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O+P Fluidtechnik 5/2020

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O+P Fluidtechnik 5/2020

STEUERN UND REGELN

STEUERN UND REGELN MODERNE HYDRAULIK IN DIGITALEN NETZWERKEN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Hydraulikfunktionen, wie beispielsweise die Lageregelung einer Hydraulikachse oder die Druckregelung einer Halte-, Klemm- oder Pressfunktion, werden oftmals von einer übergeordneten SPS durch Ansteuerung der entsprechenden Elektronikkarten kontrolliert. Die Anforderungen bei mobilen Maschinen sind meist etwas komplexer. Die einzelnen Elektronikboxen steuern bei mobilen Maschinen nicht nur die Ventile an, sondern übernehmen auch Koordinations-, Mess- und Regelaufgaben innerhalb des Gesamtsystems. So entstehen aus einem Großprojekt meist kleinere Teilprojekte, die sich durch klar definierte Kommunikations- und Sensor-Schnittstellen abgrenzen. Dies erfordert ein Umdenken bei der Konzeption einer mobilen Maschine und setzt eine enge Zusammenarbeit zwischen dem System-, Hydraulik- und Elektronik-Engineering voraus. Die neueste Generation der Steuergeräte von Wandfluh vereinfacht dieses Zusammenspiel, indem Autor: Adrian Feuz, Leiter Elektronik, Wandfluh AG, Frutigen, Schweiz modular frei programmierbare Elektronikmodule über eine CAN-Bus Schnittstelle untereinander kommunizieren können und ihre Aufgaben genau dort erfüllen, wo sie benötigt werden. MODULAR, FLEXIBEL, REMOTEFÄHIG Die PME-Elektronikmodule von Wandfluh sind durch ihre Vielfalt breit einsetzbar. Das Sortiment verfügt über Verstärker- und Reglermodule in unterschiedlichen Größen, über Bedienelemente sowie frei programmierbare grafische Anzeigen, auf denen ausgesuchte Maschinendaten in verschiedenen Ansichten angezeigt werden können. Nebst der flexiblen Programmierung zeigt sich ein großer Vorteil in der Erweiterbarkeit solch modularer Aufbauten. Darüber hinaus verfügen die Geräte über eine Telemetrie Schnittstelle, über die ein Fernzugriff via GSM oder Wifi möglich ist, um die Maschinen fernzusteuern, eine Remote-Diagnose durchzuführen oder ein weltweites GPS-Tracking des Fahrzeugs sicherzustellen. HÄRTETEST BESTANDEN Als ersten Prototyp hat Wandfluh eine PME-Steuerung auf einem Anhänger für den Forstbetrieb realisiert, um Konzept und Technik in einer unwegsamen Umgebung und unter Einfluss von Schnee, Regen und Vibrationen testen zu können. Der Anhänger wird dabei vom Zugfahrzeug aus über ein einziges Kabel gesteuert und verfügt über eine hydraulische Antriebsunterstützung sowie eine hydraulische Bremse. Dies erlaubt ein sicheres Manövrieren mit einem relativ kleinen Zugfahrzeug in engen und zum Teil steilen Waldgebieten, ohne dem Risiko, stecken zu bleiben. Darüber hinaus kön- 22 O+P Fluidtechnik 2020/05 www.oup-fluidtechnik.de

STEUERN UND REGELN nen mit der hydraulischen Bremse lange und steile Abfahrten bewältigt werden, ohne die Bremsen des Zugfahrzeugs zu überhitzen, da die Motorbremse das Gewicht eines vollbeladenen Anhängers nicht alleine zu bremsen vermag. PROTOTYP IM DETAIL Die dezentralen Ein-/Ausgabemodule für die Sensoren und Elektronikkarten der Hydraulikventile sind über einen CAN-Bus miteinander verbunden. Auf einem Display im Zugfahrzeug werden dabei die Proportional-Druckbegrenzungsventile eingestellt, welche die Zusatzkraft des Anhängers regeln. Dabei treibt die Kardanwelle des Zugfahrzeugs zwei voneinander unabhängige Hydraulikpumpen an, die bergauf den nötigen Öldruck für die Antriebsunterstützung bereitstellen. Bergab werden die Achsen des Anhängers hydraulisch gebremst, indem dieselben Ventile indirekt die Drehzahl der Achsen begrenzen. Ein großer Teil der Bremsenergie wird dabei in Wärme umgewandelt, die das Hydrauliköl erwärmt. Diese Energie wird mit einem herkömmlichen Ventilator an die Umgebungsluft abgegeben. Die getrennte Ansteuerung der rechten und linken Achse ermöglicht die Simulation einer Differentialsperre, die bei höheren Geschwindigkeiten auf festem Grund durch Öffnen der Ventile sehr einfach entsperrt werden kann. Die zusätzlichen Sensoren an der Kardanwelle und an den Getrieben ermöglichen eine softwaregestützte Überwachung des Systems und geben auch während der Fahrt wichtige Informationen an den Fahrer weiter. POINTIERT PME-ELEKTRONIKMODULE BREIT EINSETZBAR KOMMUNIKATION PER CAN-BUS SCHNITTSTELLE FERNZUGRIFF VIA GSM ODER WIFI MÖGLICH FLEXIBEL PROGRAMMIERBAR Ähnliche Lösungen finden sich in Baumaschinen, Spezialmaschinen oder beispielsweise in sogenannten Straddle Carrier (große Containerhubwagen im Hafenbereich) deren acht Achsen bei hohen Geschwindigkeiten synchron steuern und zum Manövrieren auf engstem Raum auf asynchrone Steuerung umgeschaltet werden können. Diese sind auf dem Hafengelände meist ohne Fahrer unterwegs und erhalten von einem Operator Aufträge, die sie dann selbstständig ausführen. Fotos: Adrian Feuz www.wandfluh.com 03 01 02 01 Online-Diagnose und Bedienung mittels Display der PME-Gerätefamilie 02 Integrierte Magnetschieberventile WDMFA, Nenngrösse 10, für Getriebezuschaltung, vorwärts / rückwärts 03 Telematik-Module eröffnen Möglichkeiten für Remote-Diagnose und Fahrzeugtracking www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2020/05 23

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