System sterowania w mobilnych maszynach budowlanych i rolniczych

Dla producentów maszyn budowlanych i rolniczych wyzwaniem jest szybkie wdrożenie inteligentnych autonomicznych i półautonomicznych funkcji maszyn oraz zapewnienie ich utrzymania w długim okresie czasu. Koszty opracowania takich rozwiązań we własnym zakresie są jednak bardzo wysokie.

Współpraca z partnerem technologicznym, który oferuje kompleksowe systemy automatyzacji jest zatem idealnym rozwiązaniem w przypadku małych i średnich producentów maszyn mobilnych. Doświadczony partner dostarczy gotową technologię, która pozwoli firmom pozostać konkurencyjnym na rynku.

Dzisiejsze maszyny budowlane i rolnicze posiadają zaawansowane funkcje bardzo podobne do tych, jakie można spotkać w produkcji przemysłowej. Najnowocześniejsze technologie, takie jak inteligentne łączenie maszyn w sieci, łączność w chmurze, cyfrowe łańcuchy procesów oraz zintegrowane bezpieczeństwo i ochrona, zyskują na znaczeniu również w przypadku maszyn mobilnych. „Za szybkim rozwojem tych nowych funkcji w obszarze maszyn budowlanych i rolniczych stoją wielcy producenci” – uważa Stefan Taxer, menedżer ds. automatyki mobilnej w B&R.

Aby móc z nimi konkurować, mali i średni producenci muszą pójść w ich ślady. Pytanie, jak to zrobić? Zbudowanie od podstaw własnego działu inżynieryjnego na potrzeby niezbędnych prac badawczo-rozwojowych to ogromna inwestycja. Dużo łatwiejszą alternatywą jest współpraca z doświadczonym partnerem technologicznym w celu wykonania zadań związanych z automatyzacją.

Sterowanie i HMI w trudnych warunkach pracy

Znaczną część technologii, które firma B&R opracowała w ciągu ostatnich 35 lat na potrzeby zastosowań przemysłowych można z powodzeniem zastosować w rolnictwie, budownictwie i sektorze komunalnym. W zasadzie jedyne, co firma B&R musiała zrobić, to dostosować swoje sterowniki i moduły HMI do zastosowań mobilnych.

W efekcie powstał dostosowany do pracy w trudnych warunkach system sterowania X90. System wytrzymuje temperatury od -40 do 85°C, a także wstrząsy i wibracje. Jest odporny na wpływ soli, światła UV i oleju. Modułowe rozwiązanie sterowania w pełni współdziała również z pozostałą częścią platformy technologicznej B&R.

Można je zatem programować – podobnie jak wszystkie inne produkty B&R – przy użyciu narzędzia programistycznego Automation Studio. System umożliwia komunikację w czasie rzeczywistym za pośrednictwem przemysłowego protokołu POWERLINK Ethernet.

Modułowość systemu – wybieraj tylko potrzebne funkcje

Wszystkie platformy sprzętowe B&R są konstruowane w sposób zapewniający im wyjątkową modułowość i skalowalność. W przypadku systemu X90 modułowość oznacza, że producent maszyn może wybierać spośród wielu opcjonalnych kart takie, które umożliwią wdrożenie potrzebnych funkcji, w tym dodatkowych I/O i interfejsów.

Skalowalność oznacza możliwość wyboru spośród wielu klas wydajności, co pozwala zapewnić spójne rozwiązania dla wszystkich typów maszyn – od podstawowych po maszyny wysokiej klasy.

System sterowania X90 i I/O może być rozszerzany modułowo, przy użyciu opcjonalnych kart na dodatkowe I/O lub interfejsy.

Gotowe komponenty oprogramowania

Rozwiązanie B&R to nie tylko hardware. Dzięki zestawowi narzędzi mapp Technology firma zapewnia inżynierom, programistom i automatykom ponad 200 zaprogramowanych wstępnie funkcji oprogramowania w Automation Studio.

Mapp Technology dostarcza rozwiązań dla web’owych interfejsów HMI, sterowania, serwisu, monitorowania danych i wielu innych funkcji. Ta koncepcja oprogramowania niezwykle ułatwia również wdrażanie szeregowych systemów kinematycznych, takich jak systemy stosowane w ramieniu koparki.

Jak to działa? Inżynierowie aplikacji po prostu wstawiają żądane funkcje do aplikacji metodą „przeciągnij i upuść” i wprowadzają odpowiednie parametry. Nie ma potrzeby wykonywania prac programistycznych wymaganych w tradycyjnych rozwiązaniach. Wszystkie funkcje mapp są ze sobą powiązane, a wymiana danych odbywa się automatycznie. To znacznie zmniejsza koszty rozwoju nowej aplikacji.

Platforma produktowa jest ponadto tak zaprojektowana, aby po napisaniu oprogramowania użytkowego można je było uruchomić na dowolnym sprzęcie. Ułatwia to przejście z maszyny podstawowej na maszynę z najwyższej półki. Oznacza to pewną, nieuwarunkowaną przyszłymi okolicznościami stopę zwrotu z inwestycji.

Dzięki rozwiązaniom automatyzacji firmy B&R, producenci sprzętu mobilnego mogą mieć pewność, że ich produkty są gotowe sprostać wszelkim wyzwaniom, jakie przed nimi staną.

Zintegrowane bezpieczeństwo

Technologia bezpieczeństwa odgrywa kluczową rolę w automatyzacji i nie należy jej lekceważyć. Producenci mogą znaleźć pomocne informacje na ten temat w dyrektywie maszynowej 2006/42/WE, która dotyczy również maszyn mobilnych eksploatowanych w Europejskim Obszarze Gospodarczym, Szwajcarii i Turcji. Zawiera ona również zharmonizowane normy mające międzynarodowe zastosowanie.

Opracowanie zintegrowanych rozwiązań bezpieczeństwa we własnym zakresie jest jednak kosztowne i złożone. Rozwiązanie, które oferuje B&R, to zintegrowany system bezpieczeństwa, dzięki któremu aplikacje bezpieczeństwa mogą być tworzone z certyfikowanych bloków oprogramowania. Dzięki zintegrowanemu rozwiązaniu bezpieczeństwa opracowanemu przez B&R, aplikacje bezpieczeństwa mogą być tworzone z certyfikowanych bloków oprogramowania.

Użytkownik po prostu łączy bloki w środowisku programistycznym Automation Studio, co pozwala znacznie zmniejszyć koszty ogólne związane z programowaniem.

Inteligentne maszyny

System sterowania X90 umożliwia wyposażenie maszyn mobilnych w funkcje, które czynią je kompatybilnymi z Przemysłowym Internetem Rzeczy. System X90 może zbierać dane, analizować je lokalnie i wysyłać do serwera brzegowego lub bezpośrednio do chmury za pomocą protokołu OPC UA. Możliwe jest również monitorowanie stanu i zdalna konserwacja. Dzięki nim zarówno konstruktorzy, jak i operatorzy mogą stale monitorować stan i wydajność ciągników, koparek i innych maszyn mobilnych.

„Jako partner technologiczny pomagamy konstruktorom maszyn rolniczych i budowlanych bez względu na wielkość przedsiębiorstwa pozostać konkurencyjnymi” – mówi Taxer. „Z nami u swego boku mogą oni łatwo czerpać ze wszystkich korzyści, jakie daje najnowocześniejsza automatyka, łącznie z technologią bezpieczeństwa i łącznością w chmurze”.