Rolnictwo przyszłości nie może istnieć bez zaimplementowania innowacyjnych rozwiązań już teraz. Nowoczesne podejście do kwestii upraw, hodowli, sadownictwa czy przetwórstwa jest niezbędne dla ich dalszego rozwoju i postępu technologicznego w tych dziedzinach. Z powyższych względów warto przyjrzeć się bliżej rozwiązaniom i systemom sterowania przeznaczonym dla maszyn rolniczych, które w swojej ofercie ma lider tego typu zastosowań na polskim rynku – firma ifm electronic.
Mobilna precyzja
Wszystkie mobilne maszyny rolnicze, ale również leśne, budowlane, komunalne, transportowe i logistyczne mogą zostać wyposażone w nowoczesne i innowacyjne rozwiązania. Do każdego z nich można dopasować indywidualnie elastyczny, wytrzymały i niezawodny system sterowania. Firma ifm electronic posiada w swojej ofercie pełny zakres wysokiej jakości podzespołów do zastosowania w rolniczych maszynach mobilnych, od czujników i kabli po wyświetlacze i sterowniki. Każda część może zostać dostosowana do systemu danego gospodarstwa.
Zanim produkty ecomatmobile trafią do klienta, są poddawane drobiazgowej kontroli, a procedury testowe gwarantują, że wszystkie czujniki i konektory do aplikacji mobilnych posiadają odpowiednią osłonę. To dlatego, że każde z urządzeń musi udowodnić swoją niezawodność w obszernych i wyśrubowanych testach obejmujących próby odporności na udar termiczny i drgania oraz specjalne próby szczelności, choćby z użyciem strumieni wody pod wysokim ciśnieniem.
– Wysoko zautomatyzowane i precyzyjne procesy produkcyjne umożliwiają wytwarzanie produktów wolnych od wad o zminimalizowanych zakresach tolerancji. Kompleksowe kontrole jakości oraz wysoka jakość materiałów gwarantują, że produkty spełniają najwyższe wymagania i są odporne na najtrudniejsze warunki eksploatacji, bez względu na rodzaj gleby czy panujące warunki atmosferyczne. Cały proces produkcyjny jest oczywiście certyfikowany zgodnie z normami ISO – mówi Adrian Kwiatkowski, Inżynier Projektu / Systemy sterowania do maszyn mobilnych w ifm electronic.
Ekstremalne testy
Ponieważ silne uderzenia i drgania są częścią codziennej pracy maszyn mobilnych na gruntach rolnych, urządzenia te muszą być odporne na wszystkie czynniki zewnętrzne. Zarówno testy drgań, jak i sprawdziany udarowe symulują trudne warunki pracy i zapewniają prawidłowe działanie podzespołów, w skład których wchodzą obudowy, złącza elektryczne oraz wyświetlacze. W praktyce wszystko ma wytrzymać nawet najbardziej niekorzystne warunki środowiskowe.
– Zachowanie podzespołów ecomatmobile jest testowane w specjalnych laboratoriach przy włączaniu w ekstremalnych temperaturach, nawet dla najbardziej zmiennych stref klimatycznych. Analitycy, stosując ukierunkowane promieniowanie UV, udowodniają, że silne światło słoneczne nie ma wpływu na urządzenia, a pojedyncze części są odporne na skrajne wahania temperatury czy wysoką wilgotność – tłumaczy Adrian Kwiatkowski.
Mobilne sterowniki mogą być przeznaczane do różnych zadań, jak choćby wydajne 32-bitowe mikrosterowniki zapewniające bardzo krótkie czasy cyklu. Ich duża pamięć umożliwia przetwarzanie złożonych programów użytkowych. Drugi wbudowany mikrosterownik monitoruje zaś ważne funkcje systemu bezpieczeństwa. Poza wejściami i wyjściami cyfrowymi sterownik ma również porty analogowe. Istnieje również opcja korzystania z wejść dla szybkich sygnałów do 30 kHz. Wszystkie wejścia i wyjścia są zabezpieczone przed zakłóceniami i przeciążeniami. Zasilacze o szerokim zakresie umożliwiają też pracę w systemach pokładowych 12 i 24 V.
Budowa modułowa
Niemal wszystkie sterowniki mają kilka interfejsów CAN, które służą do transmisji danych za pomocą protokołu lub do zdecentralizowanych modułów wejść/wyjść albo do modułu dialogowego. Sterowniki z więcej niż jednym interfejsem mogą być wykorzystane także jako brama. Umożliwia to bezpośrednie przetwarzanie danych sterujących i diagnostycznych w silnikach wysokoprężnych.
