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林業、農業および建設機械の技術

imc20214センサー+試験会場11、221スタンド

サクセスストーリー

農業工学においても、開発サイクルはどんどん短くなっており、製品品質に対する要求は常に高まっています。 トラクター、自走式収穫機および付属の道具に関するこれらの課題は、実地試験での広範な一連の測定によってのみ解決することができます。 ECUソフトウェア、メカニック、油圧、電気部品の複雑な相互作用は、慎重にテストする必要があります。 Grimmeが持っている会社と一緒に IMCの測定システム 実地試験での収穫機での自動化された無線データ収集のためのソリューションを開発しました。


imc10214測定技術は、一方では開発に伴い、他方では顧客の車両と共に使用することができなければならない。 長期的な研究のためには、熱、寒さ、しぶきの水、振動などの極端な環境条件に耐える、特に堅牢なシステムが必要です。 すべての測定データはすでに計算されており、オンラインでデバイスに保存されている必要があります。 温度、圧力、経路、力または振動、機械データ、GPS座標およびビデオシーケンスなどのアナログおよびデジタル測定チャンネルに加えて、同期的に記録および/またはイベント制御を行う必要があります。

得られたデータは、その後、モバイルネットワークを介して自動的に送信され、Webフロントエンドを介してテストエンジニアが利用できるようになります。 既に実地試験中に、これは最初の測定データを自動的に評価することができ、得られた洞察は実験手順に含まれています。 要件は、Grimme Landmaschinenfabrik GmbH&Co. KGからのテンサイ収穫機、Maxtron 620 'の例を用いて提示される。

始まりはビジョンです

最初は、運転中に機械を継続的に監視するというビジョンでした。 これを行うために、GPSを介して座標と同様にアナログおよびCAN信号を記録することができる、可能な限り小型で頑丈で信頼性の高い測定装置が求められていました。 さらに、オンライン分類のようなさらなる分析オプションが装置で利用可能であるべきです。 次いで、分類データを用いて、個々の運転臓器およびげっ歯類臓器の領域依存負荷スペクトルを作成することができる。

監視はどこでも行われるため、これはローカルのモバイルネットワークを介して、人手を介さずにワイヤレスで行う必要があります。 一連の測定値全体がメモリカードによって自動的に検出されます。 実験中に測定および分析に影響を与えることができるようにするために、測定装置は遠隔的に再構成可能であるべきである。

imc30214それに対応して保護された測定装置は、屋外や試験車内でのこのような長期測定に特に必要です。 鉄道貨物の振動曝露 米国のハイウェイトラックの振動曝露とIEC 810(6msハーフサイン、60m /s²〜61373g)。

imc40214データ取得は、電気的、機械的、熱的または他の物理量を測定することによって機械の状態をマッピングすることを目的としています。 各センサーに適切なコンディショニングを提供するために、測定システムにはユニバーサルアンプが装備されています。

ユニバーサルアンプは、4つの抵抗からなるフルブリッジ、ハーフブリッジ、またはクォーターブリッジに接続できます。 センスラインについては、電源ケーブルで電圧降下が検出され、それに従って電源電圧が調整されます。 温度測定はPT100またはさまざまな熱電対を介して可能です。 センサの温度補正と線形化はシステム内で直接実行されます。 アナログ入力は、最大100 kHzのサンプリングレートおよび48 kHz(-3dB)の帯域幅でサンプリングできます。

さまざまな信号とインテリジェントなデータ管理

デジタル信号を検出するために、スイッチングプロセスを示す信号と、回転機械上の経路、速度または角度(速度、位置、周波数またはイベントなど)を測定するデジタルセンサとが区別される。

imc50214neuCANバスなどのデジタルフィールドバスには、機械の制御や調整に必要な信号がすでに存在している場合がよくあります。 フィールドバスデータロガー 'Busdaq-X'には、2から6のCANバスノードを装備することができます。 CAN高速(ISO11898)およびCAN低速(ISO11519)は、ソフトウェア設定によって直接サポートされています。 LINバスやFlexrayなどの他のフィールドバスも利用できます。 これらの非常に異なる信号はすべて同期して記録、評価、および保存する必要があります。

恒久的な測定では、ある時点で評価しなければならない大量のデータが生成されます。 ここでIMC測定システムはデータ整理のための知的な方法を提供します。 ここでは高性能トリガとメモリモードが使用されているだけでなく、データ削減やチャネルの無料の数学的計算のためのインテリジェントな方法も使用されています。 これらすべては、測定を中断することなくリアルタイムで行われます。

チャネルの自由な計算はまた、数学的モデル、プロセス、限界監視または論理演算の結果として測定対象の状態を記述する派生測定量を形成することを意味します。 このようにして得られた全てのデータは監視対象の現在の状態を表し、それは測定システム内の現場に記憶することができる。 これにより完全な履歴が作成され、統計的評価に利用できます。 これらのデータは保全計画のための重要な基礎を形成します。

