Mobility_2023

MOBILE AUTOMATION 01 02

MOBILE AUTOMATION 01 02 1000 Mbit/s ist der neue Standard 4000-mal schneller als die aktuelle Schnittstelle. So können die zunehmenden Datenmengen von immer mehr Sensoren und Kameras sicher und quasi in Echtzeit übertragen und visualisiert werden. SCHON HEUTE HIGH-SPEED ISOBUS READY STW ist seit mehr als 35 Jahren einer der Innovationsführer in der Automatisierungstechnik für mobile Arbeitsmaschinen. Hoch robuste und leistungsstarke Sensorik, Mobilsteuerungen und Kommunikationsmodule für Landmaschinen, aber auch für Baumaschinen, Forstmaschinen, Sonderfahrzeuge und die Kommunaltechnik gehören zum Portfolio des Unternehmens aus Kaufbeuren im Allgäu. Bereits zur Weltleitmesse der Landtechnik, Agritechnica, wird STW mit der ESX.4cl-ag eine High- Speed-ISOBUS-kompatible Mobilsteuerung vorstellen. Mit ihrem 4-Port-Ethernet-Switch mit zwei 1000Base-T1-, einer 100Base-T1- (jeweils Single Pair Ethernet – SPE) sowie eine 100Base-TX-Schnittstelle bietet sie bereits jetzt die notwendigen Hardware-Voraussetzungen für den künftigen Hochleistungsstandard. Stefan Hohn erläutert die Vorteile: „Mit der ESX.4cl-ag können Maschinenhersteller schon heute Automatisierungssysteme für High-Speed ISOBUS zukunftssicher auslegen. Damit sichern sie sich einen Entwicklungsvorsprung und haben bereits kompatible Systeme im Markt, wenn der Standard branchenweit ausgerollt wird.“ Die Steuerung bietet darüber hinaus mit dem Aurix TC 399 Multicore Prozessor mit integriertem 16 MB Flashspeicher ausreichend Rechenleistung und Speicher für besonders leistungshungrige Applikationen. Neben den Ethernet-Schnittstellen bietet diese speziell für den Agrarsektor entwickelte Steuerung eine Zertifizierung nach der ISO 25119 AgPL d. Diese Zertifizierung gibt Maschinenherstellern ebenfalls Gewissheit, branchen- und normkonforme Safetyrelevante Applikationen zu entwickeln und zu implementieren. Für Applikationen jenseits der Landtechnik ist die ESX.4cl-ag zudem SIL 2 / PL d gemäß IEC 61508:2010 / EN ISO 13849-1:2015 sowie bis ASIL B nach ISO 26262 zertifiziert. Für letztgenannte Norm ist auf Wunsch eine Konformität bis ASIL C realisierbar. COPROZESSOR UNTERSTÜTZT BEI BESONDERS ANSPRUCHSVOLLEN ANWENDUNGEN Über die landtechnikspezifischen Vorteile hinaus bietet die Agrarvariante der Steuerung die bekannten Benefits der leistungsstarken ESX.4cl-Steuerungen von STW. Mit sechs CAN- Bus-Schnittstellen gelingt die Vernetzung auf der Maschine komfortabel und einfach. Mit Schutzklassen bis IP6k9k sind sie bereit für den Einsatz unter härtesten Bedingungen, von Schmutz und Staub, über extreme Temperaturen bis hin zu starken Vibrationseinflüssen. Die Steuerung unterstützt das SENT-Protokoll sowie LIN und liefert für angeschlossene Sensorik Versorgungsspannungen von 5 bis 12 V. 01 STW hat mit der ESX.4cl-ag eine High-Speed-ISOBUS-kompatible Mobilsteuerung entwickelt 02 Das Bordnetzsteuergerät BCX.4cs-ag unterstützt Tractor Implement Management TIM 03 Intelligente Kamerasysteme benötigen höhere Datenraten, die per High-Speed ISOBUS Standard künftig einheitlich verfügbar sein werden Für besonders anspruchsvolle Anwendungen und Systemarchitekturen kann die ESX.4cl-ag optional mit einem Coprozessor ausgestattet werden. Der Coprozessor i.MX6 ultralite mit frei programmier- und konfigurierbarem LINUX-Betriebssystem ist intern via Ethernet mit dem Aurix Prozessor verbunden und stellt mit seinem Singlecore ARM Cortex-A7 Prozessor zusätzliche Rechenleistung sowie 8 GB eMMC Speicherkapazität zur Verfügung. Auch diese Features helfen bei der Verarbeitung großer Datenmengen sowie Dokumentationsaufgaben. Ein Anwendungsbeispiel wäre die Bereitstellung eines OPC UA Stacks direkt auf der Steuerung. Stefan Hohn erklärt die Hintergründe: „Die Hardware- Voraussetzungen für den High-Speed ISOBUS sind definiert. Welche Protokolle genutzt werden, ist jedoch noch in der Erarbeitung durch die AEF. In der Verbindung mit einem externen Funkmodem lassen sich durch den integrierten Coprozessor die Vorteile des OPC UA Protokolls in der Machine-to-Machine-Kommunikation ohne zusätzliches Cloudprocessing nutzen.“ Neben der ESX.4cl-ag als Flaggschiff wird STW die Mobilcontroller-Serie für die Landtechnik in den kommenden Monaten um weitere Varianten ergänzen. Analog zur regulären ESX.4- Familie mit den Varianten ESX.4cl, ESX.4cm-a, ESX.4cs-gw und ESX.4ct werden auch für die Agrar-optimierten Steuerungen künftig zusätzliche Schnittstellen-Konfigurationen in den Markt eingeführt. Da alle ESX.4-Steuerungen auf derselben Aurix-Plattform aufbauen, können Applikationen jedoch ohne Mehraufwand von einer Controllervariante auf die nächstkleinere oder -größere portiert werden. TRACTOR-IMPLEMENT-MANAGEMENT READY Das Tractor Implement Management (TIM) über ISOBUS soll die Effizienz und den Komfort im Betrieb des Gesamtsystems Traktor und Anbaugerät erhöhen. Gespanne, die TIM über ISOBUS unterstützen, können bidirektional kommunizieren und agieren. Das Anbaugerät gibt dem Traktor vor, welche Geschwindigkeit ideal für den Prozess ist oder welche Leistung es von der Hydraulikversorgung benötigt. Somit gibt das für den Prozess verantwortliche Gerät den optimalen Betrieb vor, der Traktor agiert lediglich als automatisierte Zugmaschine und zur Leistungsversorgung im Gesamtsystem. Für den Maschinenbetreiber bedeutet dies eine höhere Prozessqualität und Effizienz, da sich das System selbst optimiert und nur das an Leistung fordert, was wirklich nötig ist. 14 MOBILITY 2023

