Mobilhydraulik-Komponenten mit CAN-Bus und Steuerung

Der heiße Draht zum Fluid

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Mobilhydraulische Komponenten müssen eine Vielzahl von Belastungen aushalten, wie Temperaturschwankungen und Stöße sowie unterschiedliche Drücke. Elektronische Steuerungskomponenten mit CAN-Bus Kopplung machen die Mobilhydraulik noch sicherer und komfortabler.

Dieser Beitrag wurde nach Informationen des Hauses Danfoss Antriebs- und Regeltechnik GmbH, Geschäftsbereich Hydraulik in Offenbach von Matthias Boehme Red. KEM zusammengestellt

CAN-Bus inklusive
Danfoss bietet das komplette PVG-Proportionalventil-Programm und die ergonomischen Joysticks Prof1 mit CAN-Bus-Kommunikation an. Verwendet wird das CAN-Open-Protokoll, unterstützt wird eine Datenübertragungsrate von bis zu 1 MBaud. Die CAN-Bus-Kommunikation für die Proportionalventile ist modular aufgebaut. Pro Ventilblock wird nur ein Kommunikationsmodul benötigt, welches mit bis zu acht Hydraulikventilsektionen kommunizieren kann.
Dadurch wird die Anzahl der CAN-Bus-Knoten niedrig gehalten und die Ventilsektionen sind auch nachträglich erweiterbar, ohne das elektrische Kommunikationssystem z.B. durch Einfügen von neuen CAN-Bus-Knoten zu verändern.
In das CAN-Bus-Kommunikationsmodul sind viele Hydraulik-Funktionen standardmäßig integriert.
Dies sind:
n Pro Ventilsektion können zwei unterschiedliche Rampenzeiten eingestellt werden
n Die Schieber-Kennlinie kann mit einer Standard-Einstell-Software geändert werden
n Ölbegrenzungsfunktionen sind flexibel einstellbar
Damit für die Einstellung keine Elektronikspezialisten erforderlich sind, hat der Anbieter hierzu eine einfache PC-Einstell-Software entwickelt. Damit ist es möglich, die Komponenten sehr schnell in Betrieb zu setzen und vor Ort zu optimieren. Gleichzeitig können alle Einstellungen dokumentiert werden.
Langsam fahren mit Komfort: Elektrischer Lenkradgeber
Für elektrohydraulische Lenksysteme ist ein elektrischer Lenkradgeber entwickelt. In langsamfahrenden Arbeitsmaschinen ist er ein wichtiges Bindeglied im Lenk-Regelkreis, der aus einem Lenkgeber, einem Lenkrechner, dem Proportionalventil PVG 32 und einer entsprechenden Sensorik besteht.
Die Lenkwelle mit Innenvielkeilverzahnung ist mit zwei Rillenkugellagern gelagert, die beide als Sensorlager ausgeführt sind. Je Sensorlager werden zwei elektrische Impulsketten (64 Impulse pro Umdrehung) ausgegeben, die elektrisch um 90° versetzt sind. Ausgewertet werden die Lenkimpulse in der Elektroniksteuerung ESX (siehe unten). Damit stehen dem Lenksystem Informationen über Lenkrichtung, Lenkverschiebung, Lenkgeschwindigkeit und Lenkbeschleunigung zur Verfügung.
Merkmale
n Geeignet für alle Danfoss-Lenksäulen OTPB und OTP-TT
n Zwei voneinander unabhängige Gebersysteme (Redundanz)
n Einstellbares Lenkmoment (0,5 bis 6 Nm), je nach Anwendung oder Bediener
n Robust und klein, dadurch auch für rauhen Betriebseinsatz geeignet
n Digitale Ausgänge für die Drehgeschwindigkeit, Umdrehungen, Winkelbeschleunigung und Drehrichtung des Lenkrades
Mobilsteuerung: Standardisiert und doch flexibel
Die Mobilsteuerung „ESX“ wird zur elektronischen Steuerung von Maschinen- oder Fahrzeugabläufen eingesetzt, speziell für das Sensor-Aktor-Management, zur Datenverarbeitung, für das Fehlermanagement und zum Datenaustausch zwischen verschiedenen Einheiten. Der robuste technische Aufbau mit hoher Schutzart (IP 67) und einer zulässigen Umgebungstemperatur von 85°C, die Schutzmaßnahmen bezüglich EMV sowie die Art und Anzahl der Ein- und Ausgänge zeichnen die ESX-Steuerung in harten, mobilen Applikationen aus.