パラメータ設定に応じて、最新の測定および監視システムは現場でこれらのメッセージに光または音響信号で応答します。 プロセス内での介入の制御と調整、および警告メッセージ、アラームメッセージ、またはSMS、ファックス、または電子メールによるより広範なエラーログの送信が可能です。

現代のコミュニケーションによる測定と遠隔監視

imc60214測定システムにUMTS / WLANルーターが装備されている場合は、アラームやアラームメッセージをSMSまたはEメールで送信できるだけでなく、オンラインで測定キャンペーンを完全に監視することもできます。 最新のWebベースの状態監視機能により、実際の操作条件下で収穫機を監視できます。 これにより、テスト中および実際の運用中に開発者データが得られます。 これらの測定データおよび測定結果は、モデルまたは保守計画を最適化し、建設的な改善のための情報と指示を提供するのに役立ちます。

インターネットプラットフォームの「Webデバイス」は、個々の測定機器または分散型測定機器の測定を監視および監視するための、統一された簡単なソリューションを提供します。 制御と設定は、インターネットプラットフォームを介して完全に実行できます。 遠隔監視タスクでは、限界監視などの結果がメーターからプラットフォームに自動的に転送され、そこから警告やアラームとしてSMSまたはEメールを介して許可ユーザーに送信されます。

ドイツやヨーロッパの他の多くの国々では、携帯電話事業者向けの定額料金制がすでに導入されています。これにより、大量のデータを転送しても費用対効果の高い農業機械の監視を実現できます。 しかしながら、インターネットを介したデータ送信の単なる可能性は、監視対象のシステムがモバイルネットワーク内にあり、死角にない場合にのみ送信が可能であるため、農業機械の安定した、とりわけ安全な監視に対する満足のいく解決策ではない。

Grimme社は、リセットと時間中継ボックスを追加することでこの問題を解決しました。 収穫日の間に収集され未送信のすべてのデータをタイムリーに送信できるように、機械の電源を切った後も測定システムとルーターを調整可能な期間オンラインに保ちます。 伝送および測定システムのセキュリティに加えて、海外での移動体通信伝送の可用性およびコストには特に注意を払う必要があります。

モバイルデータ伝送における課題

数年前までは、GSMネットワーク(携帯電話)はそのようなマシン上で手動で呼び出されることが多く、今日では高速のモバイル無線システムが使用されています。 ただし、データセキュリティの面では、GSMダイヤルアップなどの1対1のデータ接続とは根本的に異なります。

データを送信するために、機械は、動作中に、モバイルサービスプロバイダのインフラストラクチャを介してインターネットに接続する。 したがって、それは公共のネットワークの一部であり、したがって別々の保護手段で保護する必要があります。 この目的のために、IMCは、モバイルネットワークプロバイダに合わせて特別に調整されたモバイル無線ネットワークを提供します。これは、各顧客に対して個別に設定され、他のモバイル加入者はアクセスできません。 ネットワークは世界中で利用可能であり、モバイルサービスプロバイダおよび対応するローミングパートナーのインフラストラクチャを使用しています。

モバイルサービスプロバイダは、その技術を介してプライベートネットワークの隔離を保護しているので、追加の暗号化方法を省くことができるので、このようにして機械の非常に高速な接続を実現することができる。 このように統合されたシステムは、世界中で常に同じ事前定義されたIPアドレスを受け取ります。 機械に簡単に手が届き、問い合わせができます。

多くの場合、モバイルシステムがモバイルネットワーク内にあるかどうか、またその期間を知ることは不可能です。 外部割り当ての場合、追加の時間遅延が発生する可能性があります。 このような状況で大量のデータを転送することは困難な作業です。

Webデバイスは、モバイルシステムのクエリを自動化します。 インターネットを通じて日中はモバイルシステム24 hを監視し、接続時にマシンからデータ送信を開始します。 ユーザにはWebブラウザを介して送信されたデータが提供され、常に接続されているマシンのステータスについて通知されます。

未来はどうなるのか

開発時間を短縮するために、HIL(Hardware-in-the-Loop)シミュレーションを使用して仮想テストドライブを実行することがますます重要になっています。 コントロールユニット、電気、機械、油圧などの個々のコンポーネントは、実車ではなくシミュレーション環境でテストされています。 この場合、サブコンポーネントはMatlab Simulinkモデルなどの仮想コンポーネントに置き換え、実地試験から得られた実際の測定データを入力する必要があります。 実際のテストのみが、コンポーネント「human」を含む車両の動作に関する信頼できる知識を提供します。

堅牢な測定ハードウェアと統合された強力な計算アルゴリズムを組み合わせることで、堅牢なデータと結果の基盤が得られます。 実地試験における連続的かつ自動化された測定データ取得はもはやビジョンではありません。 小規模な機械やプラントのオペレータや製造業者にとっても、恒久的または一時的な状態監視は経済的であり、恒久的にシリーズの製品品質を向上させます。

著者はPeter Schreiweis、IMC Test + Measurement GmbHおよびDr. medです。 Johannes Sun、Grimme Landmaschinenfabrik GmbH&Co. KG。
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