Agrometer– Συμπαγές PLC για εφαρμογές πεδίου
Πολλοί αγρότες χρησιμοποιούν την κοπριά που παράγεται από τα ζώα τους ως λίπασμα για την φυτική παραγωγή. Ωστόσο, το μεσαίου μεγέθους όχημα με δεξαμενή κοπριάς είναι στην καλύτερη περίπτωση κατάλληλο για μικρά χωράφια. Η Δανέζικη εταιρεία Agrometer με έδρα το Grindsted αναπτύσσει λύσεις που επιτρέπουν τη γρήγορη, οικονομικά αποδοτική και φιλική προς το έδαφος διασπορά φυσικών λιπασμάτων ακόμα και σε μεγάλα χωράφια. Ένας εύκαμπτος σωλήνας χρησιμοποιείται για τη μεταφορά της κοπριάς από μια κεντρική τοποθεσία στα χωράφια.
Για τον σκοπό αυτό, ειδικά οχήματα είναι εξοπλισμένα με εύκαμπτο σωλήνα σε ένα τεράστιο καρούλι. Το καρούλι με ηλεκτροϋδραυλική τροφοδοσία ξετυλίγει και τυλίγει τον εύκαμπτο σωλήνα όπως απαιτείται κατά την οδήγηση στο χωράφι. Σε αλλαγή της κατεύθυνσης, πχ στο τέλος του χωραφιού, ένας βραχίονας καθοδήγησης ρυθμίζει τη θέση του εύκαμπτου σωλήνα σε μία ομοιόμορφη ακτίνα. Η απόδοση είναι αξιοσημείωτη: Ανά ώρα είναι εφικτή η διασπορά έως και 200 τόνων κοπριάς.
Βασικό πλεονέκτημα: Καθώς δεν απαιτείται δεξαμενή κοπριάς στο όχημα, το βάρος του οχήματος μειώνεται. Αυτό μειώνει την πίεση στο χώμα σε μία τιμή που είναι μικρότερη από μία πατημασιά. Λόγω του χαμηλού βάρους, οι αγρότες μπορούν να εισέλθουν στα χωράφια τους στις αρχές του έτους, όταν το χώμα είναι ακόμα μαλακό. Το λίπασμα αντλείται απευθείας στο μηχάνημα μέσω σωληνώσεων και εύκαμπτων σωλήνων, αφαιρώντας τις οσμές από τους δρόμους. Η Agrometer κατασκευάζει αυτούς τους διασκορπιστές κοπριάς ως αυτόνομα οχήματα με εύρος διασποράς έως 30 μέτρα ή ως ρυμουλκούμενα οχήματα για τρακτέρ που ονομάζονται ομφαλικοί εγχυτήρες.
Εικόνα 1: Ο ομφαλικός εγχυτήρας SRS 1500 τραβιέται πάνω από το χωράφι από ένα τρακτέρ για να απλωθεί η κοπριά. Εικόνα 2: Ο κίτρινος βραχίονας καθοδήγησης τοποθετεί σε καμπύλη τον εύκαμπτο σωλήνα παροχής κατά μήκος σε αρκετές εκατοντάδες μέτρα στο χωράφι, εξασφαλίζοντας τη σωστή τύλιξη του σωλήνα στο στροφείο.
Κεντρικό PLC για έλεγχο μηχανής
Συνδυασμός των δύο παραλλαγών: Οι σημαντικές λειτουργίες, όπως η τύλιξη του εύκαμπτου σωλήνα, ρυθμίζονται αυτόματα από ένα κεντρικό PLC. Ένας μεγάλος αριθμός αισθητήρων χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της κίνησης του βραχίονα καθοδήγησης του εύκαμπτου σωλήνα και άλλων λειτουργιών ρύθμισης θέσης και σηματοδοτούνται στον ελεγκτή μέσω αποκεντρωμένων μονάδων IO. Οι αισθητήρες παρακολουθούν επίσης την πίεση των σωλήνων κοπριάς ή την θερμοκρασία.
Ο Oluf Kristensen, Τεχνικός Διευθυντής στην Agrometer, διευκρινίζει: «Για τα μηχανήματά μας χρησιμοποιούμε τους νέους ελεγκτές οχημάτων καθώς και αποκεντρωμένες μονάδες IO της ifm. Αυτό απλοποιεί την καλωδίωση και τη συντήρηση των μηχανημάτων, η διαμόρφωση των οποίων πραγματοποιείται ταχύτερα.
Κατά την ανάπτυξη των μηχανημάτων συνεργαζόμαστε κυρίως με την εταιρεία ενοποίησης συστημάτων Pagaard. Αυτή η εταιρεία μας έχει προμηθεύσει ολόκληρο το σύστημα της ifm και ανέπτυξε το λογισμικό. Η Pagaard είναι επίσης ο συνεργάτης μας στην παροχή υπηρεσιών διαχείρισης σφαλμάτων.»
