Firma Iturri polega na technologii sterowania dla aplikacji mobilnych w gaszeniu pożarów
Raport dot. zastosowań
Mózg pojazdu: Centralny sterownik ifm CR711S.
Przez ogień i wodę z ifm
Czy to w wozie strażackim, czy w kontenerze na sprzęt: W straży pożarnej bez technologii sterowania elektrycznego obecnie prawie nic nie działa. Iturri jest globalnym producentem podwozi wozów strażackich. Od ponad 20 lat polega na rozwiązaniach sterowania dla aplikacji mobilnych dostarczanych przez specjalistę w dziedzinie automatyki, firmę ifm.
Jeśli chodzi o gaszenie pożarów, szybkość to nie wszystko. Równie ważna jest niezawodność użytego materiału. Musi on działać doskonale nawet w ekstremalnych warunkach, takich jak wysoka temperatura lub woda. Zawsze w akcji: nowoczesna technologia sterowania, która ma kluczowe znaczenie dla funkcjonowania różnych pojazdów gaśniczych.
Iturri ma siedzibę w Wilnsdorf w regionie Siegerland. Producent należy do międzynarodowej grupy firm o tej samej nazwie. Ta ostatnia ma swoje korzenie w Hiszpanii i specjalizuje się w budowie niestandardowych pojazdów przeciwpożarowych.
W niemieckim zakładzie każdego roku produkowanych i dostarczanych jest około 80-100 pojazdów pożarniczych i specjalnych. Oprócz wozów strażackich, portfolio obejmuje w szczególności pojazdy sprzętowe, pojazdy ochrony środowiska, pojazdy dowodzenia i pojazdy do higieny miejsc awaryjnych. Do klientów krajowych i międzynarodowych należą gminy, sektor przemysłowy i lotniska.
Wóz do gaszenia pożarów lasów
Obecnie szczególny nacisk kładziony jest na wóz do gaszenia pożarów lasów opracowany przez Iturri. Jest to niezwykle wszechstronny pojazd z napędem na cztery koła, który nie tylko radzi sobie z ekstremalnymi kątami nachylenia zboczy, ale także przejeżdża zboczami o nachyleniu ponad 30 stopni. Pojazd ten łączy w sobie całe know-how, które pierwotnie hiszpańska firma była w stanie zgromadzić przez dziesięciolecia w ogarniętej pożarami lasów południowej Europie. Na przykład pojazd jest pokryty specjalną farbą, która jest ognioodporna, a dzięki specjalnej izolacji cieplnej chroni pasażerów w kabinie kierowcy przed ekstremalnymi temperaturami w pobliżu ognia. Przewody hamulcowe i kable elektryczne są osłonięte materiałem odpornym na wysoką temperaturę i w ten sposób chronione przed gorącem i uszkodzeniami mechanicznymi.
Szczególną cechą pojazdu jest jego system samoobrony: dysze wodne zamontowane na zewnątrz pojazdu w razie potrzeby zraszają jego szyby i opony strumieniem wody. Umożliwia to pojazdowi ucieczkę przed otaczającymi ścianami ognia i samodzielną ewakuację w sytuacji awaryjnej, po prostu jadąc przez ogień. Pojazd ma oddzielny 500-litrowy zbiornik na wodę i własny system pomp do tego systemu samoobrony.
Gęsto zalesione obszary Niemiec, w tym na przykład te w Dolnej Saksonii i Brandenburgii, również w ostatnich latach były coraz bardziej dotknięte pożarami lasów. W związku z tym kraje związkowe, o których mowa, również zdecydowały się na zakup tych specjalnych samochodów gaśniczych z Wilnsdorf.
Wóz do gaszenia pożarów lasów CCFM 3000 ma doskonałe właściwości terenowe i jest wyposażony w najnowocześniejszą technologię sterowania.
Centralne funkcje sterowania
Nowoczesne wozy strażackie nie poradzą sobie bez kompleksowej technologii sterowania. Centralny sterownik PLC, wspierany przez liczne czujniki, odpowiada za różne zadania sterowania i regulacji na pokładzie różnych pojazdów.
Na przykład środek gaśniczy, który składa się z wody z dodatkiem środka zwilżającego, jest precyzyjnie dozowany do rodzaju pożaru za pomocą przepływomierzy. Wymagana do tego celu pompa dozująca jest sterowana przez PLC za pośrednictwem sygnału CAN. Strażacy mogą ustawić i odczytać dawkę, która została specjalnie dobrana do konkretnego rodzaju pożaru za pomocą panelu sterowania z wyświetlaczem graficznym.
Czujniki ciśnienia wykrywają ciśnienie wody na dyszy i sterują pompą w celu uzyskania wymaganego przepływu i ciśnienia. Pompa jest napędzana przez dodatkowy napęd silnika pojazdu. Sterownik reguluje prędkość obrotową silnika wysokoprężnego tak, aby ustawiona wartość ciśnienia wody pozostawała stała. W tym celu wykorzystywany jest interfejs CAN z protokołem J1939 do silnika pojazdu.
