassen. Von der Klein- über die
Mittel- bis hin zur Großserie realisieren
wir gemeinsam mit unseren Kunden
alle Stufen von der Idee bis zum fertigen Produkt.
Erwarten Sie hohe Flexibilität und
­gehobene Qualitätsstandards. Als
­Eigentümer der Marke MOTOMETER
vertreibt die MOTOMETER GmbH
weltweit Produkte für Fahrzeug­
hersteller, Werkstätten und Service­
betriebe. Zum Produktportfolio zählen
neben Werkstatt- und Prüfgeräten
auch Anzeigeinstrumente und
­Sensoren.
MOTOMETER GmbH
Fritz-Neuert-Straße 27
D - 75181 Pforzheim
Tel: +49 7231 42 909-300
Fax: +49 7231 42909-305
[email protected]
www.motometer.de
FIRMENPROFIL
MOTOMETER GmbH
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ANZEIGE- UND BEDIENELEMENTE
App-basierte Displays
für mobile Arbeitsmaschinen
Der Einsatz von Smart Devices sowie die Nutzung von Apps gehört mittlerweile zu
unserem Alltag. Smartphones und Tablets in Verbindung mit Touchscreens sind aus
dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Dieser gesellschaftliche Trend,
­welcher u. a. in der Automobilindustrie massiv Einzug gehalten hat, erobert nun
© Parker Hannifin
auch die mobilen Arbeitsmaschinen.
den Anwendern zusätzliche Funktionen mittels Apps in der Nachrüstung
anzubieten. Es ist eine geringere Anzahl an Komponenten erforderlich,
beispielsweise weniger analoge Anzeigen, Schalter und Zusatzdisplays.
Dadurch wird die Komplexität in der
Fahrerkabine reduziert. Parker bietet
diese App-Möglichkeit mit dem neuen
UX Toolkit und seinem neuen Pro
­Display 10.
Neuer Geschäftszweig
für OEMs – der eigene
App Store
E
ine App ist eine Anwendungssoftware, die eine Funktion erfüllt, aber nicht relevant für das
Funktionieren eines Gesamtsystems
ist. Auf diese Weise ist es möglich,
den Funktionsumfang eines Gerätes
problemlos zu erweitern. Apps in HMIs
spielen ihre Vorteile dann aus, wenn es
darum geht, mobile Maschinen effizienter zu machen, Flexibilität bei Funktionserweiterungen zu gewährleisten
und Abläufe in der Fahrerkabine zu vereinfachen. So erleichtern beispielsweise Instrumentierungs-Apps zur Anzeige von Geschwindigkeit, Temperatur
und Druck die Kontrolle der mobilen
Maschine. Apps für die automatische
Lenkung und Niveauregulierung, Navigation sowie für die Durchführung von
Maschineneinstellungen tragen zu
­einer höheren Effizienz der Kernfunktionalitäten bei und helfen, Systemausfallzeiten zu reduzieren. Das leisten
auch Diagnose-Apps für ServiceCode-­Protokolle, Datenerfassung und
-analysen, GPS-Tracking und Geofencing. Apps für die Handy-Freisprech­
einrichtung, Log- und Fahrtenbücher,
Bedienverhalten-Tracking sowie für
­
die Aufgabenverwaltung, beispielsweise für das Buslinien-Management,
unterstützen Endnutzer dabei, ihren
Job besser und effizienter auszuführen. OEMs bieten sie die Flexibilität,
Das UX Toolkit vereinfacht die Entwicklung benutzerfreundlicher HMIs für mobile Maschinen wie ­
Agrar-, Bau- und
Transportmaschinen sowie Busse und
Spezialfahrzeuge. Mit der App-­basierten
Entwicklungsplattform lassen sich sowohl unabhängige Apps entwickeln als
auch einzelne Funktionen separieren.
Der große Vorteil liegt darin, dass
Entwickler unabhängig voneinander
­
­arbeiten können, ohne auf Funktionen
für die Kompilierung sowie Softwaretests warten zu müssen. Hardware-Funktionen und komplexe Komponenten ­
stecken in Bausteinen, die
auch Ingenieure ohne Programmierkenntnisse nutzen können. Damit sind
OEMs in der Lage, neue Funktionen
für ihre Maschinen schneller auf den
Markt zu bringen, kundenspezifische
Anwendungen anzubieten und können
einen eigenen App-Store aufbauen.
ANZEIGE- UND BEDIENELEMENTE
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
(© Parker Hannifin)
Verwiegung sowie die Integration von
Kamerasystemen. Es können sowohl
zwei Analogkameras sowie über die
Ethernet-Schnittstelle bis zu 255 IP-­
Eine der Drittanbieter-Apps, die Parker
Kameras eingebunden werden. Dafür
zum Verkaufsstart des Pro Display 10
ist das robuste 10-Zoll-Display (264 x
zur Verfügung stellt, ist die Parker
181 x 52 mm) mit kapazitivem TouchI­SOBUS Suite. ISOBUS ist das Stanscreen für mobile Maschinen mit zahldardprotokoll in der Landtechnik für die
reichen Kommunikations (4xCAN,
Kommunikation zwischen Traktor und
2xUSB, RS232, Ethernet, Bluetooth,
Anbaugeräten. Mithilfe dieser App könWiFi)- und Infotainment-Schnittstellen
nen landwirtschaftliche Anbaugeräte
über die standardisierte ISOBUS-­ ausgestattet. Es verfügt über einen
ARM Cortex A9-Prozessor und einen
Schnittstelle im Traktor automatisch
2-­Gigabyte-Flash-Speicher ausgestattet.
erkannt und kosteneffizient über das
­
Das Display hält über den gesamten
Display bedient werden. Es ist kein zusätzliches Display für die ISOBUS-­ Maschi­nen­lebenszyklus. Weitere Speichermöglichkeiten können bei Bedarf
Anzeige erforderlich. Es ist möglich,
über einen microSD-Kartenslot und/
die ISOBUS-­Anzeige separat oder inteoder eine USB-Schnittstelle jederzeit
griert als Element oder im Split Screen
hinzugefügt werden.
mit weiteren Anzeigen wie beispielsweise der aktuellen Fahrgeschwindigkeit oder Rückfahrkamera auf einer
Pro Display 10
Displayseite darzustellen.
integriert alle Funktionen
Einbindung von Drittanbieter-­
Apps – Parker ISOBUS Suite
ISOBUS Suite App
Die App besteht aus den drei Hauptelementen ISOBUS Virtual Terminal (VT),
Task Controller (TC) und File Server
(FS). ISOBUS VT basiert auf der
ISO 11783-6 und ist eine standardisierte grafische Benutzeroberfläche für die
Steuerung und Anzeige aller ISOBUS-­
Anbaugeräte. ISOBUS TC stellt die
Schnittstelle zwischen der Gerätesteuerung und des Farm Management
Systems dar und dient auch der
­
Arbeitsdokumentation und Ressour­
cenverwaltung. ISOBUS FS stellt der
ISOBUS-­
Maschine Speicherplatz zur
Verfügung, damit diese beispielsweise
auf Konfigura­tionsdaten zugreift.
In Kombination mit dem Pro Display
10 von Parker unterstützt die UX-Software auch Funktionen wie automatisches Lenken und Niveauregulierung,
Das Pro Display 10 gibt es in zwei Varianten: Die „Prime“-Version ist hauptsächlich für Maschinen, vorgesehen,
bei denen sich das HMI nur auf die
Kernfunktionalitäten beschränkt. Die
„Advanced“-Variante ist für komplexe
HMI-Systeme konzipiert. Sie bietet
WLAN sowie alle nötigen Funktionen
für die Verwaltung sämtlicher Audio-Funktionalitäten: je zwei analoge
Audio- (Line IN/OUT) sowie Mikrofonanschlüsse. Dank der integrierten
FM-Radio-Funktionalität entfallen zu­
sätz­
liche Kosten für ein separates
­Radio in der Fahrerkabine. W (oe)
j
Parker Hannifin GmbH
www.parker.com/de
Dipl.-Ing. Marco Banditt (MBA) ist
Applikations­ingenieur Mobile Electronics
bei der P
­ arker Hannifin GmbH.
53
Sontheim Industrie
­Elektronik GmbH
Sontheim bietet seit 20 Jahren zahl­
reiche Lösungen für Automobilhersteller, Zulieferer und Dienstleister an.
Der Schwerpunkt liegt in der Herstellung von Steuergeräten (auch nach
ISO 26262) mit I/O- und Kommunika­
tionsfunktion und in der Diagnose­
technik, in der Sontheim Marktführer
im Bereich der Interface-Technik für
landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge ist.
Diese Position soll langfristig gesichert
und mit zukunftsweisenden Produkten, modernen Fertigungsverfahren
und intelligenten Lösungen ausgebaut
werden.
Um den gestiegenen Anforderungen
an Diagnose und Testapplikationen gerecht zu werden, bietet Sontheim innovative und zukunftsweisende System-Lösungen an. Mit den Systemen
können Fahrzeuge konfiguriert, gewartet und bedatet (Software-Updates)
werden. Dabei werden alle gängigen
Standards unterstützt, an denen
Sontheim aktiv in verschiedensten
Verbands-Gremien mitwirkt.
Neben Steuergeräten, Telemetrie-­
Lösungen und VCIs bietet Sontheim
die passende Software wie das Modulare Diagnose-Tool MDT, sowie Programme zur Erstellung und Entwicklung von ECU-Kommunikation und
zahlreiche Protokoll-Stacks an. Dabei
wird der gesamte Produktlebenszyklus abgedeckt, von der Entwicklungsphase über die Produktion bis zu Integration und Support. Das Leistungsspektrum umfasst einzelne Prototypen, Serienlieferungen bis zu
maßgeschneiderten kundenspezifischen Lösungen, sowie die komplette
Technologie- und Vor-Ort-Beratung.
Sontheim Industrie Elektronik
GmbH
Georg-Krug-Str. 2
D - 87437 Kempten
Tel.: +49 83157 59000
[email protected]
www.s-i-e.de
FIRMENPROFIL
Mit dem integrierten Editor
lassen sich mit
dem Parker UX
Toolkit Benutzeroberflächen
schnell und einfach realisieren.
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
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ANZEIGE- UND BEDIENELEMENTE
Robuste Bedientechnik
für den Außeneinsatz
Bei Bediensystemen für Nutzfahrzeuge steigen mit wachsender Funktionsvielfalt
auch die Anforderungen an ein übersichtliches, ergonomisches Gerätedesign,
das den harten Bedingungen im Außeneinsatz sicher und dauerhaft standhält.