Dodatkowo programowanie jest jasne i proste dla użytkownika, ponieważ dla specjalnych funkcji sprzętowych dostępne są biblioteki funkcji. Wytrzymałe interfejsy HMI to programowalne wyświetlacze graficzne do sterowania, ustawiania parametrów i obsługi maszyn rolniczych oraz innych instalacji wykorzystywanych w rolnictwie. Mogą być stosowane jako rozwiązanie autonomiczne lub w połączeniu z mobilnym sterownikiem. Dane i funkcje urządzenia są bezpiecznie przesyłane za pośrednictwem interfejsów CAN, Ethernet i USB.
Niektóre typy wyposażone są w dodatkowy przycisk nawigacyjny, potencjometr z funkcją przycisku, wiele dowolnie programowalnych podświetlanych przycisków funkcyjnych lub ekran dotykowy. Urządzenia te oferują podwyższone poziomy EMC i posiadają odpowiednią homologację. Dzięki wysokiemu stopniowi ochrony obudowy moduły nadają się do montażu na zewnętrznych panelach i powierzchniach czy też w kabinach maszyn rolniczych.
Uniwersalny terminal
Niezawodną komunikację między ciągnikiem a naczepą zapewnia też inny produkt – bramka ISOBUS do maszyn rolniczych, która już na starcie posiada wstępnie zainstalowaną pulę obiektów do wizualizacji na uniwersalnym terminalu, wzmocnioną przez łatwą konfigurację. Całość przekłada się na szybkie i proste wdrożenie bez dodatkowych kosztów licencji, bo bramka pozwala na prostą integrację funkcji przyczepy w programie sterującym do maszyn rolniczych. Aby to osiągnąć, dostarczona biblioteka funkcji jest ładowana do istniejącego programu użytkowego, gdzie konfiguruje wizualizację zgodnie z odpowiednimi wymaganiami.
Dzięki zoptymalizowanemu przetwarzaniu danych przesyłane są tylko te wartości, które mają być wizualizowane na podłączonym wyświetlaczu, co znacznie zmniejsza obciążenie magistrali danych.
– Bramka ISOBUS umożliwia łatwe korzystanie z istniejącego w ciągniku wyświetlacza za pośrednictwem sieci. W tym celu pomiędzy sterownikiem przyczepy a złączem ciągnika instaluje się bramkę. Korzystając z bibliotek udostępnionych w CODESYS, wizualizację zapisaną na bramce można w prosty sposób dostosować do indywidualnego zastosowania. Do wizualizacji dostępne są najczęściej używane obiekty – objaśnia Adrian Kwiatkowski.
Ponadto obsługiwana jest dodatkowa funkcja sterowania AUX, umożliwiająca indywidualne dostosowanie obsługi maszyny rolniczej do danego przeznaczenia. Dzięki wygodnemu złączu M12 bramkę ISOBUS da się łatwo połączyć z dowolnym mobilnym sterownikiem firmy ifm za pośrednictwem interfejsu CAN; nawet w późniejszym czasie. Sama bramka może pracować w pokładowej sieci elektrycznej 12 i 24 V. Jej wysoki stopień ochrony i szczelnie zabezpieczona powierzchnia sprawdzają się nawet w trudnym środowisku pracy. Także ekstremalne temperatury czy nieustanne wstrząsy i drgania nie mają wpływu na funkcjonalność urządzenia, a oszczędność nakładów minimalizuje koszty rozwoju gospodarstwa.
Globalna firma ifm electronic działa nieprzerwanie od 1969 roku. Spółka zatrudnia obecnie blisko 9000 pracowników w 165 krajach na całym świecie dla ponad 150 tysięcy klientów. Funkcjonujący od 2004 roku katowicki oddział ifm electronic, liczący ponad 30 pracowników, stale inwestuje w poszukiwanie innowacji i rozwój przedsiębiorstwa. Dlatego od 2012 roku w Opolu coraz prężniej działa też polska jednostka produkcyjna – ifm ecolink, zatrudniająca ponad 500 pracowników, wśród których około 80 procent stanowią panie. Oferta firmy to ponad 15 tysięcy artykułów, rozwiązań systemowych i produktów kompatybilnych z wieloma komponentami.
Blisko 1400 pracowników w dziale badawczo-rozwojowym oraz ścisła współpraca z instytucjami badawczymi, uczelniami, uniwersytetami czy start-upami przekłada się na niemal 1200 wniosków patentowych. Inżynieria ukierunkowana na specyfikę poszczególnych rynków i regionów uwzględnia nawet najbardziej precyzyjną ofertę indywidualną dla automatyki przemysłowej i dowolnego partnera biznesowego, również takiego z sektora rolniczego.
Artykuł opublikowany w numerze 1/2023 czasopisma „Rolnictwo Przyszłości”.
Copyright @ 2023 „Rolnictwo Przyszłości”. Kopiowanie i powielanie treści bez zgody redakcji jest zabronione.