Agrometr – Robustní PLC pro polní aplikace
Mnoho zemědělců používá kejdu vyprodukovanou zvířaty jako hnojivo pro rostlinnou výrobu. Průměrné vozidlo na kejdu s nádrží je však vhodné nanejvýš na malá pole. Dánská společnost Agrometer se sídlem v Grindstedu vyvíjí řešení, která umožňují rychlé, hospodárné a k půdě šetrné rozmetání přírodních hnojiv i na velkých polích. K dopravě kejdy z centrálního místa na pole se používá hadice.
K tomuto účelu jsou speciální vozidla vybavena obrovským hadicovým navijákem. Elektrohydraulicky poháněný naviják během jízdy po poli podle potřeby odvíjí a navíjí hadici. Při změně směru, například na souvrati, umístí vodicí rameno hadici do rovnoměrného poloměru. Výkon zařízení je pozoruhodný: Za hodinu lze rozmetat až 200 tun kejdy.
Výhoda: Protože na vozidle není nutná nádrž na kejdu, snižuje se hmotnost vozidla. Tím se tlak na půdu snižuje na hodnotu nižší, než je běžná lidská stopa. Díky nízké vlastní hmotnosti mohou zemědělci vstupovat na svá pole i na začátku roku, kdy je půda ještě měkká. Hnojivo se pomocí potrubí a hadic čerpá přímo do stroje, čímž se odstraní problémy se zápachem na cestách. Společnost Agrometer vyrábí tato rozmetadla kejdy jako samostatná vozidla s šířkou rozmetání až 30 metrů nebo jako přívěsy za traktory, tzv. hadicové injektory.
Obrázek 1: Hadicový injektor SRS 1500 je při rozmetání kejdy tažen po poli traktorem. Obrázek 2: Žluté vodicí rameno umisťuje přívodní hadici o délce až několika set metrů na pole ve tvaru oblouků a zajišťuje správné navinutí hadice na buben.
Centrální řídicí jednotka PLC k řízení stroje
Kombinace obou variant: Důležité funkce, jako je navíjení hadice, jsou řízeny automaticky centrální řídicí jednotkou PLC. Ke sledování pohybu vodicího ramena hadice a dalších polohovacích úloh se používá velké množství senzorů, jejichž signály jsou přenášeny řídicí jednotce prostřednictvím decentralizovaných IO modulů. Senzory také sledují tlak v potrubí s kejdou nebo hodnoty teploty.
Oluf Kristensen, technický manažer společnosti Agrometer, vysvětluje: "V našich strojích používáme nové mobilní řídicí jednotky a decentralizované moduly IO od společnosti ifm. Zjednodušují zapojení a údržbu strojů, které lze rychleji nastavit.
Při vývoji strojů spolupracujeme především se systémovým integrátorem Pagaard. Ten nám dodal kompletní systém ifm a vyvinul software. Pagaard je také naším servisním partnerem při ošetření chyb."
Systémový integrátor Pagaard spoléhá na "ecomatController" společnosti ifm, který je speciálně určen k použití v mobilních strojích.
Výkonný ředitel a spolumajitel společnosti Pagaard Torben Lund vysvětluje rozhodnutí použít ifm: "Zpočátku jsme ve společnosti Agrometer používali průmyslovou řídicí jednotku PLC. Brzy jsme si však uvědomili, že životnost průmyslových výrobků používaných na mobilních strojích je velký problém, protože nejsou určeny k těmto účelům. Proto jsme na trhu hledali technologie, které by byly schopné odolat náročným požadavkům mobilních aplikací. Při svém hledání jsme natrefili na ifm, kde jsme již zakoupili senzory. ifm nabízí řídicí jednotku, která je podle našeho názoru na tento úkol nejvhodnější."
Samojízdné rozmetadlo kejdy SDS 8000 dokáže hadicí rozmetat až 200 tun kejdy za hodinu.
Navrženo do extrémních provozních podmínek
Společnost ifm je již po mnoho desetiletí jedním z předních dodavatelů robustních řídicích systémů k mobilnímu použití a nabízí v této oblasti rozsáhlé aplikační know-how. Řada "ecomat" zahrnuje PLC, moduly IO a senzory, které odolávají náročným vlivům prostředí v mobilních aplikacích.
Kejda, voda, trvalá kondenzace ani nečistoty nepředstavují pro systémy ifm pro mobilní aplikace žádný problém. Pronikání vlhkosti zabraňuje speciální mechanická konstrukce tělesa a spolehlivá koncepce těsnění. Vhodné konektory a připojovací kabely zajišťují, že třída ochrany IP 69K nekončí u připojení tělesa zařízení.
