Bucher krachtige besturing voor geautomatiseerde leidingreiniging
Sensoren en besturingscomponenten die bij werkvoertuigen worden gebruikt, moeten aan de hoogst mogelijke eisen voldoen: extreme temperaturen, vocht, stof, vuil en trillingen werken in op de onderdelen. Met de serie "ecomatmobile" biedt ifm automatiseringscomponenten voor deze zware omgevingsomstandigheden. De firma Bucher rust er zijn rioolreinigingsvoertuigen mee uit.
Brian Munk Andersen, hoofd onderzoek en ontwikkeling bij Bucher in Denemarken, geeft uitleg over de constructie en de functie van rioolreinigingsvoertuigen: "Een Bucher rioolreinigingssysteem is uitgerust met twee pompsystemen. De spoelpomp reinigt riolen en tanks. Met de vacuümpomp kunnen we slib en industrieel afval afzuigen naar de container die op het voertuig is gemonteerd."
De chauffeur van het voertuig kan de verschillende werkstappen uitvoeren via twee mobiele besturingseenheden van ifm die aan de buitenkant van het voertuig zijn gemonteerd: het zwenken van de giek, het afrollen en oprollen van de slang, het inschakelen van alle pompen of het legen van de vuilwatercontainer. De relevante systeemparameters en proceswaarden worden op de displays van de communicatieapparaten getoond en ondersteunen de gebruiker bij het uitvoeren van de werkstappen. Een controle-eenheid in het voertuig - eveneens van ifm - zorgt ervoor dat de afzonderlijke processen soepel verlopen.
Het robuuste 12" CR1200-display in de externe schakelkast van het voertuig voor het visualiseren en instellen van alle machineparameters.
ifm als partner
Automatiseringsspecialist ifm is al enkele jaren aan boord bij Bucher Municipal als partner voor zowel de sensorcomponenten als de besturingstechniek. Brian Munk Andersen: "Bij Bucher richten we ons constant op innovatie en ontwikkeling. Daarom vertrouwen wij op geautomatiseerde en intelligente oplossingen. Toen we in 2016 een samenwerking met ifm aangingen, hadden we de wens voor een betrouwbare leverancier voor de besturingsoplossingen. ifm biedt een breed scala aan componenten voor ons product - van sensoren tot displays en van IO-systemen tot besturingen.
Gedurende de hele ontwikkelingsfase hebben wij nauw en goed met ifm samengewerkt om een oplossing te ontwikkelen en de optimale producten daarvoor te selecteren. Onze voertuigen moeten betrouwbaar werken in zeer uiteenlopende omstandigheden, zoals koude, hitte, stof en vuil. Dit stelt bijzonder hoge eisen aan de onderdelen. Samen met ifm hebben we een goede en veilige oplossing gecreëerd waarbij veel functies zijn geautomatiseerd en die de bestuurder een hoge kwaliteit en veiligheid biedt wanneer onze machines onderweg zijn."
Rioolreinigingsvoertuig van Bucher Municipal met spoel- en zuigpomp voor het reinigen van riolen.
De centrale onderdelen in detail
Het zenuwcentrum van het systeem is de ecomatController CR711S, een uiterst robuuste en mobiele PLC. De bijzondere eigenschap: deze PLC beschikt over twee onafhankelijk van elkaar werkende PLC-eenheden, waarvan er een gecertificeerd is als veiligheidsbesturing. De geïntegreerde, krachtige multikernprocessoren maken een snelle verwerking van zelfs complexe besturingsfuncties mogelijk.
Indien gewenst kunnen de applicatieprogramma's zelfs worden verdeeld over de twee interne PLC-eenheden. Daardoor kan het programmagedeelte voor de veiligheidsfuncties worden uitgevoerd zonder beïnvloeding door het algemene programmaverloop. Daarmee is een betrouwbaar gebruik ook mogelijk bij omvangrijke besturingsfuncties. De besturing kan worden toegepast in veiligheidsgerelateerde applicaties tot ISO 13849 PL d en IEC 62061 SIL CL 2.
