Til brandslukning sætter Iturri sin lid til styringsteknologi designet for mobile applikationer
Applikationsrapport
Køretøjets hjerne: ifms CR711S central-styreenhed.
Gennem ild og vand med ifm
I brandbilen eller i udstyrscontaineren: I dag er der næsten intet, der fungerer til brandslukning uden elektrisk styringsteknologi. Iturri er en global producent af chassiser til brandbiler. De har i mere end 20 år sat deres lid til styringsløsninger til mobile applikationer leveret af automatiseringsspecialisten ifm.
Når det drejer sig om brandslukning, er hastighed ikke alt. Det anvendte materiales pålidelighed er lige så vigtig. Det skal fungere perfekt, selv under ekstreme forhold som stærk varme eller vand. Altid en del af indsatsen: moderne styringsteknologi, der er afgørende for, at de forskellige brandslukningskøretøjer fungerer.
Iturri er baseret i Wilnsdorf i Siegerland-regionen. Producenten hører til den internationalt aktive koncern af samme navn. Sidstnævnte har deres rødder i Spanien og er specialiseret i konstruktion af skræddersyede brandslukningskøretøjer.
På den tyske fabrik bliver der fremstillet og leveret ca. 80 til 100 brandsluknings- og specialkøretøjer om året. Udover brandbiler omfatter porteføljen især udstyrskøretøjer, køretøjer til miljøbeskyttelse, kommandovogne og køretøjer til hygiejne på indsatsstedet. Nationale og internationale kunder omfatter kommuner, industrisektoren og lufthavne.
Truck til bekæmpelse af skovbrande
I øjeblikket fokuseres der særligt på lastvognen til bekæmpelse af skovbrande udviklet af Iturri. Sidstnævnte er et ekstremt terrængående firehjulstrukket køretøj, der ikke kun kan klare ekstreme hældningsvinkler og skråninger, men også sidefald på over 30 grader. Dette køretøj kombinerer alt knowhow, som den oprindelige spanske virksomhed har kunnet indsamle i årtier fra Sydeuropa, der ofte er hærget af skovbrande. Køretøjet er for eksempel coatet med en speciel maling, der er brandsikker og, på grund af den specielle varmeisolering, beskytter føreren og passagerne i førerhuset mod ekstreme temperaturer nær branden. Bremserør og elektriske kabler er beklædt med varmebestandigt materiale og er dermed beskyttet mod varme og mekanisk beskadigelse.
Et særligt kendetegn ved køretøjet er dets selvbeskyttelsessystem: vanddyser, der er monteret på køretøjets udvendige side, oversprøjter dets ruder og dæk med vand efter behov. Dette giver køretøjet mulighed for at undslippe omgivende mure af ild og selv-evakuere i en nødsituation ved ganske enkelt at køre gennem ilden. Køretøjet har en særskilt vandtank på 500 liter og dets eget pumpesystem til dette selvbeskyttelsessystem.
Tysklands tæt bevoksede skovområder, herunder for eksempel områder i Niedersachsen og Brandenburg, har også i stigende grad været påvirket af skovbrande i de seneste år. De pågældende delstater har derfor også besluttet at købe disse specielle trucks til bekæmpelse af skovbrande fra Wilnsdorf.
Trucken til bekæmpelse af skovbrande "CCFM 3000" har fremragende terrængående evner og er udstyret med avanceret styringsteknologi.
Centrale kontrolfunktioner
Moderne brandbiler kan ikke klare sig uden omfattende styringsteknologi. En central PLC, der er understøttet af adskillige sensorer, klarer de forskellige styrings- og reguleringsopgaver i de forskellige køretøjer.
For eksempel doseres slukningsmidlet, der består af vand tilsat et befugtningsmiddel, præcist til den aktuelle type brand ved hjælp af flowsensorer. Doseringspumpen, der kræves til dette formål, styres af PLCen via et CAN-signal. Brandfolk kan indstille og aflæse doseringen, der er blevet særligt udvalgt til den pågældende type brand, ved hjælp af et kontrolpanel med grafisk display.