Deshalb hat sich Griessbach auf die Entwicklung kundenspezifischer Bedien­lösungen
spezialisiert, die eine robuste Ausführung mit besonders nutzerfreundlichem
Design kombinieren.
I
n Nutzfahrzeugen eingesetzte Bedientechnik muss auch bei hohem
Schmutzaufkommen, schlechten
Witterungs- und Lichtverhältnissen,
Erschütterungen und Vibrationen zuverlässig funktionieren. Als spezialisierter Hersteller verfügt Griessbach
über jahrzehntelange Erfahrung in der
Entwicklung und Konstruktion von Bedien- und Anzeigesystemen für den
Außeneinsatz. Das Luckenwalder Unternehmen beliefert namhafte Hersteller von Land- und Baumaschinen mit
robust ausgeführten Systemen, die
sich auch unter erschwerten Bedingungen ohne direkten Blickkontakt zielsicher bedienen lassen.
Dazu tragen in die Bedienfront
Kosten- und funktionsoptimierte Bedieneingearbeitete Orientierungshilsysteme mit integriertem Display in
fen wie Mulden oder Stege sowie
­k undenspezifisch gestalteter Ausführung.
(© Griessbach)
Kurzhubtaster bei, die getätigte
Eingaben durch taktile Rückmeldung quittieren.
rechte, übersichtliche Darstellung der
Eingabeoptionen und Schaltfunktionen
Bedienerfreundliches
zu gewährleisten. Zusätzlich kann das
Gerätedesign
komplette Bediensystem mit einem integrierten Display aus werkseigener
Damit Bedienelemente und SchaltzuFertigung ausgestattet werden, das in
stände auch bei ungünstigen SichtverForm und Funktion auf die Kunden­
hältnissen gut und sicher ablesbar
anwendung abgestimmt ist und somit
sind, hat Griessbach ein umfassendes
eine homogene sowie geschlossene
Konzept der lichtgeführten Bedienung
Bedienfront sicherstellt.
entwickelt. Es beinhaltet – ausgehend
von der originalen Griessbach-Leuchttaste – Taster mit funktionsabhängiger
Komplett aus
Teilbeleuchtung, die Signal- und Nachtwerkseigener Fertigung
beleuchtung sowie die Ausblendung
Die Produktentwicklung erfolgt in eninaktiver Funktionen. Für ein stimmiger Abstimmung mit den Kunden und
ges Look & Feel wird auch das Folienschließt den gesamten Fertigungsprodesign nach kundenspezifischen Vorzess von der Planung über die Kon­
gaben gestaltet, um eine funktionsge-
struktion bis zur Endmontage und
-prüfung ein. Sämtliche Produktionsschritte zur Baugruppenbestückung,
Frontplatten-, Folien- und Gehäuse­
fertigung sowie Hard- und Softwarelösungen können am Standort in
­Luckenwalde erfolgen. Damit erhalten
Anwender auf sie zugeschnittene,
technik- und kostenoptimierte Komplettlösungen, die sich betriebsbereit
in die Fahrzeugsteuerung einfügen.
„Mit Bediensystemen aus einer Hand
können wir exakt auf die Kundenwünsche und Einsatzanforderungen eingehen und zugleich Kostenvorteile in der
Fertigung erzielen“, erklärt Heiko
Gleißert, Teamleiter Bediensysteme bei Griessbach.
Einbau- und anschlussfertige Kompakt-Module
Neben kompletten Systemen mit
Schnittstellen für CAN und Ethernet
führt Griessbach auch kostengünstige
Einbaumodule und Baugruppen, die
sich unkompliziert in Bediengeräte und
Netzwerkstrukturen integrieren lassen.
Hierzu zählen flexibel konfektionierbare CAN-Module mit variabler Tastermatrix. Die mit 4 bis 12 Tasten erhältlichen
Geräte eignen sich optimal für Anwender, die nur geringe Stückzahlen benötigen und den eigenen Entwicklungsaufwand gering halten möchten. W (oe)
j
Griessbach GmbH
www.griessbach.de
Nach Unterlagen der Griessbach GmbH,
14943 Luckenwalde.
SAFET Y
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
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SIL3 für mobile Arbeitsmaschinen
In der Industrie dient die funktionale Sicherheit dem Schutz von Personen,
­Umwelt, Anlagen und Sachgütern. Je höher das Sicherheitsrisiko, das von einer
Anlage oder mobilen Maschine ausgeht, desto höher sind die Anforderungen
an die elektronischen Systeme.
D
as Safety-Mess-Modul SMM
von Müller Industrie-Elektronik
ist in Kombination mit einer
sicheren Steuerung eine zertifizierte
­
Sicher­
heitselektronik für DMS-Brückensignale gemäß SIL3, die für die
­sichere Last- und Kraftmessung oder
Druckmesstechnik eingesetzt werden
kann. Speziell in der Mobilen Automation lassen sich viele Einsatzgebiete
aufzeigen: Schiffs- und Hafenlogistik,
mobile Arbeitsmaschinen oder Sonderfahrzeuge mit Kran-, Leiter- oder
Hubbühnenausstattung sowie in allen
sicherheitsrelevanten Anwendungen,
wo Personenbeförderung oder die Bewegung schwerer Lasten eine Rolle
spielen.
Funktionsprinzip des
Safety-Mess-Moduls SMM
Das Sicherheitskonzept des Safety-­
Messmoduls SMM basiert auf einem
Zweikanalsystem, das die zu messende physikalische Größe
(Kraft/Druck) in zwei norDas Safety-Mess-Modul SMM als
mierte proportionale StromDMS-Brücken-Messverstärker SMMgrößen mit einer MesstoleHD im robusten Feldgehäuse.
ranz der Stromsymmetrie
(© Fotolia.com/Mark Yuill, Müller Industrie-Elektronik)
von 5% zur Erkennung von
Fehlern bzw. Überlasten
kon­­vertiert. Jeder der Messverstärker verfügt über ein eigenes
Modul zur Über-und Unterspannungsüberwachung (36 V bzw. 18 V) und wird
durch eine von außen zugeführte
gemäß SIL3 erfordert eine Safety-PLC
Nennspannung von 24 V DC ±2,4 V
oder ein sicherheitsgerichtetes Ein(±10%) gespeist. Die beiden Messkaund Ausgabemodul gemäß SIL3
näle sind zusätzlich durch galvanische
(IEC 61508). Da das Produktportfolio
Trennung gegen mögliche Störsignale
der zertifizierten ­Sicher­heitselektronik
gesichert. Für den Einsatz als sicher­
auf drei Produktbauarten aufbaut, nämheitsgerich­tete Messkette besteht die
lich aus der ­modularen Universal-KraftStruktur aus einer DMS-Sensormesszelle MULC, dem NormschieVoll­brücke, einem Safety-Mess-Modul
nen-Gehäuse SMM-DR und dem
SMM und einer Safety-PLC mit
robus­tes Feld­gehäuse SMM-HD, lässt
Diagnose­software und angeschlossesich ein am Fahrzeug bereits vorhandener Aktorik. Eine Applikation des SMM
nes DMS-­
L astmesssystem mit dem
Safety-­Mess-Modul SMM auch durch
Nachrüstung erweitern, um ein
Höchst­maß an funktionaler Sicherheit
zu erreichen. W (oe)
j
Müller Industrie-Elektronik
GmbH
www.mueller-ie.com
Nach Unterlagen der Müller Industrie-Elektronik GmbH, 31535 Neustadt am Rübenberge.
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
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SAFET Y
Deterministic Ethernet das nächste CAN?
Ähnlich wie die Automobilhersteller vor einigen Jahren sehen sich die Hersteller
von mobilen Arbeitsmaschinen mit stetig wachsenden Datenmengen konfrontiert,
die über das Maschinennetzwerk übertragen werden müssen. Viele Maschinen
müssen deshalb bereits mit mehreren CAN-Netzwerken arbeiten, was die Systemkomplexität wesentlich erhöht. Ethernet könnte hier eine Alternative sein.
D
urch den vermehrten Einsatz
von Fahrerassistenzsystemen
und die Verbreitung von autonomen Arbeits- und Fahrfunktionen
werden vermehrt Kameras, Radarsensoren, Laserscanner, Ultraschallsensoren etc. verwendet, was zu einem weiteren Anwachsen der zu übertragen-
zeitgleich auf ein und demselben Kanal
zu übertragen.
den Datenmengen führt. CAN mit seiner begrenzten Bandbreite kann diese
schnell wachsenden Datenmengen
nicht ausreichend bewältigen. Aus diesem Grund suchen die führenden Hersteller von mobilen Arbeitsmaschinen
die Kommunikationstechnologie der
nächsten Generation, die eine große
Bandbreite zur Verfügung stellt und zudem in der Lage ist, sicherheitskritische Daten als auch Best- Effort-Daten
tes Spektrum an Bandbreite und Physical-Layer-Optionen und findet in den
verschiedensten Anwendungsbereichen Verwendung. Durch die offene
Entwicklung der Ethernet-Standards
entwickeln sich technische Funktionen
rasch weiter, was zu kosteneffizienten
Lösungen für Off-the-Shelf Produkte
führt.
Ursprünglich wurde Ethernet als
Plattform für die Zusammenführung
unterschiedlicher IT-Netzwerke verwendet. Die Anforderungen an eine
Kommunikationstechnologie in einer
Fahrzeug­umgebung
unterscheiden
Warum Ethernet?
sich jedoch von denen in Desktop-­
Ethernet ist eine hochstandardisierte
Netzwerken, wo Ethernet die Technound offene Technologie, die jeder sehr
logie der Wahl ist. In einer Embedded-­
leicht nutzen kann. Sie bietet ein breiUmgebung benötigt das Netzwerk
nicht nur ein besseres Echtzeitverhalten, sondern auch einen robusteren
und kostengünstigeren
Physical Layer. Mit der
deterministischen EchtEin deterministisches Ethernet-­
zeitkommunikation über
Netzwerk garantiert die Latenz von
Ethernet, wie sie durch
zeitkritischer Datenübertragung.
Zeitgesteuerter Datenverkehr wird
Time-Sensitive Networvon anderem Netzwerkverkehr geking (TSN) ermöglicht
trennt und ist so immun gegen Stöwird, können jetzt auch
rungen. (© TTControl)
Automobil- und OffHighway- ­Hersteller den
Weg der Konvergenz aller Applikationen – auch jener mit harten Echtzeitanforderungen – auf ein
und demselben Ethernet-Netzwerk gehen.
