Erweitertes Produktportfolio für mobile Maschinen

STW verfügt als Komponentenlieferant über ein vielseitiges Produktportfolio an Steuerungen, Sensoren, Telekommunikationsmodulen, E-Antrieben sowie Displays- und Bedieneinheiten für mobile Maschinen. Ergänzt durch Partnerprodukte und begleitet durch eigene Schulungs-, Support- und Systemteams hilft STW mittelständischen Unternehmen und großen OEMs, die Leistung und Effizienz ihrer Maschinen zu steigern und die Sicherheit zu erhöhen. Durch die Kommunikation zwischen den Maschinen und die Vernetzung mit STW-Cloud-Plattform und Diensten von Partnern wird die Integration der mobilen Maschine in Geschäftsprozesse ermöglicht.

Auf der Agritechnica, Weltleitmesse für Landtechnik in Hannover, präsentierte der Lieferant im November Neuheiten aus der Steuerungs- und Sensorikwelt. Wie bereits mit dem Gateway Steuergerät ESX-4CS-GW begonnen, werden auch die beiden neuen Geräte aus der ESX-Familie auf der Aurix-Controllerplattform basieren. Neue Sensorik, welche auf der MEMS-Technologie aufbaut ist zu sehen und erstmals darf ein Blick hinter die STW-Kulissen geworfen werden.

• ESX-4IOM-A

Bei der ESX-4IOM-A handelt es sich um ein Slave I/O-Modul, welches als dezentraler Knoten über CAN oder die TSN-fähige Ethernet-Schnittstelle in ein System integriert werden kann. Mit Hilfe dieses Moduls können verschiedenste Eingangssignale aufgenommen und zur Verarbeitung an eine Mastersteuerung z. B. über CAN-Open gesendet werden. Die Mastersteuerung gibt aufgrund der Eingangsdaten die Ausgänge auf der ESX-4IOM-A frei. Somit können verschiedenste Aktuatoren bis 4A über High-Side oder Low-Side angesteuert werden. Insgesamt stehen für einen Knoten 32 konfigurierbare Eingänge und 28 Ausgänge zu Verfügung. Über diese Eingänge können auch die Signale von Sent-Sensoren eingelesen werden. Vier CAN-Schnittstellen machen es möglich, die Steuerung mit anderen Systemkomponenten zu verbinden. Mit dem gemanagten Ethernet Switch ist es möglich, Ethernetdaten mit bis zu 100Mbit/s zu anderen Teilnehmern, wie Beispielsweise zwischen Kamera und Display ohne Verlust von Rechenleistung der Steuerung, zu übertragen. Auch ist es möglich über, das im automotiven Bereich bereits etablierte, Broad R Reach entsprechende Komponenten mit dem System zu verbinden und auf die zukünftigen Aufgaben im Bereich der mobilen Arbeitsgeräte vorbereitet zu sein. Konfiguriert werden kann die ESX-4IOM-A über CAN-Open oder das aus dem Hause STW stammende frei verfügbare Entwicklungstool Opensyde.

• ESX-4CL

Die Steuerung ESX-4CL wird als derzeit größte Steuerung der 4. Generation für komplexe Systemarchitekturen entwickelt. Die frei in C, Codesys, Logicad 3 oder Matlab programmierbare Steuerung bietet als zentrale Steuerung eine hohe Performance. Neben den 62 konfigurierbaren Eingängen und 52 High-Side und Low-Side Ausgängen, bietet die Steuerung ESX-4CL in einer speziellen Variante die Möglichkeit über einen hoch performanten zusätzlichen Linuxrechner erste Assistenzfunktionalitäten, wie komplexe Rechenanwendungen, im System zu realisieren. Die ESX-4CL bietet ebenso einen gemanagten, echtzeitfähigen 4-fach Ethernet Switch mit bis zu 1Gbit/s schnellen Ports. Die beiden Steuerungen werden gemäß den Sicherheitsnormen IEC 61508, EN ISO 13849-1 und ISO 26262 für sicherheitsgerichtete Anwendungen entwickelt. Durch den Multicore-Prozessor steht einer der drei Cores rein für den sicherheitsgerichteten Teil Ihrer Applikation zur Verfügung. Für diesen Core wird ein eigenes Hex-File erzeugt. Die beiden weiteren Cores können für nicht-sicherheitsgerichtete Applikationen verwendet werden.
Durch diese Vorgehensweise kann die Safety-Applikation unabhängig von der Nicht-Sicherheitsgerichteten getestet, qualifiziert und zugelassen werden. Dies erleichtert die Optimierung beziehungsweise Änderung der Non-Safety Applikation erheblich, wenn der Safety-Teil unberührt bleibt. Der Controller-interne Lock-Step-Core überwacht verschiedene Systemspannungen und den Programmablauf. Bei Bedarf schaltet dieser alle Ausgänge über einen zweiten Abschaltweg ab, bzw. setzt den safety-Core in den Reset. Digitale und analoge Rücklesungen für nahezu alle Signalzweige erlauben eine umfassende Diagnose des Systems inklusive der Ein- und Ausgänge. Per Safety-Manual und Diagnose-Bibliothek ist die Erstellung und Pflege einer sicherheitsgerichteten Applikation bequem möglich.