Η εταιρεία ενοποίησης συστημάτων Pagaard βασίζεται στον «ecomatController» της ifm, που είναι ειδικά σχεδιασμένος για χρήση σε οχήματα.
Ο Torben Lund, Γενικός Διευθυντής και συνιδιοκτήτης της Pagaard, εξηγεί την απόφαση για τη συνεργασία με την ifm: «Αρχικά χρησιμοποιούσαμε ένα βιομηχανικό PLC στην Agrometer. Ωστόσο, γρήγορα συνειδητοποιήσαμε ότι η αντοχή των βιομηχανικών προϊόντων που χρησιμοποιούνται σε οχήματα αποτελεί τεράστια πρόκληση γιατί δεν είναι κατασκευασμένα για τέτοιου είδους σκοπούς. Έτσι, αναζητήσαμε στην αγορά τεχνολογίες που μπορούν να αντέχουν τις σκληρές απαιτήσεις των οχημάτων. Καταλήξαμε στην ifm, από την οποία είχαμε ήδη προμηθευτεί αισθητήρες. Η ifm προσφέρει έναν ελεγκτή που πιστεύουμε ότι είναι ιδανικός για αυτήν την εργασία».
Ο αυτοκινούμενος διασκορπιστής κοπριάς SDS 8000 μπορεί να διανέμει έως και 200 τόνους κοπριάς ανά ώρα, μέσω εύκαμπτου σωλήνα.
Σχεδιασμένος για ακραίες συνθήκες λειτουργίας
Εδώ και πολλές δεκαετίες, η ifm είναι ένας από τους κορυφαίους προμηθευτές στιβαρών συστημάτων ελέγχου για οχήματα, παρέχοντας εκτενή τεχνογνωσία για τις εφαρμογές αυτού του τομέα. Η σειρά «ecomat» περιλαμβάνει PLC, μονάδες IO και αισθητήρες που μπορούν να αντέχουν τις σκληρές περιβαλλοντικές επιδράσεις των εφαρμογών οχημάτων.
Η κοπριά, το νερό, η μόνιμη μόλυνση ή και η βρωμιά, δεν αποτελούν πρόβλημα για τα συστήματα της ifm για εφαρμογές οχημάτων. Ο ειδικός μηχανικός σχεδιασμός του περιβλήματος και ο αξιόπιστος σχεδιασμός στεγανοποίησης εμποδίζουν την εισχώρηση υγρασίας. Κατάλληλοι κονέκτορες και καλώδια σύνδεσης εξασφαλίζουν ότι ο βαθμός προστασίας IP69K δεν περιορίζεται μόνο στις συνδέσεις του περιβλήματος.
Ακραίες καιρικές συνθήκες με παγετό ή καύσωνα: Το μεγάλο εύρος θερμοκρασίας των εξαρτημάτων ελέγχου της ifm επιτρέπει τη χρήση τους σε όλες τις κλιματικές ζώνες. Όλοι οι αισθητήρες και οι ελεγκτές πρέπει να αποδεικνύουν την αντοχή τους στις κυκλικές δοκιμές θερμοκρασιακού σοκ. Τα ανθεκτικά υλικά του περιβλήματος εξασφαλίζουν ότι οι επικαθήσεις άλατος, όπως πχ μπορεί να προκληθούν από το αλάτι τον χειμώνα, δεν επηρεάζουν τα προϊόντα.
Εκεί που τα πράγματα γίνονται δύσκολα, το υλικό υποβάλλεται σε μόνιμους κραδασμούς ή ακραίες κρούσεις. Αυτός είναι ο λόγος που οι αισθητήρες για εφαρμογές οχημάτων είναι πλήρως ενθυλακωμένοι σε υγρή ρητίνη. Οι κονέκτορες προστατεύονται από ακούσιο χαλάρωμα με μία ειδική προστασία από κραδασμούς. Η μηχανική σχεδίαση των ελεγκτών και των μονάδων είναι ειδική για μόνιμες κρούσεις και κραδασμούς.
Το σύνθετο ηλεκτρονικό σύστημα προστατεύεται από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, όπως έχουν δείξει λεπτομερείς δοκιμές EMC. Οι παρεμβολές φιλτράρονται αξιόπιστα και δεν μπορούν να επηρεάζουν τους ελεγκτές. Αυτό εξασφαλίζει ότι η ανταλλαγή δεδομένων μέσω διασύνδεσης CAN λειτουργεί αξιόπιστα ακόμα και στις πιο αντίξοες συνθήκες, όπως εξωτερικές εφαρμογές των τομέων μεταφοράς και κέντρων διανομής. Ο Michael Lindbjerg, μηχανικός λογισμικού στην Pagaard, διευκρινίζει: «Η τάση ενός οχήματος παρουσιάζει έντονες διακυμάνσεις. Ένα βιομηχανικό PLC δεν είναι σχεδιασμένο για αυτές τις συνθήκες. Ένα PLC για εφαρμογές οχημάτων ταιριάζει καλύτερα, διότι λειτουργεί με ένα μεγάλο εύρος τάσης μεταξύ 8 και 32 Volt.»
