Agrometer Robust PLC för fältapplikationer
Applikationsrapport
Många bönder använder gödsel från sina djur som för grödorna. En vanlig gödseltank är bäst lämpad för mindre åkrar. Det danska företaget Agrometer med huvudkontor i Grindsted utvecklar lösningar som ger en snabb, kostnadseffektiv och markvänlig spridning av naturgödsel även på stora åkrar. En slang används för att transportera gödslet från en central plats till åkrarna.
I det här syftet har specialfordonet en stor slangtrumma. Den elektrohydrauliskt drivna trumman varvar ner och spolar tillbaka slangen efter behov samtidigt som man kör över åkern. Vid byte av riktning, till exempel i änden av åkern, positionerar en styrarm slangen i en jämn radie. Kapaciteten är imponerande: Upp till 200 ton gödsel kan spridas per timme.
Fördelen: Fordonets vikt reduceras eftersom det inte krävs någon gödseltank. Detta reducerar marktrycket så att det är lägre än ett fotavtryck. Den låga egenvikten innebär att bönderna kan gödsla sina åkrar tidigt på året när marken fortfarande är mjuk. Gödslet pumpas direkt till maskinen via rör och slangar, vilket tar bort luktproblem från vägarna. Agrometer bygger gödselutläggarna som fristående fordon med en spridningsbredd på upp till 30 meter eller som bogserade vagnar för traktorer, s.k. bogserad gödselutläggare.
Bild 1: Den bogserade gödselutläggaren SRS 1500 dras över åkern av en traktor för att sprida flytgödslet. Bild 2: Den gula styrarmen lägger ut matningsslangen upp till flera hundra meter på fältet i kurvor, vilket säkerställer att slangen lindas upp korrekt på trumman.
Central PLC för maskinstyrning
Båda varianterna kombinerade: De viktiga funktionerna, som upplindningen av slangen, styrs automatiskt av en central PLC. Ett stort antal givare används för att övervaka slangstyrarmens rörelse och andra positioneringsuppgifter som signaleras till styrenheten via decentraliserade IO-moduler. Givarna övervakar också trycket i gödselrören eller temperaturvärden.
Oluf Kristensen, teknisk chef på Agrometer, förklarar: "För våra maskiner använder vi nya mobila styrenheter samt även decentraliserade IO-moduler från ifm. Det underlättar kabeldragning och underhåll på maskinerna så att installationen kan ske snabbt.
Vid utvecklingen av maskinerna arbetar vi primärt med systemintegratören Pagaard. De tillhandahöll det kompletta systemet från ifm och utvecklade programvaran. Pagaard är också vår servicepartner vid felhantering."
Systemintegratören Pagaard använder ifm:s "ecomatController", som är specifikt utvecklad för användning i mobila maskiner.
Pagaards vd och delägare Torben Lund förklarar varför valet föll på ifm: "I början använde vid en industri-PLC för Agrometer. Men vi insåg snart att hållbarheten för industriprodukter som ska användas på mobila maskiner är en stor utmaning eftersom de inte är utformade för detta. Vi letade därför på marknaden efter tekniker som kunde klara de krävande villkoren i mobila applikationer. Vi snubblade på ifm där vi redan hade köpt givare. ifm erbjuder en styrenhet som vi anser vara bäst lämpad för den här uppgiften."
Den självgående gödselutläggaren SDS 8000 kan sprida upp till 200 ton gödsel per timme via slangen.
Utformad för extrema driftförhållanden
I decennier har ifm varit en ledande leverantör av robusta styrsystem för mobil användning och har en lång erfarenhet av applikationer på det här området. Serien "ecomat" består av PLC:er, IO-moduler och givare som klarar de krävande miljöerna i mobila applikationer.
Gödsel, vatten, permanent kondensation eller smuts är inga problem för systemen från ifm för mobila applikationer. Höljets speciella mekaniska design och ett tillförlitligt tätningskoncept förhindrar att fukt tränger in. Lämpliga stickkontakter och anslutningsledningar säkerställer att kapslingsklassen IP69K även omfattar höljets anslutningar.