Extrémní povětrnostní podmínky s námrazou nebo úmorným horkem: Široký teplotní rozsah ovládacích prvků ifm umožňuje použití ve všech klimatických pásmech. Všechny snímače a řídicí jednotky musí prokázat svou odolnost při zkouškách cyklickými teplotními šoky. Odolné materiály tělesa zařízení zajišťují, že usazeniny soli, které může v zimě způsobit posyp na silnicích, nemají na výrobky žádný vliv.
Tam, kde jde do tuhého, je materiál vystaven trvalým vibracím nebo extrémním nárazům. To je důvod, proč jsou senzory pro mobilní aplikace plně zalité. Konektory jsou chráněny proti nechtěnému uvolnění speciální ochranou proti vibracím. Mechanické provedení řídicích jednotek a modulů je dimenzované na stálé otřesy a vibrace.
Jak prokázaly důkladné zkoušky elektromagnetické kompatibility, je složitá elektronika chráněná proti elektromagnetickému rušení. Řídicí jednotky nemohou být ovlivněny ani rušením přes vedení, protože je spolehlivě odfiltrováno. Tak je zajištěno, že výměna dat přes rozhraní CAN bezchybně funguje i za velmi nepříznivých podmínek, např. při venkovním použití v rámci přepravy a logistiky. Softwarový inženýr společnosti Pagaard Michael Lindbjerg vysvětluje: "Napětí mobilního stroje silně kolísá. Průmyslové řídicí jednotky PLC k tomu nejsou konstruovány. Řídicí jednotka PLC pro mobilní aplikace je vhodnější, protože pracuje s širokým rozsahem napětí mezi 8 a 32 V."
Všechny komponenty ecomat navíc mají typové schválení e1 od německého Spolkového úřadu pro motorovou dopravu. To umožňuje instalaci jednotek na vozidla, aniž by tím zaniklo jejich povolení k provozu. Nad rámec požadované mezní hodnoty EMC pro schválení typu e1 mají všechny jednotky rozšířenou odolnost proti EMC 100 V/m a bez problémů odolávají impulsům z palubního napájecího systému vozidla.
Robustní decentralizované I/O moduly přijímají signály ze senzorů a přenášejí je do řídicí jednotky PLC prostřednictvím sběrnice CAN.
Řídicí jednotka ecomatController pro mobilní aplikace od společnosti ifm (vpravo dole) je namontována v ovládací skříni mimo vozidlo.
Výkonný ovladač
Ovladač ecomatController CR721S používaný ve společnosti Agrometer se skládá ze dvou vnitřních řídicích jednotek PLC, z nichž jedna je certifikována pro bezpečnostní aplikace podle norem EN 13849 PL d a EN 62061 SIL cl2. Výhoda této dvojité řídicí jednotky PLC: Dva vnitřní, nezávisle programovatelné kontolery umožňují rozdělení aplikačního softwaru v případě potřeby. Tudíž, bezpečnostní část programu lze vyjmout aniž by došlo k ovlivnění celkového výkonu programu, Výkonné 32bitové vícejádrové procesory zajišťují rychlé provádění programů i při složitých řídicích úlohách.
Řídicí jednotka ecomatController CR721S využívá 124 multifunkčních vstupů a výstupů. Softwarový inženýr společnosti Pagaard Michael Lindbjerg vysvětluje výhody tohoto uspořádání: "Všechny vstupy lze nakonfigurovat jako digitální, analogové nebo frekvenční. Dříve jsme měli problémy s monitorováním našich výstupů, které byly v našem odvětví čistě digitální, ale regulátory ifm mají výstupy PWM. To je v mobilním světě důležitá vlastnost například při ovládání hydraulických ventilů s pulzně šířkově modulovanými výstupy."
U mobilních strojů a přístrojů se pro většinu funkcí používá hydraulický pohon. Standardem moderních strojů se stalo elektronické řízení ventilů a čerpadel. Systém ecomatmobile společnosti ifm poskytuje proudově řízené výstupy PWM a optimalizované řídicí funkce pro výkonové výstupy. Tvoří rozhraní mezi hydraulickým a elektronickým vybavením od různých výrobců.
Závěr
Mobilní řídicí jednotky ifm zajišťují maximální spolehlivost a vysoký výkon i v náročných provozních podmínkách. Díky své všestranné konektivitě a funkcím nabízejí maximální pružnost. S touto robustní řídicí jednotkou PLC zaručuje ifm kvalitu, která je pro náročné mobilní aplikace nepostradatelná. ifm – blízko k vám!