Ethernet für ­Automotive
Ethernet
wird
seit
2008
für
Automobilanwendun­
gen genutzt, insbesondere für Diagnose und das
Downloaden von Daten. Durch seine
große Bandbreite im Vergleich zu anderen in das Fahrzeug integrierten Netzwerktechnologien wie CAN war Ethernet in den letzten Jahren prädestiniert
für Anwendungen wie Kamera- und Infotainment-Systeme. In einem nächs-
SAFET Y
Zweistufiger Ansatz
für mobile Maschinen
M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
Die zweite Phase erstreckt sich auf
den Einsatz von Deterministic Ethernet
als Backbone-Netzwerk, das den
Verkehr aller Klassen auf einem im
­
Fahrzeug integrierten Netzwerk zusammenführt. Ein Bediener-Assistenzsystem mit Top-View oder Surround-­
View (gerendert und anschließend auf
dem Bedienterminal angezeigt) benötigt die Kommunikationsgarantien, die
Time-Sensitive Networking (TSN) bietet. Beispielhafte Anwendungen der
Phase 2 sind Assistenzsysteme für
Fahrer, halbautonome Betriebs- und
Fahrfunktionen, autonome Betriebsund Fahrfunktionen.
Physical Layer
In die Maschine integrierte Netzwerklösungen müssen Gewicht als
auch Kosten des Kabelbaums berücksichtigen und generell so robust und
effizient wie nur möglich sein. Aus
diesem Grund wurden Technologien
­
wie BroadR-Reach für 100 Mbit/s- und
RTPGE für Gbit/s-Verbindungen ent­
wickelt und standardisiert. Diese
­u n­shielded-twisted-single-pair-Kabel
können Gewicht und Kosten von Fahrzeug-/Maschinensteuerungen deutlich
reduzieren und erfüllen zugleich die
EMV-Anforderungen für Automobile
und mobile Arbeitsmaschinen.
Der TSN-Standard bietet die notwendigen Latenzgarantien für die Kommunikation von kritischem SteuerungsverInternet der Dinge
kehr in modernen Autos und mobilen
Maschinen.
Deterministic-Ethernet-­Will man von der verbesserten Effi­
zienz, Verfügbarkeit und Funktionalität
Standards verändern die Art und Weiprofitieren, die IoT zur Verfügung stelse, wie in das Fahrzeug oder in die Malen kann, muss das zugrundeliegende
schine integrierte Netzwerke konziNetzwerk verlässliche und determinispiert und gebaut werden. Die Integra­
tische M2M- und Maschine-zu-­Cloudtion von Ethernet in Fahrzeuge und
Konnektivität ermöglichen – und das zu
­mobile Maschinen kann grob in zwei
Preisen, die nur offene Standards gePhasen dargestellt werden (Bild 2).
währleisten können. Ähnliches gilt für
Jede Phase bietet neue Chancen und
Automobil- und Off-Highway-AnwenVorteile für die Hersteller und ihre Kundungen, wo deterministische Konnekden. In der ersten Phase wird Ethernet
tivität die Weiterentwicklung von Fernals schnelles Interface zum Maschinen­
diagnose und autonomem Arbeiten
steuerungssystem, für das Down­
und Fahren ermöglicht werden. Diese
loaden von Software sowie als schnelFunktionalitäten sind beispielsweise in
le Verbindung für Maschinenanwender Agrartechnik einsetzbar. Landwirtdungen, die eine große Bandbreite beschaftliche Maschinen könnten drauanspruchen, eingesetzt. So können
ßen auf dem Feld erfasste Daten an den
beispielsweise Videokameras über
Hof, an ein Datenanalysezentrum oder
Standard-Ethernet verbunden werden.
an andere Maschinen auf dem Feld
Beispielhafte Anwendungen der Phase
übermitteln und zugleich in Echtzeit Da1 sind Download, Diagnose, Machine2x
ten empfangen, die die Maschinensteu(IP) und Umgebungserfassung (Video,
erung verwertet, um beispielsweise
Radar, …).
»
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57
GEFRAN Deutschland GmbH
Sensoren für die Mobilhydraulik
Insgesamt elf Sensortypen umfasst
das Produktprogamm für den Einsatz
in der Hebetechnik sowie in landwirtschaftlichen und Baumaschinen. Alle
Sensoren vereinen fortschrittliche
Technologie mit großer Robustheit.
Für die Wegmessung bietet GEFRAN
zahlreiche magnetostriktive und potenziometrische Linearwegaufnehmer.
Neu ist der potenziometrische Seilzugaufnehmer GSF für große Wegbereiche. Er dient zur Steuerung und Posi­
tionsmessung des Teleskopausschubs
von Hebezeugen und ist auch in einer
redundanten Ausführung erhältlich.
Die robusten, kompakten Winkel­
sensoren GRA und GRN nutzen die
Hall-Technologie beispielsweise zur
Messung des Drehwinkels von Hebevorrichtungen oder des Lenkeinschlags
von landwirtschaftlichen Maschinen.
Sie lassen sich applikationsspezifisch
konfigurieren und punkten durch eine
gute elektromagnetische Verträglichkeit.
Die Neigung der Fahrzeugachse und
des Auslegers von Hebezeugen wird
von den hochpräzisen Neigungssensoren GIB, GIG und GIT gemessen. Sie
nutzen die MEMS-Technologie, sind
einfach oder redundant aufgebaut und
verfügen sowohl über analoge als
auch digitale Ausgänge.
Zur Druckmessung hat GEFRAN die
SIL-zertifizierten Druckmessumformern
der KH-Serie im Programm. Die
­kompakten, vibrationsfesten Sensoren
halten hohen Druck- und Temperaturspitzen stand und sind dank spezieller
Steckverbinder kompatibel mit den
Industriestandards des Automobil­
sektors.
Abgerundet wird das Sensorangebot
für die Mobilhydraulik durch die
­robusten, zuverlässigen Kraftmess­
dosen der Serien SL und TH.
GEFRAN Deutschland GmbH
Phillip-Reis-Straße 9a
63500 Seligenstadt
Tel +49 6182 809-0
Fax +49 6182 809-222
[email protected]
www.gefran.de
FIRMENPROFIL
ten Schritt zeigt Ethernet jetzt sein Potenzial für einen Einsatz als Backbone-­
Kommunikationssystem im gesamten
Fahrzeug. Dazu gehören auch sicherheitskritische Anwendungen wie pilotiertes oder autonomes Fahren – ein
bedeutender Trend in der heutigen Automobilbranche. Für diese anspruchsvollen Echtzeitanwendungen ist eine
garantierte Übertragungslatenz unabdingbare Voraussetzung. Während reguläres Ethernet bestenfalls Quality-of-­
Service (QoS) für die Priorisierung von
Datenverkehr bereitstellen kann, erfordern sicherheitskritische Anwendungen verlässliche Garantien, dass sensible Nachrichten fristgerecht über das
Netzwerk übertragen werden. Als
­Reaktion auf diese Anforderung wurde
2012 die Time-Sensitive Networking
(TSN)-Task Group innerhalb der
IEEE 802.1 gebildet. Die neue Generation der Ethernet-basierten, in das
Fahrzeug integrierten Kommunikation,
die durch Audio-Video Bridging (AVB)
entstanden ist, wird jetzt in der
IEEE 802.1 zu vollständig deterministischen Ethernet-Standards weiterentwickelt (Bild 1).
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SAFET Y
Integration von Ethernet in mobilen Maschinen – von der Verwendung als High-Speed-Schnittstelle für Software-­
Download zur Nutzung von deterministischem Ethernet als Backbone-Netzwerk. (© TTControl)
die Maschinengeschwindigkeit für den
Arbeitsprozess zu optimieren.
Generell gesagt müssen Daten für
die gemeinsame Nutzung einerseits in
Echtzeit von Maschie zu Maschine und
andererseits zwischen Maschinen und
IT-System des Unternehmens übertragen werden können, um Analysen und
Optimierungen zu ermöglichen. Dies
wird als Konvergenz (Zusammenführung) von OT (Operativer Technologie)
und IT (Informationstechnologie) beschrieben. Voraussetzung für diese
Konvergenz ist ein offenes Netzwerk
mit einem übergreifenden Standard.
Allerdings gibt es strikte Anforderungen für Echtzeitkommunikation, die
Ethernet in seiner etablierten Form
nicht erfüllen kann.
Die fehlenden Merkmale erhält
Ethernet mit der Time-Sensitive
Networking (TSN)-Erweiterung für
­
IEEE 802. Geringe Latenz und eine
Garantie sogar für den kritischsten
­
Steuerungsverkehr bedeutet, dass alle
Systeme ein gemeinsames Kommunikationsnetzwerk verwenden können.
Wenn sensible und nicht sensible Anwendungen die gleiche Kommunikati-
onsinfrastruktur gefahrlos und sicher
teilen können, erfolgt die Zusammenführung von OT und IT und der Datenzugang wird erheblich verbessert. Dies
ermöglicht nicht nur neue Geschäftsmodelle, sondern senkt auch die Standzeiten, vereinfacht die Systemintegra­
tion und reduziert die Wartungskosten.
Wird Ethernet CAN ersetzen? CAN
ist ein bewährter Standard für die Vernetzung von Steuerungseinheiten in
verteilten Steuerungssystemen mobiler Maschinen und wird auch in naher
Zukunft eine der wichtigsten Technologien für Konnektivität bleiben. Nichtsdestotrotz werden in modernen Systemen andere Kommunikationstechnologien allmählich die CAN-Konnektivität
zwischen elektronischen Steuerungsgeräten unterstützen und ergänzen.
Ethernet ist eine gute Wahl, weil:
WW In Bezug auf Debugging, Down­
loaden, Protokollieren und eine
Vielzahl unterstützender Aktivitäten
kann die bei einer Ethernet-Verbindung verfügbare Bandbreite die
Zykluszeit für Entwicklung, Produktion und Wartung drastisch redu­
zieren.
WW Visualisierung, Prozessüberwachung oder Videostreaming werden
häufig im Betriebsmodus eines
Systems benötigt und erfordern
eine höhere Bandbreite, Beispiel:
Rückfahrkameras in Fahrzeugen.
WW Physical-Layer-Technologien im
Automobilbereich wie beispiels­
weise BroadR-Reach kombinieren
die Vorteile einer einfachen und
kostengünstigen Verkabelung für
CAN mit der Highspeed-Datenkommunikation des Ethernets.
WW Der Bedarf an deterministischer
Echtzeitkommunikation kann durch
den Ethernet-Standard TSN
(Time-Sensitive-Networking) erfüllt
werden.
WW Ethernet-Konnektivität vereinfacht
die Integration von Maschinen mit
dem Internet der Dinge (IoT). W (oe)
j
TTControl GmbH
www.ttcontrol.com
Marc Weissengruber ist Product Marketing
Manager bei TTControl.