Tryksensorerne detekterer vandtrykket i strålerøret og styrer pumpen til den/det påkrævede volumenstrøm og tryk. Denne pumpe drives af køretøjsmotorens hjælpedrev. Styreenheden regulerer dieselmotorens hastighed, så den indstillede værdi for vandtrykket forbliver konstant. Til dette formål anvendes CAN-interfacet med J1939-protokol til køretøjets motor.
Ekstraudstyr, som det specielle signalsystem (blinkende blåt lys og sirene) eller andre signallamper og belysning til sikring af katastrofeområdet visualiseres og betjenes ved hjælp af en monitor og styres an den centrale PLC. Døre eller rullejalousier overvåges ved hjælp af induktive sensorer, for køretøjet må kun køre af sted, når de er lukket.
Desuden bliver logiske operationer gemt i styreenheden. Eksempel: når sirenen er aktiveret, skal det blå lys også tænde automatisk. Det blå lys kan ligeledes aktiveres uden sirenen. Et advarselssystem bagtil (gul LED lyser) må kun bruges til langsom kørsel og skal slukke automatisk over en vis hastighed. Styreenheden modtager hastighedsværdien direkte fra køretøjets styresystem via CAN-bus.
Tryksensorer, der anvender det hydrostatiske måleprincip, overvåger vandstanden og slukningsmidlets niveau i tankene i køretøjet og visualiserer dem på de forskellige displays i kabinen og bag på køretøjet.
En hældningssensor på køretøjets chassis bestemmer hældningsvinklen i køretøjets længde- og tværretning. Styreenheden bestemmer kritiske hældningsvinkler afhængigt af slukningsmidlets niveau i tankene og køretøjets hastighed og advarer føreren i god tid ved hjælp af visuelle og akustiske signaler, herunder tale.
Også hygiejnestationens RO/RO-container er udstyret med styringsteknologi og et grafisk betjeningspanel.
Store krav
Disse eksempler viser, hvor omfattende og komplicerede kravene til den centrale styreenhed er. Derfor har Iturri i årevis sat sin lid til løsninger fra automatiseringsspecialisten ifm.
Jens Schöler, programmør hos Iturri: "Tidligere blev styrefunktioner implementeret ved hjælp af traditionel ledningsføring. Derefter gik køretøjsproducenterne over til CAN-bus. De styreenheder, der var blevet anvendt indtil da, kunne ikke klare dette. Derefter testede vi forskellige styreenheder fra forskellige producenter, og styreenheden fra ifm var bedst egnet til vores krav. Den dækkede alt, vi havde brug for og til en god pris. Det er grunden til, at vi valgte ifm.
Ved at satse på deres ecomatmobile-produktlinje tilbyder ifm stærke styreenheder, displays, betjeningsenheder og I/O-moduler til mobil brug. Sammenlignet med deres modstykker til industrimiljøer er disse komponenter konstrueret til de specifikke krav, der stilles til brug på køretøjer. Controllerens indkapsling er for eksempel særlig forseglet og kan også monteres uden for førerhuset. Ekstreme temperaturer som stærk varme eller kulde påvirker dem ikke mere end stød og vibration. Indkapslingerne er desuden EMC-resistente.
Dr.-Ing. Klaus Kutzner, ledelses repræsentant hos Iturri: "EMC er et vigtigt krav til vores køretøjer. Alt elektrisk udstyr, der er installeret i et køretøj, skal have dette E-mærke, for eksempel radioer, blåt lys og den elektroniske styreenhed. Og ifm er en af de få producenter, der tilbyder styringskomponenter og sensorer med dette E-mærke.
Selvbeskyttelsessystemet sprøjter ruder og dæk med en vandsprinkler. Det betyder, at køretøjet endda kan køre gennem mure af ild for at selv-evakuere i en nødsituation.
Effektiv styreenhed
Moderne køretøjer og mobile maskiner har brug for en meget effektiv styringselektronik for at kunne behandle det store antal ind- og udgangssignaler. Den nye tredje generations ecomatController er udviklet specifikt til dette formål. Den har to uafhængige interne PLCer, hvoraf den ene er en certificeret sikkerhedsstyring.
Styringselektronikken er integreret i et kompakt metalhus med frontmonterede, kodede centrale stik til mobil brug og med alle nødvendige tilslutninger til indgange, udgange, kommunikation og programmering. RGB-status-lysdioder viser de vigtigste systemmeddelelser.