Dodatkowe wyposażenie, takie jak specjalny system sygnalizacji (migające niebieskie światło i syrena) lub inne lampy sygnalizacyjne i oświetlenie do zabezpieczenia miejsca zdarzenia awaryjnego, są wizualizowane i obsługiwane za pomocą monitora i sterowane przez centralny sterownik PLC. Drzwi lub rolety są monitorowane za pomocą czujników indukcyjnych, ponieważ pojazd może odjechać tylko wtedy, gdy są zamknięte.
Operacje logiczne są również zapisywane w sterowniku. Przykład: Po włączeniu syreny automatycznie włącza się niebieskie światło. Niebieskie światło można jednak zapalić bez włączania syreny. Tylne urządzenie ostrzegawcze (żółte światła LED) może być używane tylko podczas wolnej jazdy, a powyżej określonej prędkości musi zostać automatycznie wyłączone. Sterownik odbiera wartość prędkości bezpośrednio z systemu sterowania pojazdu za pośrednictwem magistrali CAN.
Czujniki ciśnienia wykorzystujące zasadę pomiaru hydrostatycznego monitorują poziom wody i zbiorników środka gaśniczego w pojeździe i wizualizują je na różnych wyświetlaczach w kokpicie i z tyłu pojazdu.
Czujnik nachylenia na podwoziu pojazdu określa kąt nachylenia w kierunku wzdłużnym i poprzecznym pojazdu. W zależności od poziomu zbiorników środka gaśniczego i prędkości pojazdu, sterownik określa krytyczne kąty nachylenia i ostrzega kierowcę w odpowiednim czasie - za pomocą sygnałów wizualnych i dźwiękowych, w tym głosowych.
Kontenerowa stacja higieniczna RO/RO jest również wyposażona w technologię sterowania i graficzny panel operacyjny.
Wysokie wymagania
Przykłady te pokazują, jak rozległe i złożone są wymagania dotyczące centralnego sterownika. Iturri od lat polega w tym zakresie na rozwiązaniach firmy ifm, specjalizującej się w automatyce.
Jens Schöler, programista w Iturri: W przeszłości funkcje sterowania były implementowane za pomocą konwencjonalnego okablowania. Następnie producenci pojazdów przeszli na magistralę CAN. Sterowniki używane do tej pory nie były w stanie sobie z tym poradzić. Wtedy przetestowaliśmy różne sterowniki rozmaitych producentów i sterownik ifm był najlepiej dopasowany do naszych wymagań. Obejmował wszystko, czego potrzebowaliśmy, w dobrej cenie. W ten sposób wybraliśmy ifm.
Opierając się na swojej linii produktów ecomatmobile, ifm oferuje wydajne sterowniki, wyświetlacze, jednostki operacyjne i moduły I/O do użytku mobilnego. Elementy te zostały zaprojektowane z myślą o specyficznych wymaganiach związanych z użytkowaniem w pojazdach w porównaniu do ich odpowiedników przeznaczonych do środowisk przemysłowych,. Na przykład, obudowy są specjalnie uszczelnione i mogą być montowane poza kabinami kierowców. Ekstremalne temperatury, takie jak upał lub mróz, nie mają na nie większego wpływu niż wstrząsy i wibracje. Obudowy są również odporne na zakłócenia elektromagnetyczne.
Dr inż. Klaus Kutzner, przedstawiciel zarządu Iturri: EMC jest ważnym wymogiem dla naszych pojazdów. Wszystkie urządzenia elektryczne zainstalowane w pojeździe muszą mieć znak E, na przykład radia, niebieskie światła, a także elektroniczny sterownik. Firma ifm jest jednym z niewielu producentów oferujących komponenty sterujące i czujniki z tym znakiem E.
System samoobrony spryskuje szyby i opony strumieniem wody. Oznacza to, że pojazd może nawet przejechać przez ściany ognia, aby samodzielnie ewakuować się w sytuacji awaryjnej.
Wydajny sterownik
Nowoczesne pojazdy i maszyny mobilne wymagają bardzo wydajnej elektroniki sterującej, aby móc przetwarzać dużą liczbę sygnałów wejściowych i wyjściowych. Nowa, trzecia generacja sterownika ecomatController została opracowana specjalnie do tego celu. Posiada on dwa niezależne wewnętrzne sterowniki PLC jeden z nich jest certyfikowanym sterownikiem bezpieczeństwa.
Elektronika sterująca jest zintegrowana w kompaktowej metalowej obudowie z zamontowanymi z przodu, kodowanymi centralnymi wtyczkami do użytku mobilnego, zapewniającymi wszystkie niezbędne połączenia dla wejść, wyjść, komunikacji i programowania. Wskaźniki stanu LED RGB obrazują najważniejsze komunikaty systemowe.