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Inter Control
Seit über 30 Jahren entwickelt und
­produziert Inter Control Steuerungen, I/O-Erweiterungen und Displays, speziell für raue Einsatzbereiche. In Kranen, ­Hubarbeitsbühnen,
Hafenfahrzeugen, Bergbaumaschinen und bei verschiedensten Baufahrzeugen leistet die Automatisierungstechnik von Inter Control tagtäglich zuverlässig ihre Dienste.
Die Verwendung offener Standards
wie IEC 61131-3 auf Basis von
CODESYS V3, CANopen, CANopen-­
Safety, SAE J1939, Ethernet und
USB ist dabei selbstverständlich.
Eigene Spezialisten unterstützen
­unsere Kunden bei der Automa­
tisierung ihrer Maschinen.
Unsere Reihe TÜV-zertifizierter
­Sicherheitssteuerungen rmöglicht
die Realisierung von sicherheits­
gerichteten Funktionen bis zum PLd
gemäß EN ISO 13849, im Bedarfsfall
mit Unterstützung durch unsere geprüften Functional Safet­y Engineers.
Inter Control
Hermann Köhler Elektrik GmbH
& Co. KG
Tel.: +49 911 9522-5
Fax: +49 911 9522-875
[email protected]
www.intercontrol.de
FIRMENPROFIL
SAFET Y
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SAFET Y
Sichere Elektro-Antriebe mit hoher
Effizienz und Lebensdauer
Mit steigenden Anforderungen bezüglich höherer Effizienz, Robustheit und
Langlebigkeit schreitet die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen, Bau- und
Landmaschinen voran. Der Übergang geht mit dem Ersatz mechanischer bzw.
hydraulischer Komponenten durch elektrische und elektronische Lösungen einher.
Robuste, langlebige Leistungsmodule und rechenstarke Mikrocontroller mit
Safety-Funktionalität schaffen die Voraussetzung für diesen Paradigmenwechsel.
N
utzfahrzeuge wie Lkw
oder Busse stellen spezielle Anforderungen an die
für die Elektrifizierung erforderliche Leistungselektronik, insbesondere im Hinblick auf Vibrationen und kompakte Designs mit
hoher Lebensdauer. Vor diesem
Hintergrund wurden die für indus­
trielle Applikationen entwickelten
Leistungsmodule EconoDUAL 3
hinsichtlich höherer Belastbarkeit
überarbeitet. Dabei sind umfassende Veränderungen eingeflossen, die die mechanische Robustheit, die thermische Kopplung und
die elektrischen Eigenschaften
verbessern.
Vibrations­festigkeit und
Bonding
Bild 1 zeigt die vier wesentlichen Verbesserungen. Der Wechsel von eingesteckten Lastanschlüssen hin zu nun
eingespritzten Terminals (Bild 1 A) erhöht die Vibrationsfestigkeit. Mikrobewegungen der Terminals früherer Generationen konnten hier zu zusätzlicher
mechanischer Belastung der Bondverbindungen zwischen Terminal und
DCB führen. Die neue System-Bondung ist sowohl thermisch als auch
elektrisch wirksam. Statt wie bisher
mit Aluminiumdraht, erfolgte hier die
Verwendung
von
Kupfermaterial
(Bild 1 B). Die höhere spezifische Leitfä-
Bild 1: Innovationen in einem
Leistungshalbleitermodul, die
die Lebensdauer erhöhen; hier
gezeigt ist das EconoDUAL-3-Modul für 600 A/1200 V.
(© Infineon Technologies)
higkeit ermöglicht es, den höheren
Modulstrom zu transportieren, ohne
die Anzahl der Bonddrähte zu erhöhen.
Geringere Ohmsche Verluste an den
Kupferdrähten führen darüber hinaus
zu geringeren Temperaturen.
Hohe Temperaturhübe als auch
mechanische Belastung können zur
­
Zerrüttung der Lötverbindung führen –
mit sogenannten kalten Lötstellen. Die
neu eingeführten PressFIT-Kontakte
(Bild 1 C) gehen mit dem Platinenmaterial eine um den Faktor
100 zuverlässigere Verbindung
als eine vergleichbare Löt- oder
Federkontaktstelle ein.
Eine weitere thermische Verbesserung besteht in der ab
Werk aufgetragenen Schicht
(Bild 1 D), die nach der Montage
des Moduls die thermische Anbindung an den Kühlkörper bewerkstelligt. Das speziell für diese Art Module entwickelte thermische Interface-­Material (TIM)
besteht aus einer phasen-wechselnden Träger­matrix, auf der ein
thermisch aktiver Füllstoff aufliegt. In ausgiebigen Test­
reihen
hat sich das Material als thermisch herausragend und mechanisch belastbar dargestellt.
Langlebigkeit
Um die langen Betriebszeiten in
CAV-Anwendungen (CAV; Commer­
cial, Construction and Agricultural
­Vehicle) wie etwa Bussen zu gewährleisten, könnte man für Industrie­
anwendungen ausgelegte Leistungsmodule implementieren, die dann aber
deutlich überdimensioniert sein müssten – mit Einschränkungen beim Platzbedarf und den Kosten. Das Problem
lässt sich durch speziell für CAV-Applikationen optimierte PrimePACK-Module lösen. Diese bieten u. a. eine hoch
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Infineon Technologies AG
Infineon entwirft, entwickelt, fertigt
und vertreibt eine Vielzahl an Halblei­
ter- und Systemlösungen. Dabei liegt
der Fokus auf der Automobil- und In­
dustrieelektronik sowie auf mobilen
Geräten und hardwarebasierter Sicher­
heit.
(© Infineon Technologies)
Als weltweit führender Anbieter von
Halbleitern verbindet Infineon unter­
nehmerischen Erfolg mit verantwor­
tungsvollem Handeln. So macht Infi­
neon den Alltag einfacher, sicherer
und umweltfreundlicher. Klein, kaum
wahrnehmbar, sind Halbleiter unver­
zichtbarer Begleiter unseres täglichen
Lebens. Chips von Infineon kommen
zum Einsatz, wo Strom effizient er­
zeugt, übertragen und genutzt wird.
Sie sichern unseren digitalen Daten­
austausch. Sie senken den Schad­
stoffausstoß von Autos und sorgen für
erhöhte Sicherheit im Straßenverkehr.
Zielmärkte und -produkte:
zuverlässige Systemlötung. Gleichzei­
tig wurde durch spezielle interne Struk­
turverbesserungen die Vibrations­
festigkeit auf bis zu 15 g im Frequenz­
bereich von 47 bis 2000 Hz verbessert.
Außerdem widerstehen die Module
mechanischen Schocks mit bis zu 50 g.
Die Verbesserungen bei den Econo­
DUAL 3- und PrimePack-Modulen führ­
ten zu einer deutlichen Erhöhung der
Lebensdauer. Für noch höhere Anfor­
derungen hat Infineon die innovative
.XT-Technologie entwickelt, die nicht
nur die Lebensdauer, sondern auch die
Leistungsdichte erhöht. Dies wurde
möglich durch eine neue interne Ver­
bindungstruktur, mit einer Chip-Tech­
nologie, die für bis zu 175 °C ausgelegt
ist, über Kupfer-Oberflächen verfügt
und für den „Die-Attach“-Prozess kei­
nen Weichlöt-, sondern einen Sinter­
vorgang nutzt. In Summe konnte damit
die Lebensdauer nochmals um den
Faktor 10 erhöht werden.
weise die 32-bit-Mikrocontroller der
AURIX-Familie. Sie erfüllen die Safety-­
Vorgaben gemäß ISO 26262 ASIL-D
ebenso wie z. B. die ISO 25119 für land­
wirtschaftliche Fahrzeuge. Die heutige
Generation der AURIX-Familie TC2xx
ist hoch skalierbar hinsichtlich Speicher
(512 kB bis 8 MB Flash, 48 kB bis
2,7 MB RAM) Rechenleistung (bis zu
drei TriCore-Rechenkerne, 133 bis
300MHz) und Art der Gehäuse.
Die AURIX-Mikrocontroller eignen
sich sehr gut für den Einsatz in ver­
schiedenen Anwendungen, in denen
es auf hohe Rechenleistung in Echtzeit
und auf Funktionale Sicherheit an­
kommt. So lassen sich beispielsweise
Antriebe in Nutzfahrzeugen elektrifi­
zieren und Systeme für das Hydraulik/
Pneumatik-Management realisieren.
Darüber hinaus werden moderne Netz­
werke wie CAN FD, Ethernet oder
Flexray unterstützt. W (oe)
WW Automobilelektronik: Mikrocontrol­
ler, diskrete und integrierte Leis­
tungshalbleiter, Leistungsmodule
für Hybrid- und Elektrofahrzeuge,
Spannungsregler, Sensoren, Tran­
sceiver, Radar-ICs
WW Industrieelektronik: diskrete Leis­
tungshalbleiter, Leistungsmodule,
Leistungs-ICs, Treiber-ICs, Mikro­
controller, LED-Treiber, SiC- und
GaN-Komponenten
WW Informations- und Kommunikations­
technologie: Kleinsignalkomponen­
ten, HF-Antennenschalter, kun­
denspezifische Chips (ASICs),
MEMS-Sensoren, HF-Leistungs­
transistoren
WW Sicherheit: Sicherheitscontroller und
Lösungen für ID- und Smart
Card-Applikationen sowie für neue
Anwendungen wie z.B. embedded
und mobile Anwendungen sowie
Internet der Dinge.
Hohe Sicherheit
Bei der Entwicklung von CAV-Syste­
men sind neben der Langlebigkeit und
Zuverlässigkeit auch die Vorgaben der
Funktionalen Sicherheit einzuhalten.
Um deren Anforderungen zu erfüllen,
müssen die eingesetzten Mikrocontrol­
ler nicht nur eine sehr hohe Echt­
zeit-Rechenleistung aufweisen, son­
dern auch über integrierte Safety-­
Features verfügen – wie beispiels­
j
Infineon Technologies AG
www.infineon.com/cav
Vincent Usseglio ist Distribution Marketing
Manager bei Infineon Technologies mit Fokus
auf den CAV-Markt, Dr. Martin Schulz ist
Manager Application Engineering bei Infineon
Technologies in Warstein, Florian Süßmair
ist Produkt Marketing Manager für Auto­motive Mikrocontroller mit Fokus für CAV-­
Anwendungen im Bereich ADAS, Safety, und
Connectivity.
