Mobile Maschinen 5/2017

SPECIAL I AGRITECHNICA
Maschinen über tragen. Auf einfache Weise
und ohne größere Eingriffe in die bestehende
Architektur können so in einem bestehenden
System sicherheitsrelevante Funktionen und
Prozesse abgesichert und somit die Standards
nach der Maschinenrichtlinie erfüllen werden.
Ein Beispiel für die erfolgreiche Übertragung
des Prinzips von Wölfle auf mobile
Arbeitsmaschinen stellt ein Schwarzdeckenfertiger
dar. Bei diesem Projekt mussten
zunächst die Sicherheitsrelevanten- und
Standardfunktionen identifiziert werden.
Anschließend wurden zur Erfüllung der
Sicherheitsanforderungen alle sicherheitsrelevanten
Funktionen und die für diesen Prozess
notwendigen Signale über ein nachrüstbares
Sicherheitsmodul geführt. Dieses überwacht
als zusätzliches, autarkes Modul die
sicherheitsrelevanten Prozesse und Funktionen
der Maschine und greift im Fehlerfall in
die Notauskette ein. Das Sicherheitsmodul ist
entsprechend dem Risiko- und Gefahrenpotential
auf PLd nach EN ISO 13849-1 ausgelegt.
Weiterhin ist das System komplett redundant
ausgeführt. Für spezielle Sonderfunktionen,
wie Fehlerdiagnose oder Instandhaltung,
ist ein dritter, nicht sicherer Kanal vorhanden.
Der Eingriff erfolgt über zwei zwangsgeführte
Sicherheitsrelais. Die CPUs stammen aus der
Atmel-Familie und sind in C programmiert.
Sicher schnellwechseln
Ein Schnellwechsel von Anbaugeräten erfolgt
i. d. R. manuell. Alternativ kann der Vorgang
auch elektrisch durchgeführt werden. Dieser
Prozess birgt im Falle eines Fehlers jedoch Risiken
und führt schlimmstenfalls zum Entgleiten
des Anbaugeräts. Zur Vorbeugung
möglicher Gefahren setzt sich Wölfle für einen
Baumaschinenhersteller mit der Problematik
innerhalb eines Projekts auseinander.
Mithilfe einer Bedieneinheit wird eine
Schnellwechseleinrichtung für verschiedene
Anbaugeräte angesteuert, unabhängig von
der Gesamtsteuerung der Maschine. Die
Schnellwechseleinrichtung ermöglicht auf
diese Weise einen automatischen Werkzeugwechsel
der Anbaugeräte. Während bei manuellen
Systemen hierfür ein Bolzen einge-
02 Zur Gewährleistung eines sicheren
Maschinenzustands werden alle ausführbaren
Funktionen elektronisch überwacht;
verselbstständigt sich die Maschine,
allerdings unterbindet ein Modul die
Ausführung der Funktion und es kommt zu
keiner unerwünschten Fehlfunktion
03 Der manuelle Wechsel von Anbaugeräten
ist als extrem sicherheitskritisch einzustufen.
Der Einsatz einer Bedieneinheit zur Ansteuerung
einer Schnellwechseleinrichtung lässt
den Vorgang sicher werden
04 Komplexe Prozesse und Regelalgorithmen
in der Fahrzeugelektronik erfordern
leistungsfähige und betriebssichere
Steuerungen
schoben wird, so wird bei automatischen Systemen
dieser Vorgang per Elektronik gesteuert.
Ein unbeabsichtigtes oder selbstständiges
Lösen des Werkzeuges kann schwerwiegende
Folgen haben, weswegen dieser Prozess
als extrem sicherheitskritisch einzustufen ist.
Innerhalb des Projekts wurde aufgrund der
Risiko- und Gefahrenbeurteilung ebenso ein
zweikanaliges, redundantes System gewählt,
welches nach PLd nach EN ISO 13849-1 umgesetzt
wurde. Produkt- und Entwicklungsumfang
waren dabei das gesamte Bedienteil:
Frontend mittels Kurzhubtastern, Gehäuse
und Steuergerät im Bedienteil. Es wurden
CPUs aus der ATMEL-Familie gewählt, welche
ebenfalls in C programmiert waren.
Betriebssichere Steuerung
Komplexe Prozesse und Regelalgorithmen
in der Fahrzeugelektronik erfordern leistungsfähige
und betriebssichere Steuerungen.
Für einen Marktführer von Anbaugeräten
aus dem landwirtschaftlichen Bereich
entwickelte Wölfle ein ISOBUS-Steuergerät,
welches in mehrere Teilsteuergerätefunktionen
aufgeteilt wurde. Es ist komplex und
steuert Prozessfunktionen, die mittels Mathlab
programmiert werden können. Dafür
wurde eine Autosar-Basissoftware integriert,
die auch die ISOBUS-Funktionalität
übernimmt. Für die sicherheitsrelevanten
Funktionen wurden spezielle Hardwareschaltungen
verwendet und ausgelegt, sodass
die Sicherheit für bestimmte Funktionen
mit einer einkanaligen Architektur,
nach PLc nach EN ISO13849-1 erreicht wird.
Hardwareseitig wurde ein Embedded-System
verwendet, das auf die Prozessorfamilie
von Renaisaance zurückgreift. I/O-seitig
wurden 6 Sensoreingänge, 8 Digitale I/Os,
16 Halbbrücken (2 und 6 A) und drei High-Side-Ausgänge
(6 A) eingebaut. Es verfügt über
4 CAN-Schnittstellen und kann mit einer Erweiterungsplatine
auf 8 Sensoreingänge und 20
Halbbrücken (10 A) erweitert werden. Als Betriebssysteme
stehen Codesys, Autostar, ISO-
BUS oder eigene C, C++ Codes zur Verfügung.
www.wolfle-gmbh.de
STARKE BEDIENSYSTEME FÜR RAUE ARBEITSBEDINGUNGEN
INTELLIGENT. ROBUST. INDIVIDUELL.
ENTWICKLUNG UND UMSETZUNG MASSGESCHNEIDERTER BEDIENSYSTEME AUS EINER HAND!
Griessbach GmbH · Im Biotechnologiepark · 14943 Luckenwalde · www.griessbach.de
KNOW HOW AUS
LUCKENWALDE