Rdzeniem sterownika, który został zaprojektowany zgodnie z obowiązującymi standardami dla elektroniki w aplikacjach mobilnych, jest jeden z najbardziej zaawansowanych wielordzeniowych procesorów 32-bitowych o częstotliwości taktowania 300 MHz. Jego pamięć aplikacji o pojemności 6 MB obejmuje system przechowywania plików o pojemności 1 MB.
Sterownik ecomatmobile jest wyposażony w interfejsy komunikacyjne CAN. Są one wykorzystywane do komunikacji z jednostkami pojazdu za pośrednictwem protokołu J1939. Inne komponenty w podwoziu pojazdu, takie jak klaksony, światła, czujniki środowiskowe lub kamery cofania, komunikują się protokołem CANopen za pośrednictwem drugiego interfejsu CAN .
Zastosowany sterownik CR711S oferuje 60 portów wejściowych/wyjściowych. Można je konfigurować jako wejścia cyfrowe, częstotliwościowe lub analogowe z funkcją diagnostyczną, lub jako wejścia do pomiaru rezystancji. Natomiast wejścia analogowe pozwalają na pomiary prądu oraz napięcia. Wyjścia mogą być skonfigurowane jako wyjścia cyfrowe lub PWM z funkcjami diagnostycznymi, z regulacją prądu lub bez. Więcej portów dostępnych jest poprzez moduły CAN I/O.
Programowanie wykonuje się w znormalizowanych językach wg normy IEC 61131-3. Tworzenie programów ułatwia fakt, że ifm oferuje bezpłatne biblioteki funkcji, na przykład specyficzne dla producenta bloki funkcyjne do adresowania silnika wysokoprężnego za pośrednictwem protokołu J1939.
Ważne funkcje można wybrać na wyświetlaczu ecomat CR0452. Na tej stronie wyświetlacza można ustawić dozowanie środka zwilżającego.
Wizualizacja i obsługa
Wóz do gaszenia pożarów lasów ma trzy interfejsy człowiek-maszyna (HMI) firmy ifm, dwa z nich w kabinie kierowcy i jeden z tyłu pojazdu. Odpowiednie parametry pojazdu i środka gaśniczego są wyświetlane strażakom za pomocą dostosowanych wizualizacji z wyraźnymi symbolami. Za pomocą łatwo dostępnych przycisków operator może przełączać wyświetlacze lub zmieniać wartości procesowe.
Zastosowane tutaj wyświetlacze CR0452 i CR1082 oraz jednostki sterujące firmy ifm mają również zintegrowany sterownik PLC z portami wejścia/wyjścia i interfejsem CAN. Iturri wykorzystuje te zdecentralizowane sterowniki w interfejsach HMI do wstępnego przetwarzania danych. Przykładowo, zmierzone wartości z czujników środowiskowych (w tym temperatura zewnętrzna, jakość powietrza, kierunek i prędkość wiatru) są wstępnie przetwarzane w sterowniku wyświetlacza i przesyłane do głównego sterownika jako gotowy zestaw danych. Nie tylko upraszcza to tworzenie programu na tym etapie, ale także zapewnia sprawny przebieg procesu.
Zdjęcie 1: Kierowca może sterować wszystkimi funkcjami specjalnymi i agregatami za pośrednictwem programowalnego wyświetlacza graficznego CR1082 w kokpicie. Zdjęcie 2: Czujnik ciśnienia z homologacją typu E1 do wykrywania ciśnienia wody w dyszy.
Partnerstwo z ifm
Iturri ściśle współpracuje z ifm w dziedzinie technologii sterowania od ponad 20 lat.
Jens Schöler wyjaśnia, co ceni w ifm: Jedną z największych zalet współpracy z ifm jest to, że ifm oferuje gotowe moduły oprogramowania dla wielu funkcji, na przykład do połączenia z podwoziem różnych znanych producentów pojazdów. Moduły te można pobrać bezpłatnie ze strony internetowej ifm. To bardzo nam pomaga. Sami piszemy wszystkie programy sterujące. Tutaj również możemy liczyć na wsparcie ifm, na przykład gdy używane są nowe wyświetlacze, a program musi zostać utworzony lub dostosowany w trakcie procesu. ifm zapewnił dedykowane osoby kontaktowe, które również przyjeżdżają do nas i pomagają nam we wdrożeniu na miejscu. To ogromny atut ifm. Są też inni renomowani producenci. Jeśli tam zadzwonię, mogę długo czekać na wsparcie. Ale z ifm otrzymuję szybką pomoc, albo przez telefon, albo poprzez wizytę ich pracowników serwisowych.
Wniosek
Rozbudowane funkcje sterowania w tle, w tym kompleksowa technologia czujników i intuicyjne wyświetlacze wejściowe zapewniają, że strażacy mogą skoncentrować się na swoim rzeczywistym zadaniu w terenie: skutecznym gaszeniu pożarów. Dzięki ifm jako wieloletniemu partnerowi, Iturri może w pełni spełnić ten wymóg.