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Mobile Maschinen 2/2016

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BAUMA I SPECIAL Halle A3

BAUMA I SPECIAL Halle A3 Stand 304 Flexibel und robust für Sicherheit sorgen Frei konfigurierbarer I/O-Controller für Hydrauliksteurungen Magnus Wijk Funktionale Sicherheit wird auch im internationalen Baumaschinenmarkt immer wichtiger. Dennoch muss auch die Kosten-Nutzen- Rechnung aufgehen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, hat Maximatecc den CrossFire SX entwickelt – einen kompakten, sicherheitszertifizierten Controller für anspruchsvolle Hydrauliksteuerungen. Magnus Wijk, Product Manager Embedded Devices bei Maximatecc in Alfta, Schweden Im internationalen Baumaschinenmarkt ist der Trend zur funktionalen Sicherheit schon jetzt erkennbar und Sicherheitsbestimmungen werden den Markt für sicherheitsgerichtete Maschinen in den kommenden Jahren voraussichtlich vorantreiben. Weitere Einflussfaktoren sind Leistungsverbesserungen und das Marken image, die eine sicherheitsgerichtete Maschinen mit sich bringen. Mit dem Bestreben, OEMs und Systementwicklern bei der Implementierung von kosteneffizienten sicheren Maschinenkontrollsystemen zum Erfolg zu verhelfen, hat Maximatecc die CrossFire SX I/O-Controller-Plattform entwickelt. Sie wird das Herzstück des Unternehmensauftritts auf der bauma 2016 darstellen. CrossFire SX ist entsprechend dem Sicherheitsstandard für Land- und Forstmaschinen, ISO 25119 (AgPL d), als auch dem Standard für Erdbaumaschinen, ISO 15998 (PL d) zertifiziert. Darüber hinaus ist er nach den generischen Produktsicherheitsstandards IEC 61508 (SIL 2) und ISO 13849 (PL d) zertifiziert. Dies vereinfacht die Anpassung an ähnliche Standards wie den aus der 61508 abgeleiteten Automotive Standard ISO 26262 – oder Standards mit Bezug zur Maschinenrichtlinie 2006/42/EG. In der Ausfallratenberechnung wurde der IEC/TR 62380 mit einem Mission Profile der Automobilindustrie zugrunde gelegt – aufgrund des flexiblen Rahmenwerks der Norm sind Anpassungen an beliebige kundenspezifische Einsatzprofile möglich. Das macht den CrossFire SX zu einer zukunftssicheren Plattform, die den Herstellern industrieller Fahrzeuge genügend Flexibilität bietet, um bestehende als auch zukünftige gesetzliche Anforderungen zu erfüllen. Moderne Prozessorarchitektur Der Controller ist mit einer 32-bit ARM Cortex R4 Safety CPU mit Dual Core ausgestattet. Zur kontinuierlichen Über wachung der Integrität der CPU besitzt er neben dem Lockstep-Mechanismus in der CPU einen externen Companion Chip. Dieser besitzt einen externen SRAM Speicher mit bis zu 2MB und ein 64 kB EEPROM. Im Unterschied zu älteren Safety-Architekturen ermöglicht dies eine effizientere Umsetzung von Sicherheitsfunktionen. Zwei zusätzliche 32-bit Prozessoren liefern die Prozessorkraft, um die 16 Ausgangskanäle ohne nennenswerte Verzögerungszeiten hinsichtlich Stromstärke oder anderen Parametern wie 28 Mobile Maschinen 2/2016