Infineon Technologies AG
Am Campeon 1–12
D-85579 Neubiberg bei
­München
Tel.: +49 89 234-0
www.infineon.com
FIRMENPROFIL
Bild 2: Sichere Systemlösungen mit AURIX-­
Mikrocontroller und
Safety-Stromversorgung TLS35584.
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SAFET Y
Sicherheitssteuerung mit
reduziertem Implementierungsaufwand
Um den aktuellen Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden, hat Inter Control die
Steuerungsfamilie digsy fusion S entwickelt und vom TÜV-Süd zertifizieren lassen. Sie
ist speziell für raue Einsatzbereiche ausgelegt, wie sie bei Kranen, Hubarbeitsbühnen,
Feuerwehrfahrzeugen und autonom fahrenden Fahrzeugen auftreten. Neben der
­Erfüllung der Sicherheitsanforderungen stehen bei der Steuerungsfamilie digsy fusion S
die Reduzierung des Implementierungsaufwandes und die Flexibilität im Vordergrund.
D
ie Verwendung offener Standards, wie der Pro­
grammiersprache
IEC 61131-3 auf Basis von
CODESYS V3,
CANopen,
CANopenSafety, SAE J1939,
Ethernet und USB ist dabei
selbstverständlich. Im Folgenden wird beschrieben, wie bei
der Steuerungsfamilie digsy fusion S
das geforderte Sicherheitsniveau erreicht und gleichzeitig die speziellen
Anforderungen aus dem Bereich mobiler Maschinen erfüllt werden.
Verfügbarkeit der
Rechenleistung
Um den für mobile Arbeitsmaschinen
typischerweise geforderten Performance Level d (PLd) zu erreichen kann
die Architektur von Mobilsteuerungen
grundsätzlich sowohl der Kategorie 2
als auch der Kategorie 3 gem. der
EN ISO 13849 entsprechen. In Systemen nach Kategorie 2 kommt neben
dem Hauptprozessor ein Überwachungsprozessor als kostengünstige
Testeinheit zum Einsatz. Die in der Kategorie 2 notwendigen umfangreicheren Selbstdiagnosefunktionen beanspruchen allerdings erhebliche Rechenleistung des Hauptprozessors, die
somit nicht mehr der Applikation zur
Verfügung steht. Alternativ kann die
Mobilsteuerungen aber auch als Kate-
Ein weiterer Vorteil dieser Struktur ist, dass
so auch Maschinen
­automatisiert werden
können, für deren Sicherheitsfunktionen explizit Kategorie 3 gefordert wird.
Sicherheitssteuerung digsy
­f usion S mit PLd gem.
EN ISO 13849 für Kat. 2 und Kat. 3.
(© Inter Control)
gorie 3 System mit zwei redundanten
Prozessoren ausgeführt werden, wodurch sich die Belastung durch interne
Tests verringert. Neben den höheren
Kosten ist dabei aber zu berücksichtigen, dass hierfür auch zwei Programme erstellt werden müssen und der
Kreuzvergleich der beiden Prozessoren
zu organisieren ist.
Um dies zu vermeiden, kommt bei
der Steuerungsfamilie digsy fusion S
ein 32-bit Dual-Core Sicherheitsprozessor zum Einsatz, der im Lock-Step-Mode arbeitet. Die Rechenleistung steht
dem Anwender somit nahezu uneingeschränkt zur Verfügung, während der
notwendige Kreuzvergleich direkt auf
dem Prozessor realisiert ist. Darüber
hinaus werden komplexe trigonometrische Berechnungen durch eine redundante FPU ermöglicht.
Reduzierter
Implementierungsaufwand
Bei der Automatisierung von Maschinen unterscheidet man grundsätzlich
in sicherheitsrelevante Funktionen und
nicht sicherheitsrelevante Funktionen,
oft auch Komfortfunktionen genannt.
Sicherheitsrelevante Funktionen unterliegen bei der Programmierung den
Anforderungen des V-Modells mit entsprechendem Dokumentations- und
Testaufwand. Werden nicht sichere
Funktionen auf der gleichen Steuerung
realisiert, unterliegen sie zunächst den
gleichen Anforderungen. Darauf kann
allerdings verzichtet werden, wenn
nachgewiesen wird, dass eine nicht
­sichere Funktion die sicheren Funktionen nicht beeinflusst. Die digsy fusion
S unterstützt genau dies durch die
Möglichkeit zwei Programme in einer
Steuerung parallel zu verarbeiten. Dabei ist das erste Programm (sicheres
Programm) für die sicheren Funktionen
verantwortlich, während das zweite
Programm (Standardprogramm) beispielsweise Komfortfunktionen abar-
SAFET Y
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Bild 1: Sicherheitsarchitekturen. (© Inter Control).
beitet. Es ist sichergestellt, dass das
Standardprogramm rückwirkungsfrei
arbeitet und somit das sichere Programm nicht beeinflusst.
Somit reduziert sich der Aufwand
für die Programmierung der nicht
­sicheren Funktionen erheblich.
Mit der CODESYS Version 3.5 SIL2
steht dem Programmierer dabei eine
leistungsfähige
Programmierumgebung zur Verfügung. Sowohl das sichere Programm, als auch das Standardprogramm werden dabei durchgängig
mit der gleichen Programmierumgebung erstellt. Gleiches gilt natürlich
auch für spätere Anpassungen. Änderungen an nicht sicheren / Komfortfunktionen die im Standardprogramm
realisiert wurden, können schnell und
ohne umfassende Sicherheitsanalyse
durchgeführt werden.
ren soll sich in erster Linie nach deren
Eignung und den Sicherheitsanforderungen richten und nicht nach der Frage, wie diese mit der Steuerung zu verbinden sind.
Bei der digsy fusion S stehen für die
Anbindung funktional sicherer Sensoren daher grundsätzlich drei Wege zur
Verfügung:
WW Anbindung über CANopen Safety
als sicheren Feldbus,
WW Zweikanalige Anbindung über
­digitale oder analoge Eingänge,
WW Einkanalige Anbindung über digitale
oder analoge Eingänge mit interner
Diagnose.
Die Mobilsteuerung ist somit sowohl in
Kategorie 3, Kategorie 2 und wenn gefordert, auch in gemischten Architekturen einsetzbar.
Modularität
Ethernet- Kommunikation
und Filesystem
Um den steigernden Anforderungen an
die Datenspeicherung und den Datenaustausch gerecht zu werden, verfügt
die Steuerungsfamilie digsy fusion S
über ein Filesystem. Auf diesem können von der Maschine generierte Daten (Maschinenzustände, Prozessdaten, Ertragsdaten, etc.) gespeichert
werden. Des Weiteren lassen sich dort
umfangreiche Daten zum optimierten
Maschineneinsatz (z. B. Lastmomenttabellen, Streu- und Spritzkarten, Geometriedaten) ablegen. Das Ein- und
Auslesen dieser Daten erfolgt zeitgemäß über Ethernet.
Vielzahl von sicheren
Sensorschnittstellen
Die Ausführung der Steuerung gibt
aber nicht zwangsläufig die Architektur
des Gesamtsystems vor. Ein wesent­
liches Element bei der Konzeption der
Systemarchitektur ist die Anbindung
der Sensorik. Die Auswahl der Senso-
Während skalierbare Steuerungen in
der Fabrikautomation üblich sind, erfordert die Skalierbarkeit bei Mobilsteuerungen besondere Maßnahmen, um
z. B. die Dichtigkeit gegen Wasser und
Staub zu gewährleisten. Die Skalierbarkeit ist aber auch hier notwendig, da
nur so ein breites Spektrum von Maschinentypen und -serien mit einem
einzigen
Steuerungssystem
wirtschaftlich abgedeckt werden kann.
Eine modulare Sicherheitssteuerung
wie die digsy fusion S erlaubt dabei
eine Skalierung der Ein- und Ausgänge
von 48 auf bis zu 240 I/Os, abgestimmt
auf den jeweiligen Maschinentyp.
Wesentlich ist, dass die Erweiterbarkeit auch sichere Ein- und Ausgänge umfasst, da bei Einsatz redundanter
Sensorik der Bedarf an sicheren Eingängen entsprechend steigt.
Erhöhte Verfügbarkeit
Die Überwachung der Funktionen einer mobilen Maschine auf gefährliche
Zustände ist eine der Kernaufgaben
von Sicherheitssteuerungen. Wird ein
gefährlicher Zustand erkannt, bringt
die Steuerung die Maschine in einen
­sicheren Zustand. Dies geschieht beispielsweise über das Aktivieren eines
zweiten Abschaltpfades, der in Reihe
zu den Ausgängen geschaltet ist und
deren Spannungsversorgung unterbricht. Abhängig davon, bei welcher
Komponente ein gefährlicher Fehler
auftritt und mit welcher Funktion diese
in Verbindung steht, kann es notwendig werden, das gesamte System in
den sicheren Zustand zu versetzen.
Aber nicht alle Fehler müssen zu einem vollständigen Abschalten führen.
Die Sicherheitsanalyse kann ergeben,
dass ein Fehler in einer Funktionsgruppe nicht automatisch zum Abschalten
anderer Funktionen führen muss. In
diesem Fall kann es hilfreich sein, die
anderen Funktionen weiter zu nutzen,
z. B. um einen Auftrag abzuschließen
oder die Maschine zu bergen. Aus diesem Grund ist bei der digsy fusion S
die Abschaltung in mehrere Gruppen
aufgeteilt. So wird es dem Anwender
ermöglicht, nur die Gruppe von Ausgängen abzuschalten, die mit dem gefährlichen Zustand in Verbindung steht.
Zusammenfassung
Die steigenden funktionalen Anforderungen an mobile Maschinen und die
gleichzeitige Notwendigkeit, die einschlägigen Sicherheitsstandards zu erfüllen stellen eine Herausforderung
dar. Eine moderne Sicherheitssteuerung wie die digsy fusion S unterstützt
mit Ihrer Funktionalität die Erfüllung
beider Ziele. W (oe)
j
Inter Control Hermann Köhler
Elektrik GmbH & Co. KG
www.intercontrol.de
Bearbeitet nach Unterlagen der Inter Control,
D-90411 Nürnberg.
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SAFET Y
Mobil − sicher − vernetzt
Das Fahrzeug wird ein Bestandteil in einem größeren Netz von miteinander
verbundenen Systemen, wodurch die Möglichkeiten für kriminelle
Eingriffe exponenziell ansteigen. Folglich müssen Schwachstellen in den
Datenströmen und der Systemkommunikation so früh wie möglich
erkannt und behoben bzw. verhindert werden.
A
uch wenn man
es auf den ers­
ten Blick nicht
immer erkennen kann,
so hat der Zukunfts­
wandel auf der Straße
bereits
angefangen.