Extrema väderförhållanden med frost eller tryckande värme: Det stora temperaturområdet för styrkomponenterna från ifm gör att de kan användas i alla klimatzoner. Alla givare och styrenheten prövas i cykliska temperaturchocktester. Tåliga höljesmaterial säkerställer att saltavlagringar som kan orsakas av grus på vintern inte påverkar produkterna.
Materialet i de här produkterna exponeras mot permanenta vibrationer eller extrema stötar. Därför är givarna för mobila applikationer komplett inkapslade. Stickkontakterna är skyddade med speciella vibrationsskydd. Styrenheternas och modulernas mekaniska design är särskilt klassade för permanenta stötar och vibrationer.
Den komplexa elektroniken skyddas mot elektromagnetiska störningar vilket visat sig i detaljerade EMC-tester. Ledningsbundna störningar filtreras tillförlitligt bort och kan inte påverka styrenheterna. Detta säkerställer att dataöverföringen via CAN-gränssnittet fungerar tillförlitligt även vid extrema förhållanden som i t.ex. utomhusapplikationer för transport och logistik. Pagaards programutvecklare Michael Lindbjerg förklarar: "Spänningen i arbetsmaskiner varierar kraftigt. En industri-PLC är inte utformad för det. En PLC för mobila applikationer är bättre lämpad eftersom de har ett stort spänningsområde mellan 8 och 32 V."
Dessutom har ecomat-komponenter e1-typgodkännande av den tyska transportstyrelsen. Detta gör det möjligt att installera enheterna på fordonet utan att typgodkännandet blir ogiltigt. Utöver det erforderliga EMC-gränsvärdet för e1-typgodkännandet har alla enheter en utökad EMC-immunitet på 100 V/m och klarar pulser från fordonets försörjningssystem utan problem.
Robusta decentraliserade I/O-moduler tar emot givarsignaler och skickar dem till PLC:n via CAN-bussen.
ifms ecomatController för mobila applikationer (nere till höger) är monterad i kopplingsskåpet utanpå fordonet.
Kraftfull styrenhet
ecomatController CR721S som används av Agrometer består av två interna PLC-enheter. En av dem är godkänd för säkerhetsrelaterade applikationer upp till EN 13849 PL d och EN 62061 SIL cl2. Fördelarna med en dubbel PLC: Två interna, oberoende programmerbara styrenheter gör att programvaran kan delas upp vid behov. Följaktligen kan den säkra program delen köras utan störningar från den allmänna program körningen. Kraftfulla 32-bitars processorer med flera kärnor säkerställer snabb programkörning även med komplexa styruppgifter.
ecomatController CR721S har 124 multifunktionella ingångar och utgångar. Pagaards programutvecklare Michael Lindbjerg förklarar fördelarna: "Alla ingångar kan konfigureras som digitala, analoga eller frekvensingångar. Tidigare hade vi problem med övervakning av våra utgångar, som var helt digitala i branschen, men ifms styrenheter har PWM-utgångar. Detta är en viktig funktion i den mobila världen för t.ex. styrning av hydraulventiler med pulsbreddsmodulerade utgångar."
På arbetsmaskiner och arbetsutrustning utförs de flesta funktioner av hydraulsystemet. Elektronisk ventil- och pumpstyrning har blivit standard på moderna maskiner. ifms ecomatmobile-system har strömreglerade PWM-utgångar och optimerade styrfunktioner för effektutgångarna. Detta ger ett gränssnitt oberoende av tillverkaren mellan hydrauliken och elektroniken.
Slutsats
De mobila styrenheterna från ifm säkerställer ultimat tillförlitlighet och kraftfull prestanda även i utmanande driftförhållanden. Tack vare hög anslutningsbarheten och många funktionerna ger de en maximal flexibilitet. Med denna robusta PLC garanterar ifm den kvalitet som är nödvändig för krävande mobila applikationer. ifm close to you!