SPECIAL I BAUMA zum Beispiel Dither zu regeln. Kommunikation bewältigt der CrossFire SX Controller mittels 3 CAN- und einer RS-232 Schnittstelle. Die CAN-Schnittstelle unterstützen CANopen oder SAE J1939 mit bis zu 1Mbit/s. Der CrossFire SX ist mittels C oder CODESYS programmierbar. Er wird mit einem vollständigen Board Support Package, welches den einfachen Zugriff auf die I/O- Ressourcen ermöglicht, ausgeliefert. Maximatecc verfügt über bewährte Prozesse für die Entwicklung sicherheitsgerichteter Geräte. Die von Maximatecc gelieferte Software muss nicht erneut zertifiziert werden. Obwohl als frei programmierbarer Controller entwickelt, ist der CrossFire SX auch als nicht sicherheitsgerichteter CANopen Slave erhältlich. Intelligente System- Architekturen Mit den 32 I/O-Kanälen kann ein modulares und dezentrales Steuerungssystem aufgebaut werden. Pilotkunden haben dies u. a. genutzt, um ein System zu entwickeln, das sie besser an ihre Applikationen anpassen konnten, z. B. ein Basissystem mit zwei Controllern oder ein zusätzlicher dritter Controller für komplexe Maschinen. Das Konzept der Dezentralisierung und Modularität ist schon in der Engineering-Phase vorteilhaft, da es die Entwicklung eines Teilsystems unabhängig von anderen Systemteilen ermöglicht. Die 16 Ein- und 16 Ausgänge können als Strom-, Frequenz-, Spannungs- oder Digitale Eingänge konfiguriert werden. Die Ausgänge können sowohl als Stromausgänge als auch als Ausgänge für PWM, PWMi, oder Digital HS/LS konfiguriert werden. Zwei H-Brücken für Gleichstrommotoren sowie ein gegen Kurzschluss und Überlast geschützter Stromversorgungsausgang für Sensorik vervollständigen das Gerät. Die Konfigurierbarkeit bringt große Flexibilität im Umgang mit dem Gerät in unterschiedlichen Applikationen. Jede I/O-Konfiguration erfolgt in der Software: Identische Hardware kann so mit unterschiedlicher Software genutzt werden, um verschiedene Steuerungsaufgaben durchzuführen. Im Falle eines modularen/dezentralen Systems kann eine Hardware quer über ein System hinweg genutzt werden, was die Stückliste für das Gesamtsystem reduziert und das Ersatzteilhandling verschlankt: Der Hersteller muss nur noch eine Artikelnummer auf Lager haben. Ein weiterer großer Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass ein Sensor oder Ventil oftmals durch etwas anderes ersetzt werden kann, ohne dass eine Änderung der Verkabelung notwendig wird. Obwohl die I/O Kanäle flexibel und auf eine Vielzahl von I/O-Möglichkeiten ausgelegt sind, wurde der CrossFire SX mit Fokus auf die Erfordernisse von Hydrauliksteuerungen entwickelt. Für eine Proportionalsteuerung ist er sowohl mit normalen PWM- als auch stromgeregelten PWMi- Ausgängen ausgestattet. Die PWMi-Ausgänge haben sowohl eine hohe Festfrequenz als auch frei einstellbare Ditherpegel Der Controller sitzt in einem glasfaserverstärkten und mit Silikongel vergossenen Nylon-Gehäuse (0-400 mA) und -frequenz (25-400 Hz). Dies ermöglicht die Entwicklung von aufwändigen und präzisen Steuerelementen, die Aspekte wie Abnutzung und Temperatur berücksichtigen. Der CrossFire SX hat eine Antriebsleistung, die für die Mehrzahl der hydraulischen Antriebe geeignet ist. 12 der Ausgänge weisen eine Kapazität von je 2A auf, was den Bedürfnissen der meisten hydraulischen Antriebe gerecht wird. Mit je 4A entsprechen 4 der Ausgänge industriellen Hydraulikantrieben. Für sehr hohe Belastungen können 2 H-Brücken auch als PWM-Ausgänge genutzt werden und jeweils bis zu 15A treiben. Gebaut für die Ewigkeit Obgleich als Sicherheitscontroller entwickelt, kann der CrossFire SX auch als robuster Controller in Bereichen eingesetzt werden, in denen keine Anforderungen an die funktionale Sicherheit bestehen. Aufgrund identischer Hardwarespezifikation verfügt auch die Standard-Version des Controllers über eine robuste Konstruktion, in der u. a. Überdimensionierung von Bauteilen und anforderungsprofilgestützte MTBF-Berechnungen zum Tragen kommen. Bezogen auf eine Anwendung ohne Sicherheitsanforderungen bedeuten dies Werte, die in den meisten Maschinensteuerungskontexten wichtig sind – Qualität und Zuverlässigkeit. Der CrossFire SX sitzt in einem glasfaserverstärkten und mit Silikongel vergossenen Nylon-Gehäuse nach IP65, IP66 und 67. Das Gussverfahren bietet einen hervorragenden Schutz gegen Wassereintritt und erhöht gleichzeitig die Schock- und Vibrationsresistenz. Die Betriebstemperatur liegt zwischen -40 und +85 °C. Der CrossFire SX trägt die Prüfzeichen CE, E und FCC. Umweltprüfungen umfassen die Anforderungen für Agrar- und CE/ Erdbaumaschinen sowie die Anforderungen für On-Road und Industrie-Equipment. Aufmacher: fotolia www.maximatecc.com Einfach. Kompakt. Maßgeschneidert. Steuerungssysteme für alle Automatisierungsaufgaben Besuchen Sie uns in Halle A3, Stand 134 Wir zeigen Ihnen, wie Sie mit open:system schnell und einfach mobile Arbeitsmaschinen automatisieren können: Keine aufwendige Programmierung. Keine ungenutzte Hardware. Alle gewünschten Funktionen. www.anedo.de

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