Die Versorgungsspannung beträgt 12 oder 24 VDC. Die ESX-Steuerung wurde speziell auf das Danfoss Proportionalventil PVG 32 abgestimmt. Mit dieser Kombination können konventionelle speicherprogrammierbare Steuerungen einfach und kostengünstig ersetzt werden. Die standardmäßig eingebaute CAN-Bus-Schnittstelle hat sich im Einsatz an Maschinen und Fahrzeugen als leistungsfähiges Datentransfer-Medium durchgesetzt.
Neben der CAN-Bus-Schnittstelle bietet die serielle RS 232 C-Schnittstelle zusätzlich die Möglichkeit zur Programmierung bzw. Konfiguration der Mobilsteuerung mittels Terminal oder PC.
Standardsteuerung flexibel programmieren
Die ESX-Steuerung verfügt über ein EEPROM, in welchem spezielle Parameter für den Programmablauf dauerhaft programmiert werden können. Das EEPROM kann über den CAN-Bus oder die RS 232 C-Schnittstelle programmiert werden.
Auf diese Weise lassen sich verschiedene Einsatzvarianten, Zuordnungen von Sensoren bzw. Aktoren auf die Ein-Ausgänge, Kennlinien, Teilnehmer am CAN-Bus usw. programmieren. Somit kann die ESX-Steuerung als Standard für die verschiedensten Anwendungen eingesetzt werden.
Die Software bestimmt die Funktion.
Anwendungsbezogen erweiterbar
Die ESX-Steuerung verfügt über zwei interne Schnittstellen für Zusatzplatinen, durch die sich die Anzahl der Ein- und Ausgänge um max. 12 erweitern läßt. Die Eigenschaften der Ein-/Ausgänge sind frei wählbar. Dadurch ist diese Steuerung für kundenspezifische Anforderungen jederzeit anpaß- und erweiterbar. Mit zwei zusätzlichen Elektronikplatinen können so mehrere Proportional-Ventilblöcke PVG 32 mit bis zu 17 proportionalen Funktionen angesteuert werden.
Sicher steuern
Die ESX-Steuerung erfüllt die Anforderungsklasse 4 nach DIN VDE 0801 für sicherheitsrelevante Anwendungen (z.B. in Müllfahrzeugen, Hebebühnen etc.).
n Ein- und Ausgabekanäle sind diagnosefähig bezüglich Kurzschluß und Leitungsunterbrechung
n Der CAN-Teil bietet eine Fehlererkennung über eigene Fehlerregister
n Selbstdiagnose der internen Hardware
n Sicherheitsabschaltrelais integriert.
Internet
Handbuch der Wasserhydraulik
Der Autor dieses umfangreichen Informationswerkes, Professor Erik Trostmann, gehört der Maschinenbau-Fakultät der Technischen Universität von Dänemark an. Er ist dort als Abteilungsleiter am Institut für Produktentwicklung für eine Gruppe zuständig, die sich mit Hydraulik und Automation beschäftigt. Seine Forschungen auf dem Gebiet der Hydraulik umfassen u.a. Untersuchungen der statischen und dynamischen Kenndaten hydraulischer Komponenten und Systeme, Verlusttheorien für hydraulische Maschinen und die Entwicklung von Modellen und Simulationen.
In dem von Professor Trostmann konzipierten Leitfaden der Wasserhydraulik werden Themen wie Wasser als hydraulisches Medium, Hydraulikpumpen und -motoren, Ventile oder auch die Konstruktion des Wasserhydraulik-Systems behandelt. Das Buch eignet sich sowohl als Lehrbuch für Fachhochschulen und Technische Universitäten als auch, aufgrund seiner Anwendungsbeispiele, als Nachschlagewerk für Praktiker.
Der Preis dieses Buches beträgt 29,50 DM, es kann unter der Kennziffer (auf der nächsten Seite unten rechts im Kasten) bestellt werden.
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