Wie alle Steuerungen der ESX-Familie sind diese sehr robust entwickelt, um die rauen Anforderungen in der Welt der mobilen Arbeitsmaschinen erfüllen zu können. Die Steuerungen sind in einem Aluminium Druckgussgehäuse mit einem Druckausgleichselement ausgestattet und weisen eine Dichtigkeit von IP6k5k / IP67k, ohne den Einsatz der M12-Stecker sogar bis IP6k9k auf. Über zwei Sichtfenster können bequem die System LED und eine frei programmierbare LED als Indikator genutzt werden.

Der Neigungssensor ELNS ist das erste Produkt einer neuen Generation von Neigungs- und Gyrosensoren von STW, die auf dem Einsatz von MEMS-Sensortechnologie basieren. Merkmale sind darüber hinaus eine neue modulare Software- und Hardwareplattform, eine optimale Einbindung in die STW Produktfamilie über das STW Lifecycle-Tool Opensyde, sowie ein kompaktes und robustes Design. Mit dem Neigungssensor ELNS wird der Neigungswinkel eines Objekts in Bezug auf das Schwerefeld der Erde erfasst. Die verwendete Sensortechnologie in Verbindung mit einem stabilen Gehäuse eignet sich für Anwendungen in mobilen Arbeitsmaschinen und rauen Umgebungsbedingungen. Die Messwerte werden über eine CAN-Schnittstelle (CAN, CAN-Open, J1939) zur Verfügung gestellt. Damit besteht die Möglichkeit zur einfachen Integration des Sensors in bestehende Systeme. Über die digitale Schnittstelle ist auch eine komfortable Sensorkonfiguration möglich. Alle Sensoren werden vor Auslieferung werksseitig kalibriert. Sie besitzen eine CE- und E1-Zulassung und erfüllen die Land- und Baumaschinennormen.

Ein Blick in das Labor der Vorentwicklung von STW zeigt aktuelle Themen aus Automatisierung, Digitalisierung und Robotik, mit denen sich die Ingenieure intensiv auseinandersetzen. Ein eigens entwickeltes robotisches Demonstratorfahrzeug für autonome Indoor Pick & Place Aufgaben dient als Plattform für die Entwicklung und Evaluierung neuer Systemtechnologien. Das auf den Namen ST-Wiesel getaufte Fahrzeug erkennt vorher definierte Objekte, die mittels Deep-Learning-Verfahren trainiert wurden. Diese Objekte können mithilfe der Sensoren zur Umfelderfassung, der autonomen Pfadplanung und Navigation angefahren und durch den Frontmagneten aufgenommen werden. Das Umfeld wird während der Navigation durchgehend gescannt und auftretenden Hindernissen ausgewichen. Nach der Aufnahme des Objektes fährt das Fahrzeug an den Zielort und legt das Objekt dort ab. Die Räder des ST-Wiesels sind einzeln lenk- und ansteuerbar, so dass Ackermann-, Hinterrad-, Allrad-, Gleichlauf- und Hundeganglenkung möglich sind. Dadurch lassen sich verschiedene Fahrzeugtypen wie Gabelstapler, Traktor oder fahrerlose Transportsysteme simulieren. Abgerundet wird der Demonstrator durch die Vernetzung und das Datenmanagement: Machines-Cloud und Machines-Insight stellen die digitale STW-Lösungswelt für die Parametrisierung oder das Anzeigen von Telemetrie-Daten auf Endgeräten in direkter Nähe des Fahrzeugs oder in einem Leitstand.