Wir leben in einer
vernetzten Welt und
­
werden von jetzt an
stets mit dem Internet
verbunden sein. Das
weckt die gleiche Er­
wartungshaltung für die
Fahrzeuge der Zukunft,
die uns oder unsere
Güter von A nach B
bringen.
Gleichzeitig
werden diese Fahrzeu­
ge durch die wachsen­
de Automatisierung viel eigenständiger
und weniger kontrollierbar durch den
Nutzer. Größerer Fahrkomfort, bei dem
der Fahrer immer weiter von seinen ur­
sprünglichen Lenkungsaufgaben ent­
bunden wird, und eine effektivere Zeit­
nutzung sind die Folge.
Die fortschreitende Entwicklung
birgt unzählige neue Chancen und An­
wendungsfälle, aber auch neue Gefah­
ren und Möglichkeiten für den Miss­
brauch. Zudem verlagert sich die Ver­
antwortlichkeit für das Verkehrs­
geschehen immer weiter vom Fahrer
zu Systemherstellern.
Beim vernetzten Fahrzeug müssen
alle Informationen in Echtzeit über das
Internet verfügbar sein, damit das „In­
ternet of Things“ Wirklichkeit wird.
Fahrzeuge sind nicht länger isolierte
Objekte, sondern werden in Datenströ­
me eingebunden, mit virtuellen Instan­
zen auf verschiedenen Systemen, die
Bild 1: Datenströme
im vernetzten Fahrzeug.
diesen entsprechen. In Bild 1 werden
diese Datenströme skizziert.
Das Fahrzeug wird ein Bestandteil in
einem größeren Netz von miteinander
verbundenen Systemen, wodurch die
Möglichkeiten für kriminelle Eingriffe
exponenziell ansteigen. Folglich müs­
sen Schwachstellen in den Datenströ­
men und der Systemkommunikation
so früh wie möglich erkannt und beho­
ben bzw. verhindert werden. Eine Ein­
schränkung der Vernetzung stellt keine
Lösung dar, denn die aus der Vernet­
zung entstehenden Vorteile sind zu
groß und letztendlich ein klarer Wett­
bewerbsvorteil.
Zukünftig wird auch vermehrt
Fremdsoftware von Drittanbietern ver­
wendet werden, wie es sich heute
schon im Infotainment abzeichnet.
„Apps“ werden über mobile Geräte
mit dem Internet, aber auch mit dem
Fahrzeug interagieren. Daher muss
(© ServiceXpert)
verhindert werden, dass diese in
schädlicher Weise auf die Fahrzeug­
elektronik zugreifen können.
Gefahr für die
Funktionale Sicherheit
Viele Angriffe auf Systeme sollen
Sicherheitslücken und vor allem die
­
Schwächen der Hersteller und Anwen­
der aufdecken. Aber nicht alle Angrei­
fer haben so hehre Ziele. Die durch den
Ausfall gehackter Systeme entstehen­
den Schäden und damit verbundenen
Kosten werden erheblich wachsen.
Gleichzeitig entstehen zusätzliche
Gefahrenquellen für die Funktionale
­
­Sicherheit, das heißt, es kann zu Fehl­
funktionen kommen, durch die auch
Menschen geschädigt werden.
SAFET Y
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M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
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65
Die ServiceXpert Gesellschaft für
­Service-Informationssysteme mbH ist
das System- und Softwarehaus für
führende Nutzfahrzeughersteller
­sowie deren Zulieferindustrie in
Deutschland und Europa.
Seit vielen Jahren ist die ServiceXpert
etablierter Engineering-Partner für die
Elektrik-/Elektronik-Entwicklung im
Fahrzeug. Funktions- und Soft­
ware-Entwicklung sowie Test und
­Integration bis ins Gesamtfahrzeug
sind Kern der Aktivitäten des Unter­
nehmens.
Bild 2: Angriffspunkte und -szenarien im Fahrzeug.
Durch aktuelle Beispiele steht un­
weigerlich die Frage im Raum, wozu
ein Angreifer im Stande sein wird, der
sich in Zukunft beispielsweise über
eine Ferndiagnoseschnittstelle Zugriff
auf ein Fahrzeug verschafft. In derzei­
tigen Presseberichten über Eingriffe
und erfolgreiche Manipulationen wer­
den beispielsweise das Infotainment
und die Diagnoseschnittstelle als kriti­
sche Schnittstellen benannt. Die Da­
tenflüsse im Fahrzeug bieten eine Viel­
zahl von Angriffspunkten, die zur Mani­
pulation und zum Missbrauch dieser
Daten dienen können, wie in Bild 2 ver­
einfacht dargestellt.
Sicherheitskultur schaffen
Um in Zukunft Fahrzeugelektronik ge­
gen externe Zugriffe absichern zu kön­
nen, müssen die an der Entwicklung
beteiligten Firmen und Dienstleister
eine hinreichende Sicherheitskultur
schaffen, die den Schutz des Fahr­
zeugs, sowohl des physikalisch
vorhandenen, als auch der verteilen
­
Daten, über den ganzen Lebenszyklus
sicherstellt. Eine rein technologische
Lösung führt nicht zum Ziel. Stattdes­
sen ist eine Änderungen in der
­Arbeitsweise zielführend, denn Anfor­
derungen können nur durch ein funktio­
nierendes Anforderungsmanagement
verbessert werden, welches die Secu­
rity komplett mitbetrachtet. Security-­
Aspekte müssen ähnlich, wie es heut­
zutage schon für die Funktionale
­Sicherheit angedacht ist, durchgängig
berücksichtigt werden. Beginnend mit
der Entwicklung und Absicherung,
über die Produktion bis zum Betrieb
(© ServiceXpert)
des Fahrzeugs und wahrscheinlich
auch darüber hinaus, wenn man bei­
spielsweise an personenbezogene Da­
ten oder Betriebsgeheimnisse denkt.
Zu Beginn der Fahrzeugentwicklung
stehen eine Analyse der potenziellen
Angriffsszenarien und eine Risiko­
abschätzung. Diese muss künftig, über
die isolierte Betrachtung des Fahr­
zeugs hinaus, für die ganze Kette, über
welche Fahrzeugdaten in der Zukunft
ausgetauscht werden, erfolgen.
Ein prozessorientiertes und modula­
risierendes Vorgehen ist notwendig,
um der Komplexität Herr werden zu
können. Dabei müssen Hersteller und
Zulieferer eine übergreifende Sicher­
heits- und Qualitätskultur und einen Si­
cherheitsprozess, der von allen Stake­
holdern gelebt wird, etablieren.
ServiceXpert
Gesellschaft
für­
Service-Informationssysteme
mbH
unter­
­
stützt als externer Dienstleister
und als Entwicklungspartner durch
eine unternehmensneutrale Prozess­
betrachtung, angefangen mit einer
Ist-Analyse und der Erstellung einer
Roadmap, bis zu einer vollständigen
Prozessberatung. Dabei fließen so­
wohl fundiertes Know-How, als auch
die Leidenschaft für das Produkt in die
Arbeit der Mitarbeiter von ServiceX­
pert mit ein, um Fahrzeug sicherer zu
machen. W (oe)
j
ServiceXpert GmbH
www.servicexpert.de
Alexander Levin ist Senior
Consultant des ServiceXpert
Diagnose Centers DiC in
­Hamburg.
Mit ihrem spezifischen Know-how
­entwickeln die Fachleute der
­ServiceXpert innovative Lösungen.
Im unternehmenseigenen DiagnoseCenter DiC erarbeiten die Fachleute
der ServiceXpert durchgängige
Diagnoselösungen von der Entwick­
lung bis in den After Sales Service.
ServiceXpert unterstützt ihre Kunden
zudem bei der Planung, Realisierung
und dem Betrieb von Informationssys­
temen über den Produktlebenszyklus.
Für die Betreuung im After Sales
Service entwickelt das Unternehmen
modulare IT Lösungen.
Als Unternehmen der ESG-Gruppe
und Teil der ESG Automotive Division
haben die Ingenieure der ServiceXpert
Zugriff auf branchenübergreifende
Technologien der Gruppe.
ServiceXpert GmbH
Frankfurter Ring 211
D- 80807 München
Tel.: +49 89 244 42 09-0
Fax: +49 89 244 42 09-99
[email protected]
www.servicexpert.de
FIRMENPROFIL
ServiceXpert GmbH
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SAFET Y
Funktionale Sicherheit
bei Nutzfahrzeugen
In eingebetteten Systemen wird immer mehr sicherheitskritische Funktionalität
durch Software realisiert. Dieser Trend ist auch im Bereich von Nutzfahrzeugen
und Maschinenbau zu beobachten. Mit den Werkzeugen von AbsInt können alle
­potenziellen Laufzeitfehler und Datenwettläufe in C-Programmen erkannt werden.
Es ermöglicht damit den sicheren Nachweis dieser Software-Fehlern.
B
ei der Entwicklung sicherheitskritischer Software müssen in
der Regel Codier-Richtlinien eingehalten werden, wie z. B. MISRA C im
Automobilbereich. Zudem muss nachgewiesen werden, dass die funktionalen Anforderungen erfüllt sind und keine kritischen nicht-funktionalen Fehler
auftreten können. Typische Beispiele
nicht-funktionaler Fehler sind Stack­
Überläufe, Laufzeitfehler wie Division
durch 0, Pufferüberläufe, Datenwettläufe und Verletzungen von Zeitschranken.
Diese Anforderungen sind allen aktuellen Sicherheitsnormen gemeinsam, darunter ISO 25119, IEC 61508, DO 178B/C,
ISO 26262 und EN 50128. Die Folgen
nicht-funktionaler Fehler können schwerwiegend sein – Beispiele sind die Explosion der Ariane 5 im Jahr 1996 [1] und
die unbeabsichtigte ­
Beschleunigung
des Toyota Camry 2005 [2].
Statische Analysatoren
In den letzten Jahren haben sich statische Analysatoren auf Basis der Ab­
strakten Interpretation zum Stand der
Technik bei der Verifikation nicht-funktionaler Eigenschaften entwickelt. Bei
einer statischen Analyse werden Programmeigenschaften berechnet, ohne
das untersuchte Programm dafür ausführen zu müssen. Die Abstrakte Interpretation ist eine semantikbasierte Methodik für sichere statische Programm­
analysen. Sie ermöglicht eine volle
Kontroll- und Datenabdeckung und
Aufrufgraph mit
kritischem Pfad in
Stack­A nalyzer.
(© AbsInt)
kann somit garantieren, dass alle Vorkommen von Fehlern aus den betrachteten Fehlerklassen gefunden werden.