Επιπλέον, όλα τα εξαρτήματα ecomat διαθέτουν έγκριση τύπου e1 από τη Γερμανική Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Μηχανοκίνητων Μεταφορών. Αυτό επιτρέπει την εγκατάσταση των συσκευών σε οχήματα, χωρίς να ακυρώνεται η άδεια λειτουργίας τους. Εκτός από την απαιτούμενη οριακή τιμή EMC της έγκρισης τύπου e1, όλες οι συσκευές διαθέτουν διευρυμένη αντοχή EMC 100 V/m και αντέχουν παλμούς από το σύστημα τροφοδοσίας των οχημάτων χωρίς προβλήματα.
Οι στιβαρές αποκεντρωμένες μονάδες Ι/Ο λαμβάνουν τα σήματα των αισθητήρων και τα μεταβιβάζουν στο PLC μέσω CAN.
Το ecomatController της ifm για οχήματα (κάτω δεξιά) είναι τοποθετημένο στον πίνακα ελέγχου έξω από το όχημα.
Ισχυρός ελεγκτής
Ο ecomatController CR721S που χρησιμοποιείται στην Agrometer αποτελείται από δύο εσωτερικές μονάδες PLC, η μία από τις οποίες είναι πιστοποιημένη για εφαρμογές ασφαλείας έως EN 13849 PL d και EN 62061 SIL cl2. Πλεονεκτήματα αυτού του διπλού PLC: Δύο εσωτερικοί, ανεξάρτητα προγραμματιζόμενοι ελεγκτές επιτρέπουν την υποδιαίρεση του λογισμικού εφαρμογής, εάν απαιτηθεί. Επομένως, το ασφαλές τμήμα του προγράμματος μπορεί να εκτελείται χωρίς παρεμβολές από την εκτέλεση του κυρίως προγράμματος. Οι ισχυροί πολυπύρηνοι 32 bit επεξεργαστές εξασφαλίζουν τη γρήγορη εκτέλεση του προγράμματος, ακόμα και με σύνθετες διεργασίες ελέγχου.
Ο ecomatController CR721S διαθέτει 124 εισόδους και εξόδους πολλαπλών λειτουργιών. Ο Michael Lindbjerg, μηχανικός λογισμικού στην Pagaard, εξηγεί τα πλεονεκτήματα: «Όλες οι είσοδοι μπορούν να παραμετροποιηθούν ως ψηφιακές, αναλογικές ή είσοδοι συχνότητας. Συνήθως είχαμε προβλήματα με την επιτήρηση των εξόδων μας, που ήταν καθαρά ψηφιακές στη βιομηχανία, αλλά οι ελεγκτές της ifm έχουν εξόδους PWM. Αυτό είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό στον κόσμο των οχημάτων, πχ για τον έλεγχο υδραυλικών βαλβίδων με εξόδους διαμορφωμένων σε πλάτος παλμού.»
Στα οχήματα και στον εξοπλισμό τους, οι περισσότερες λειτουργίες διενεργούνται από υδραυλικά συστήματα. Ο ηλεκτρονικός έλεγχος βαλβίδων και αντλιών αποτελεί σύνηθες χαρακτηριστικό στα σύγχρονα μηχανήματα. Το σύστημα ecomatmobile της ifm παρέχει ηλεκτρικά ελεγχόμενες εξόδους PWM και βελτιστοποιημένες λειτουργίες ελέγχου για τις εξόδους ισχύος. Αυτό εξασφαλίζει μία διασύνδεση μεταξύ υδραυλικού και ηλεκτρονικού συστήματος, ανεξαρτήτως κατασκευαστή.
Συμπέρασμα
Οι ελεγκτές οχημάτων της ifm εξασφαλίζουν μοναδική αξιοπιστία και υψηλή απόδοση ακόμα και σε πολύ απαιτητικές συνθήκες λειτουργίας. Χάρη στην πολύπλευρη συνδεσιμότητα και τις λειτουργίες τους, παρέχουν μέγιστη ευελιξία. Με αυτό το στιβαρό PLC, η ifm εγγυάται την ποιότητα που είναι απολύτως απαραίτητη σε σκληρές εφαρμογές οχημάτων. ifm – close to you!