Naast talrijke voor diagnose geschikte multifunctionele in- en uitgangen is de ecomatController uitgerust met twee ethernetpoorten en vier CAN-interfaces. De CAN-interfaces ondersteunen alle belangrijke busprotocollen (CANopen, CANopen Safety en J1939) en de transparante en voorbewerkte data-uitwisseling. De CODESYS-programmering (versie 3.5) maakt een eenvoudige integratie van de besturingsfuncties in het applicatieprogramma mogelijk.
Bij Bucher is de besturing ook verbonden met een GSM-radiomodule. Andersen: "Door onze verbinding op afstand kunnen we in veel gevallen al problemen oplossen terwijl de auto nog onderweg is. Dit bespaart onze klanten veel tijd. Alleen wanneer het op afstand oplossen van storingen niet mogelijk is, moet het gemeentevoertuig naar een van onze vele servicecentra."
IO-modules
Om de verschillende werkstappen en proceswaarden te bewaken en te controleren, zijn talrijke sensoren en actuatoren op het rioolreinigingsvoertuig geïnstalleerd. Zij communiceren met behulp van gedecentraliseerde IO-modules via de CAN-bus met de besturing. Brian Munk Andersen legt het voordeel uit: "Met CAN-eenheden die op verschillende plaatsen op de truck zijn geplaatst, verminderen we de bekabeling en bereiken we ook een hogere betrouwbaarheid en een eenvoudigere bediening van de uitrusting."
De gebruikte besturingsmodules van het type CR2032 hebben elk 16 poorten die multifunctioneel kunnen worden geconfigureerd, bijvoorbeeld als digitale in- of uitgangen of als PWM-uitgangen voor de aansturing van proportionele kleppen. Door middel van een in de modules geïntegreerde besturing kunnen sensorsignalen vooraf decentraal worden verwerkt. Deze filtering van gegevens vooraf vermindert niet alleen de datastroom over de CAN-bus naar de besturing, maar vereenvoudigt ook het applicatieprogramma op de PLC.
De robuuste metalen behuizing is speciaal ontworpen voor het ruwe buitengebruik van mobiele machines en biedt met beschermingsgraad IP 67 een hoge dichtheid van de stekkerverbindingen.
Afbeelding 1: Rechtsboven in de schakelkast, het zenuwcentrum: De krachtige ecomatController CR711S met twee geïntegreerde PLC-eenheden (1 x standaard, 1 x veiligheid) Afbeelding 2: Gedecentraliseerde CAN-IO-modules in de buitenruimte verbinden sensoren en actuatoren met de besturing.
Communicatieapparaten
Als mens-machine-interface zijn aan de buitenkant van het voertuig diverse displays gemonteerd die compatibel zijn met mobiele apparatuur. Brian Munk Andersen: "Op het grote display in de hoofdkast kan de bestuurder het hele systeem bedienen en de basisinstellingen doen. Daarna kan hij het systeem bedienen via de afstandsbediening of de bedieningspanelen."
Bij de communicatieapparaten gaat het om programmeerbare, grafische displays voor de besturing, parametrering en bediening van mobiele werkmachines en installaties. Ze kunnen in combinatie met een mobiele besturing of als stand-alone-oplossing worden gebruikt. Via de CAN-interfaces worden de gegevens en apparaatfuncties op betrouwbare wijze overgedragen. De displays beschikken over talrijke vrij programmeerbare, verlichte functietoetsen. Zij hebben een verhoogde EMC-bestendigheid en een E1-typegoedkeuring voor goedkeuring in het wegverkeer. De robuuste behuizing met hoge beschermingsgraad maakt de in- of opbouwmontage in de openlucht of in de cabine mogelijk. Net als de andere mobiele componenten van ifm zijn ook de displays trillingsbestendig en lekvrij volgens beschermingsgraad IP 67.
Het BasicDisplay CR0451 toont de belangrijkste parameters op het bedieningspaneel.
Conclusie
ifm biedt een uitgebreid assortiment hulpmiddelen om functionele eenheden op gemeentevoertuigen efficiënt en betrouwbaar te automatiseren. Brian Munk Andersen concludeert: "Met de oplossing van ifm hebben we de mogelijkheid om een sterk geautomatiseerd systeem te creëren dat ons een hoge betrouwbaarheid biedt en het voor de bestuurder gemakkelijker maakt om met onze apparatuur om te gaan." ifm - close to you!