Kernen i styreenheden, der er konstrueret i overensstemmelse med de gældende standarder for elektronik i mobile applikationer, er en af de mest avancerede multi-core 32-bit processorer med en taktfrekvens på 300 MHz. Dens 6 MByte applikationshukommelse omfatter et fil-lagringssystem på 1 MByte.
ecomatmobile-styreenheden leveres med CAN-interfaces til kommunikation. Sidstnævnte anvendes til kommunikation med køretøjets enheder via J939-protokollen. Andre komponenter i køretøjets chassis, som f.eks. signalhorn, lys, miljøsensorer eller bakkameraer kommunikerer via det andet CAN-interface via CANopen-protokollen.
CR711S-styreenheden, der anvendes her, har 60 indgange/udgange. Indgangene kan konfigureres som digitale indgange, frekvensindgange eller analoge indgange med diagnosefunktion eller som indgange til modstandsmåling. De analoge indgange giver mulighed for både strøm- og spændingsmåling. Udgangene kan konfigureres som digitale udgange eller PWM-udgange med diagnosemuligheder, med eller uden strømregulering. Flere porte er tilgængelige via CAN I/O-modulerne.
Programmeringen udføres ved hjælp af de standardiserede IEC 61131-3 sprog. Oprettelse af programmer lettes ved, at ifm tilbyder gratis funktionsbiblioteker, for eksempel producentspecifikke funktionsblokke til håndtering af dieselmotoren via J1939-protokollen.
Vigtige funktioner kan vælges på CR0452 ecomat-displayet. På denne displayside kan doseringen af befugtningsmidlet indstilles.
Visualisering og betjening
Lastbilen til bekæmpelse af skovbrande har tre HMIer (Human Machine Interfaces) fra ifm, hvoraf to findes i førerhuset og en bag på køretøjet. Brandfolkene får vist relevante parametre for køretøj og slukningsmiddel ved hjælp af brugerdefinerede visualiseringer med tydelige symboler. Operatøren kan skifte display eller ændre procesværdier ved hjælp af let tilgængelige trykknapper.
CR0452- og CR1082-displays og betjeningsenheder fra ifm, der anvendes her, har også en integreret PLC med ind-/udgang og CAN-interface. Iturri bruger disse decentraliserede styreenheder i HMIerne til forbehandling af data. De målte værdier fra miljøsensorerne (herunder udvendig temperatur, luftkvalitet, vindretning og -hastighed) bliver for eksempel forbehandlet i displaystyringen og sendt til hovedstyringen som et færdigt datasæt. Dette letter ikke kun programoprettelsen på dette sted, men sikrer også et slankt procesflow.
Billede 1: Føreren kan styre alle særlige funktioner og aggregater ved hjælp af det programmerbare grafiske CR1082-display i kabinen. Billede 2: Tryksensor med E1-typegodkendelse til detektering af vandtrykket i strålerøret.
ifm partnerskab
Iturri har i mere end 20 år arbejdet tæt sammen med og i partnerskab med ifm inden for styringsteknologi.
Jens Schöler forklarer, hvad han værdsætter ved ifm: "En af de store fordele ved at arbejde med ifm er, at ifm tilbyder færdige softwaremoduler til mange funktioner, for eksempel til tilslutning til chassiset fra forskellige velkendte køretøjsproducenter. Disse moduler kan downloades gratis fra ifms website. Det hjælper os meget. Vi skriver selv alle styreprogrammer. Her kan vi også regne med ifms support, for eksempel når der anvendes nye displays, og programmet skal oprettes eller tilpasses i processen. ifm har sørget for dedikerede kontaktpersoner, som også kommer til os og hjælper os med implementeringen på stedet. Dette er et meget stort aktiv ved ifm. Der findes også andre kendte producenter. Hvis jeg ringer til dem, kan jeg vente forgæves på support i lang tid. Men hos ifm får jeg hurtigt hjælp, enten via telefonen eller gennem et besøg af deres servicepersonale.
Konklusion
Omfattende styrefunktioner i baggrunden, herunder omfattende sensorteknologi og intuitive displays til indtastning, sikrer, at brandfolkene kan koncentrere sig om deres egentlige opgave i marken: effektiv brandslukning. Med ifm som mangeårig partner kan Iturri fuldt ud leve op til dette krav.