Gleichzeitig kann der Testaufwand reduziert werden. Statische Analysen
können durchgängig in den Entwicklungsprozess integriert werden – beispielsweise durch Kopplung mit modellbasierten Code-Erzeugern und Automatisierungs-Frameworks wie Jenkins – und sie ermöglichen es, Fehler
in frühen Entwicklungsphasen zu ent­
decken. Moderne statische Analysatoren skalieren gut und erlauben die Analyse vollständiger sicherheitskritischer
Industrieanwendungen. Beispiele für
­
statische Analysatoren auf Basis der
Abstrakten Interpretation sind Software-Werkzeuge zum Nachweis der
maximalen Ausführungszeit und des
maximalen Stackverbrauchs von Tasks
sowie zum Ausschluss des Auftretens
von Laufzeitfehlern und Datenwett­
läufen.
Stack-Überläufe
Stack-Überläufe können schwerwiegende Fehler verursachen, die zu fehlerhaften Programmausführungen oder zu
Abstürzen führen können. Sie können
die Datenintegrität zerstören und damit
SAFET Y
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67
AbsInt liefert Werkzeuge zur Validierung, Verifikation, Optimierung und
Zertifizierung von sicherheitskritischer
Software.
Kontrollflussgraph
mit kritischem Pfad
in aiT.
Die Kernprodukte sind aiT WCET
­Analyzer zur Berechnung von Laufzeitgarantien, StackAnalyzer zum Nachweis der Abwesenheit von Stacküberläufen und Astrée zum Nachweis der
Abwesenheit von Laufzeitfehlern und
Datenwettläufen. Jedes von ihnen
kann automatisch gemäß aktueller
­Sicherheitsstandards qualifiziert werden.
(© AbsInt)
unerwünschte Interferenzen zwischen
Software-Komponenten verursachen.
Das Tool StackAnalyzer [3] von AbsInt
berechnet, wie die Stack-­Höhe entlang
der verschiedenen Kon­
trollpfade zuund abnimmt. Diese Information wird
dazu verwendet, den maximalen
Stack-Verbrauch einer Task zu berechnen. Damit lässt sich die Abwesenheit
von Stack-Überläufen ­beweisen.
Maximale Ausführungszeit
In Echtzeitsystemen müssen Tasks
­innerhalb vorgegebener Deadlines terminieren. Aufgrund von Architektureigenschaften moderner Hardware und
moderner Software stellt die Bestimmung der maximalen Ausführungszeit
ein schwieriges Problem dar. aiT [4] ist
ein statischer Analysator auf Basis der
Abstrakten Interpretation, der eine
­sichere Approximation aller möglichen
Cache- und Pipelinezustände für alle
Programmpunkte und jede beliebige
Eingabe bestimmt und daraus eine garantierte obere Schranke der maximalen Ausführungszeit und den zugehörigen Ausführungspfad berechnet.
Laufzeitfehler
Eine weitere Klasse kritischer Fehler
sind die sogenannten Laufzeitfehler,
z. B. arithmetische Überläufe, Puffer­
überläufe und Datenwettläufe bei nebenläufiger Ausführung. Sie können
die Datenintegrität zerstören, völlig falsche Systemreaktionen verursachen
und zu einem Softwareabsturz führen.
Astrée [5] entdeckt alle potenziellen
Laufzeitfehler und Datenwettläufe in
C-Programmen und ermöglicht damit
den sicheren Nachweis der Abwesenheit solcher Fehler. Astrée kann auch
Codierrichtlinien prüfen, z. B. MISRA-C,
SEI CERT C und CWE
Fazit
Abstrakte Interpretation ist als formale
Verifikationsmethode anerkannt und
liefert sichere Ergebnisse. Für aiT,
­StackAnalyzer und Astrée stehen zudem Qualification Support Kits zur Verfügung. Sie dienen dem Nachweis,
dass das Tool im operationalen Kontext
des Benutzers korrekt funktioniert und
ermöglichen eine automatische Tool-­
­
Qualifizierung nach allen gängigen
­Sicherheitsnormen bis zu den höchsten Sicherheitsstufen. W (oe)
Zu Beginn des Jahres 2015 hat AbsInt
zwei neue Produktlinien eingeführt:
TimingProfiler berechnet Abschätzungen der Programmausführungszeit,
ohne Testeingaben zu erwarten, Tests
auszuführen oder Laufzeitmessungen
vorzunehmen. Er ist perfekt zur entwicklungsbegleitenden Überprüfung
des Zeitverhaltens geeignet, auch innerhalb modellbasierter Entwicklungsumgebungen.
CompCert ist ein formal verifizierter
optimierender C-Compiler. Er bietet
einen nie zuvor gekannten Vertrauensgrad in die Korrektheit des Compilevorgangs und hilft Anwendern, die
höchsten Software-Sicherheitsstandards zu erfüllen.
Literatur
[1] U.S. J. Lions et al. ARIANE 5, Flight 501
Failure. Report by the Inquiry Board, 1996.
[2] Michael Barr. Bookout v. Toyota, 2005
Camry software Analysis by Michael Barr,
http://www.safetyresearch.net/­Library/
BarrSlides_FINAL_SCRUBBED.pdf
[3] AbsInt GmbH. StackAnalyzer Webseite.
http://www.absint.com/stackanalyzer
[4] AbsInt GmbH. aiT Webseite.
http://www.absint.com/ait.
[5] AbsInt GmbH. Astrée Webseite.
http://www.astree.de
j
AbsInt GmbH
www.absint.com
Nach Unterlagen der AbsInt GmbH,
D-66123 Saarbrücken.
AbsInt Angewandte
Informatik GmbH
Science Park 1
D - 66123 Saarbrücken
Tel.: +49 681 383 600
Fax: +49 681 383 60 20
[email protected]
www.AbsInt.com
FIRMENPROFIL
AbsInt Angewandte
Informatik GmbH
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Mobile Automation
IMPRESSUM
Redaktion
Dipl.-Ing. (FH) Klaus Oertel (verantwortlich),
Tel.: +49 89 99830-425,
E-Mail: [email protected]
Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Goroncy (freier Journalist),
Kreuzäckerstraße 17, D-74354 Besigheim,
Tel.: +49 7143 59497, Fax +49 7143 585186,
E-Mail: [email protected]
Susanne Hartenstein (Redaktionsassistenz)
Tel.: +49 89 99830-594,
E-Mail: [email protected]
Verlag
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SAFET Y
Stoßresistente
Ethernet-Kamera
Orlaco stellt eine für extreme Bedingungen ausgelegte Ethernet-Kamera vor, die für Lkw, Hebekrane,
schwere (Berg-)Baumaschinen und halbautoma­
tische oder per Fernbedienung gesteuerte F
­ ahrzeuge
geeignet ist.
Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG,
Kolbergerstraße 22, D-81679 München
oder Postfach 860420, D-81631 München,
Tel.: +49 89 99830-0, Fax +49 89 984809,
www.hanser.de
ISSN 1860-5699
Geschäftsführung
Wolfgang Beisler, Stephan D. Joß, Jo Lendle
Anzeigenleitung
Annemarie Scharl-Send (verantwortlich),
Tel.: +49 8144 99695-12,
Fax +49 8144 99695-14,
Kirchfeldstr. 9, 82284 Grafrath,
[email protected]
Layout und Herstellung
Thomas West, Tel.: +49 89 99830-422,
E-Mail: [email protected]
Karen Jens, Tel.: +49 89 99830-120
E-Mail: [email protected]
Herstellungsleitung: Hadrian Zett,
Tel.: +49 89 99830-420
Druck und Bindearbeiten
Firmengruppe APPL, sellier druck
Angerstraße 54, 85354 Freising
Printed in Germany
Die EMOS ist stoß- und
­v ibrationsresistent und hält
Temperaturen zwischen -40
und +85 ºC aus. (© Orlaco B.V.)
Auflagenmeldung
Mitglied der Informationsgemeinschaft zur Feststellung
der Verbreitung von Werbeträgern e. V., Berlin
Urheber- und Verlagsrecht
Die Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen einzelnen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt.
Mit Annahme des Manuskripts gehen das Recht der Veröffentlichung sowie die Rechte zur Übersetzung, zur Vergabe von Nachdruckrechten, zur elektronischen Speicherung in Datenbanken, zur Herstellung von
Sonderdrucken, Fotokopien und Mikrokopien an den Verlag über. In der unaufgeforderten Zusendung von Beiträgen und Informationen an den Carl Hanser Verlag liegt
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einzustellen, die vom Carl Hanser Verlag oder von mit
diesem kooperierenden Dritten geführt werden. Die
Rechte für die Nutzung von Artikeln für elektronische
Pressespiegel erhalten Sie über
die PMG Presse-Monitor GmbH,
Tel.: +49 30 28493-0 oder www.presse-monitor.de.
Gebrauchsnamen
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen,
Warenbezeichnungen und dgl. in dieser Zeitschrift
­berechtigt nicht zu der Annahme, dass solche Namen
ohne weiteres von jedermann benutzt werden dürfen.
Oft handelt es sich um gesetzlich geschützte, eingetragene Warenzeichen, auch wenn sie nicht als solche
­gekennzeichnet sind.
© Carl Hanser Verlag München 2016
W
eltweit werden immer mehr
Fahrzeuge mit einem Ethernet-Interface ausgerüstet.
Mit der neu vorgestellten Ethernet-Kamera stellt sich Orlaco auf diese Entwicklung ein. Die Kamera fällt durch
ihre kompakten Maße (55 x 60 x
24 mm), das geringe Gewicht (150 g)
und den geringen Stromverbrauch
(<2 W) auf. Die EMOS ist mit Objektiven von 180°, 120° und 90° lieferbar.
Eine 60°- und 30°-Variante werden
noch im Laufe dieses Jahres auf den
Markt kommen.
Geringe Latenz
Die Kamera ist innerhalb von zwei Sekunden vollständig betriebsbereit. Das
Besondere an der EMOS ist, dass sie
ihr Bild fast in Echtzeit an den Monitor
weiterleitet, wozu bisher keine andere
Ethernet-Kamera in der Lage ist. Die
maximale Latenz der Kamera beträgt
48 ms bei 30 Bildern/s und 31 ms bei
60 Bildern/s. In Kombination mit einer
gängigen Hardware-Plattform wie
IMX6 oder ARM beträgt die Gesamt­
latenz der Kamera-/Monitorlösung weniger als 100 ms.
