Funkvernetze Radgreifer-Steuerung und Anzeige

Steuerungs- und Regelungstechnik

Herausforderung:

Entwicklung eines energieautarken, drahtlosen Steuerungs- und Anzeigesystems für hydraulische Schwerlasthebeanwendungen.

U.a. waren folgende Herausforderungen bei der Entwicklung zu berücksichtigen:

Hebesystem für hydraulische Radgreifer, Fahrschienen u.ä. Hebeanwendungen
Freier und skalierbarer Aufbau der Teilnehmer und einfache Gruppenbildung
Energieautarkes, akkubetriebenes System
Mehr als 30 Funkteilnehmer im Synchronbetrieb
Eine Steuerung für die einfachste und komplexeste Hebeanforderung
Modularer Aufbau und Kaskadierbarkeit
Sicherheitsabschaltzeiten bei max. Anzahl müssen eingehalten werden
Sicherheitskriterien für Betrieb unter Last müssen eingehalten werden
Vorbereitet für zukünftige Anwendungen/Optionen ohne Änderung an Elektronik
Vorbereitet für zukünftige Anforderungen an IoT und Fernwartung (updatefähig)
Selbstüberwachender, redundanter Mess-/Regel- und Steuerungsablauf
Anzeige- und Bedieneinheit für die Visualisierung, Steuerung, Zustands- und Fehlererkennung
Einfache Updatefähigkeit durch Field-Service / Endanwender (Update-Dongle)

Lösung:

Für unseren Kunden entwickelten wir ein neuartiges Steuerungs- und Regelungskonzept. Als Basis für diese Entwicklung wurde unser digitaler, manipulationssicherer Datenbus (CT-Netzwerk) verwendet, welcher alle Teilnehmer drahtgebunden und drahtlos miteinander verbindet. Die Steuerungsplatine setzt auf ein redundantes und zweikanaliges Rechnersystem auf, welches durch spezielle Schaltungstechnologien sämtliche im System vorhandenen Leitungen des Kabelbaums einzeln überwacht. Alle im System befindlichen Sensoren, Aktoren, Bedienfelder und Anzeigen werden von den beiden Mikrokontrollern redundant auf Funktionsfähigkeit überprüft und der Status im Funknetzwerk global publiziert. Alle Teilnehmer kommunizieren zeitsynchron und überwachen sich somit gegenseitig, jedem Teilnehmer ist der Zustand jedes weiteren Teilnehmers bekannt. Dies gewährleistet die geforderte skalierbare Erweiterbarkeit des Systems (inkl. Vorbereitung für die maximale Ausbaustufe) ohne Folgekosten. Das Datenprotokoll ist nach den gültigen sicherheitstechnischen Regeln aufgebaut. Eine absolute Neuheit ist das Floating-Master-System auf Basis unseres CT-Netzwerks. Dieses sorgt für permanente Funktionssicherheit und kann lokale und globale Systemzustände/Messdaten vom Sensor bis in die Cloud (für IoT-Anwendungen) durchreichen.