MOBILE AUTOMATION „Durch die Automatisierung und den hohen Grad an Assistenzunterstützung wird der Fahrer entlastet – er kann sich stärker auf die Kontrolle des Prozesses konzentrieren, da die Fahrfunktionen hochautomatisiert ablaufen. Typische Anwendungsfälle, die hiervon profitieren, finden sich bei Pflügen, Ballenpressen oder Ladewagen“, fasst Stefan Hohn die Vorteile für den Maschinenbetreiber zusammen. STW stellt hierfür das Bordnetzsteuergerät BCX.4cs-ag auf der Agritechnica vor, das Steuerungsfunktionen und Leistungsverteilung zwischen Traktor und Anbaugerät gleichzeitig übernimmt. Das besonders robuste und kompakte Gerät lässt sich in Maschinenkonstruktionen mit geringem Bauraum flexibel integrieren. Mit einer Vielzahl an flexiblen Ein- und Ausgängen kombiniert mit der Leistungsübertragung bietet das Bordnetzsteuergerät Maschinenherstellern darüber hinaus hohe Freiheitsgrade in ihrer Applikationsentwicklung. Neben den ISOBUS TIM Funktionalitäten können Maschinenhersteller wie -betreiber vor allem von den Überwachungs- und Diagnosefunktionen der BCX.4cs-ag profitieren. Durch die Überwachung der Ströme können präventive Wartungsmaßnahmen ergriffen werden, bevor der Schadensfall eintritt. So werden Maschinenstillstände vermieden: ein großer Vorteil insbesondere in zeitkritischen Erntephasen. MEHR ALS HARDWARE Neben den neuentwickelten Controllern und Bordnetzsteuergeräten wird STW auf der Agritechnica innovative Updates zum bestehenden Portfolio vorstellen. Die Drucksensoren vom Typ M01 verfügen nun beispielsweise ebenfalls über SENT-Unterstützung sowie einen 32-Bit Microcontroller, der für zukunftsfähige Performance und Verfügbarkeit sorgen wird. Auch die STW-Systemdesignsoftware openSYDE weist eine Vielzahl an Updates und neuen Funktionalitäten auf, die auf der Agritechnica präsentiert werden. Mit openSYDE lassen sich Applikationen komfortabel auf Steuerungen der ESX-Produktfamilie portieren, Over-the-Air- 03 Updates durchführen, Flash-Funktionen nutzen, Systemdokumentationen automatisieren oder auch Diagnosefunktionen im Betrieb verwenden. Die komplette Systemdefinition, -konfiguration, -pflege und -dokumentation kann zentral verwaltet werden. Entwickler, die mit openSYDE arbeiten, können frei zwischen den Programmierungssprachen C, IEC 61131 mit logi.CAD3 oder Matlab wählen. Je nach Spezialisierung oder Präferenz kann jeder mit dem Tool arbeiten, mit dem er am effizientesten ist. Dabei ist openSYDE als Open-Source-Software mit offenen Datapools stets offen für das Andocken weiterer Softwaretools von Drittanbietern. Die STW-Softwareplattform ist dank Drag-and-Drop- Editor und vordefinierten Libraries sehr intuitiv zu bedienen. Auch openSYDE ist bereits TÜV-zertifiziert bis SIL 2 / PL d. Damit eignet sich die Softwareumgebung in Verbindung mit der ebenfalls zertifizierten ESX-Steuerungsfamilie speziell für Anwendungen mit Anforderungen an die funktionale Sicherheit. PARTNERSCHAFTLICHE UND INDIVIDUELLE ENTWICKLUNG STW unterstützt Landmaschinenhersteller bei Bedarf partnerschaftlich bei der Auslegung und Implementierung des Automatisierungssystems. Mit dem umfassenden Produktportfolio und komplementären Komponenten aus dem STW-Partnernetzwerk können Maschinenhersteller alle notwendigen Bausteine und Services aus einer Hand beziehen. Auf Wunsch lassen sich kundenspezifische Varianten realisieren, von individuellen Schnittstellenkonfigurationen bis hin zu Anpassungen der Oberfläche des Gehäuses. Bilder: STW; Bild 03: Scharfsinn, Shutterstock www.stw-mm.com AUTOR Peter Becker, Becker Storytelling, Uelversheim MASCHINENHERSTELLER SICHERN SICH MIT DER INNOVATIVEN STEUERUNG EINEN ENTWICKLUNGSVORSPRUNG Stefan Hohn, Produktmanager bei STW MESSEHINWEIS STW wird die ESX.4cl-ag sowie weitere Innovationen und Lösungen für die Herausforderungen smarter Landwirtschaft auf der Agritechnica vom 12. bis 18. November in Hannover in Halle 15 am Stand G50 vorstellen. MOBILITY 2023 15