Hohe Bildqualität
Die EMOS enthält integrierte Korrekturfunktionen wie einen automatischen Weißabgleich, fotometrische
und geometrische Linsenkorrekturen
und gespiegelte und um 180° gedrehte
Bilder. So kann der Nutzer sicher sein,
ein gestochen scharfes Bild mit einem
maximalen Output der Kamera von
60 FPS bei 720p SDR bis 43 FPS bei
960p HDR zu erhalten. Dank der Licht­
sensitivität von 0,05 Lux des Sensors
SAFET Y
Die EMOS wurde so konstruiert, dass
sie ihre Leistung auch unter extremen
Bedingungen erbringt. Die Kamera ist
stoßresistent (50g), vibrationsresistent
(15 grms auf einer Frequenz von 24 bis
2000 Hz) und hält Temperaturen zwi­
schen -40 und +85 ºC aus. Die Kamera
hat ein Aluminiumgehäuse mit 2k-Be­
schichtung und ist vollständig wasser­
dicht (nach IP68/IP69k). Die Kamera
kann sogar bis 10 Meter unter Wasser
eingesetzt werden und eignet sich da­
durch beispielsweise für Lkw, Hebe­
krane und schwere (Berg-)Baumaschi­
nen, bietet aber auch Anwendungs­
möglichkeiten für halbautomatische
oder per Fernbedienung gesteuerte
Fahrzeuge und für Maschinen, die mit
Bilderkennung arbeiten.
Die EMOS wird mit einem
M12-D-codierten Datenkonnektor an­
geschlossen. Das geschirmte Kabel
mit dem angegossenen Konnektor
sorgt für einen ausgezeichneten EMCWert (100 V/m). Die Kamera kann di­
rekt an die Stromversorgung des Fahr­
zeugs (8 bis 32 Volt) angeschlossen
werden, und ihre Stromzufuhr ist ge­
gen Spannungsspitzen, Überspannun­
gen, Jump Start und Spikes abgesi­
chert.
HAWE Hydraulik SE
Die HAWE Hydraulik SE ist ein
­verantwortungsbewusster
­Entwicklungspartner mit
­Anwendungskompetenz und
­Erfahrung in mehr als 70 Branchen
des Maschinen- und Anlagenbaus.
Das Produktprogramm umfasst
­Hydraulikaggregate, Konstant- und
Verstellpumpen, Ventile, Sensoren
und Zubehör. Auf die Hydraulik­
komponenten ideal abgestimmte
­Elektronikkomponenten ergänzen den
System-Baukasten und erleichtern die
Ansteuerung, Signalauswertung und
Fehlererkennung. Die intelligenten
Systemlösungen reduzieren Energie­
verbrauch und Betriebskosten.
­Kompakte Antriebe sparen Platz und
erlauben ein innovatives Maschinen­
design.
Rund 2000 Mitarbeiter in 15 Ländern
und über 30 Vertriebspartner weltweit
betreuen die Kunden lokal, professio­
nell und persönlich.
Umsatz (2015): 305 Mio. Euro
Anzahl Mitarbeiter: 2180
Zertifiziert nach ISO 9001, ISO 14001,
ISO 50001, OHSAS 18001
|
ANEDO Ltd.
Am Unternehmensstandort in Eydel­
stedt entwickelt und produziert die
Anedo Ltd. seit 2008 zukunftsfähige
Steuerungssysteme, die auf die indivi­
duellen Herausforderungen moderns­
ter Maschinenkommunikation mobiler
Maschinen abgestimmt sind. Aufbau­
end auf intelligente Baukastensysteme
liefert Anedo einfach umzusetzende
maßgeschneiderte und zuverlässige
Lösungen, für kleinste Anwendungen
bis hin zu hochkomplexen Steuerungs­
prozessen.
In der Landtechnik hat Anedo als einer
der ersten auf den ISOBUS-Standard
gesetzt und in ein ganzheitliches Pro­
duktportfolio umgesetzt, das alle Be­
reiche moderner Landtechnik abdeckt,
einschließlich drahtloser Kommunikati­
on, Videotechnik und den steigenden
Anforderungen an das Datenmanage­
ment.
Als visionärer Technologieführer und
erfahrener Systemlieferant gestaltet
Anedo in enger Zusammenarbeit mit
den Geräte- und Maschinenherstellern
innovative, sichere und wirtschaftliche
Anwendungslösungen in deren
­Corporate Design.
Standard- und
Spezialkonfigurationen
Über die Protokolle RTP und AVG ist
die Kamera in der Lage, Streams mit
MJPEG oder H.264 zu übermitteln. Die
Kommunikation mit der Kamera erfolgt
nach dem ISO-17215-Protokoll. Dabei
ist insbesondere an die Einstellung der
Auflösung, das Spiegeln des Bildes
und das Starten oder Stoppen eines
Streams zu denken. Im Interesse der
zusätzlichen Sicherheit und des
Anwenderkomforts ist es außerdem
­
möglich, gewünschte Overlays anzu­
zeigen (wie Text, Arc, Line, Image und
Safety Ticker). W(oe)
j
Orlaco B.V.
www.orlaco.com
Nach Unterlagen der Orlaco Germany GmbH,
85521 Ottobrunn bei München.
HAWE Hydraulik SE
Streitfeldstr. 25
D - 81673 München
Tel.: +49 89 379100-1000
Fax: +49 89 379100-91000
[email protected]
www.hawe.com
69
ANEDO Ltd.
Hülsmeyerstr. 35
D - 49406 Eydelstedt
Tel.: +49 5442 80379-0
Fax: +49 5442 80379-22
[email protected]
www.anedo.de
FIRMENPROFIL
Für extreme Bedingungen
M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
FIRMENPROFIL
bietet die EMOS außerdem eine
­ausgezeichnete Nachtsicht.
|
70
|
M O B I L E A U T O M AT I O N 2 016
FIRMENVERZEICHNIS
32, 69 ANEDO Ltd.
49406 Eydelstedt | www.anedo.com
66
AbsInt GmbH
66123 Saarbrücken | www.absint.com
Firmenindex
68
Orlaco B.V.
85521 Ottobrunn | www.orlaco.com
52
Parker-Hannifin GmbH
33659 Bielefeld | www.parker.com/de
34
REFU Elektronik GmbH
72793 Pfullingen | www.refu-elektronik.de
6
b-plus GmbH
94469 Deggendorf | www.b-plus.com
40, 44 SIKO GmbH
79256 Buchenbach | www.siko-global.com
24, 26 Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik GmbH
A-5142 Eggelsberg | www.br-automation.com
48
Brigade Elektronik GmbH
64
80807 München | www.servicexpert.de
24539 Neumünster | www.brigade-elektronik.de
39
Carsig GmbH
53
ContiTech AG
14
30165 Hannover | www.contitech.de
18
dSPACE GmbH
78054 VS-Schwenningen | www.kuebler.com
57
STW Sensortechnik Wiedemann (STW)
87600 Kaufbeuren | www.sensor-technik.de
56
33102 Paderborn | www.dspace.de
42, 49 Fritz Kübler GmbH
Sontheim Industrie Elektronik GmbH
87437 Kempten | www.s-i-e.de
78628 Rottweil | www.carsig.com
46
ServiceXpert Ges. für ServiceInformationssysteme mbH
TTControl GmbH
A-1040 Wien | www.ttcontrol.com
12
ZF Friedrichshafen AG
88046 Friedrichshafen | www.zf.com
Gefran Deutschland GmbH
63500 Seligenstadt | www.gefran.de
54
Griessbach GmbH
INSERENTENVERZEICHNIS
14943 Luckenwalde | www.griessbach.de
22
Hans Turck GmbH & Co. KG.
45472 Mühlheim | www.turck.com
30, 69 HAWE Hydraulik SE
81673 München | www.hawe.de
60
Infineon Technologies AG
80709 München | www.infineon.com
1. US, 11 Bernecker + Rainer Industrie-Elektronik GmbH
A-5142 Eggelsberg | www.br-automation.com
43
70442 Stuttgart | www.bosch.com
3. US, 35 Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG
81679 München | www.hanser.de
59, 62 Inter Control GmbH
90411 Nürnberg | www.intercontrol.de
28
47
55
37
7
2. US Liebherr-Components AG
Müller Industrie-Elektronik GmbH
National Instruments Germany GmbH
CH-5145Nussbaumen AG| components.liebherr.com
4. US On Semiconductor
Phoenix, AZ 85005, USA | www.onsemi.com
80339 München | ni.com
36
NovoTechnik Messwertaufnehmer OHG
45
optiMEAS GmbH
61381 Friedrichsdorf | www.optimeas.de
Peak-System Technik GmbH
64293 Darmstadt | www.peak-system.com
73760 Ostfildern (Ruit) | www.novotechnik.de
8
HMS Technology Center Ravensburg GmbH
88213 Ravensburg | www.hms-networks.de
31535 Neustadt am Rübenberge | www.mueller-ie-com
16
Hans Turck GmbH & Co. KG.
45472 Mühlheim | www.turck.com
Motometer GmbH
75181 Pforzheim| www.motometer.de
First Sensor AG
61275 Puchheim | www.first-sensor.com
Lenze Schmidhauser AG
CH-8590 Romanshorn | www.lenze-schmidhauser.com
50
41
Linak GmbH
63667 Nidda | www.linak.de
Bosch-Gruppe
5
TTControl S.r.l.
I - 39042 Brixen | www.ttcontrol.com
www.safety-meets-security.com
SAFETYmeets SECURITY
Challenges and solutions
Best Practices
Strategies
Networking
9 March 2017, Stuttgart-Nürtingen/Germany
Discuss the next generation of collaborative systems:
• Requirements and regulatory guidelines
• Challenges in different industries
• Best practices: basics and practical application
© istockphoto.com/tyndyra
Statements from participants 2016
»Good overview of most recent
developments in the area of security.«
Michael Schneider › ZF TRW
RECOMMEN
100% DATION
»The conference gives you the chance to interchange news and information about safety and security across different branches like medicine,
automotive or aviation.«
Daniel Bösenberg › Grimme Landmaschinenfabrik GmbH & Co. KG
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Interested? Information and registration at www.safety-meets-security.com
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• Aktive Sicherheitssysteme für autonomes Fahren • LED- und adaptive Kurvenlichtsysteme
• Power-Management für Elektro- und Hybridfahrzeuge • batterielose Funksensoren
• Wireless-Charging mittels sicherer Magnetresonanz-Systeme
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Datenblatt (deutsch)

Montagezubehör BTS-DSU35-EB1

Praktikant (m/w)

Produkt-Marketing-Manager (m/w)

Ingenieur/Techniker (m/w)

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sharon joy liedtke - Schauspielervideos

Februar 2016 "Man of the Moment" ()