Smarte Elektronikbausteine für Hydrauliksteuerungen

Elektronische Systeme haben in den letzten Jahrzehnten sowohl in Kfz als auch in Forst-, Land- und Baumaschinen rasant zugenommen. Das liegt zum einen an den ständig steigenden Anforderungen. Zum anderen sind Bedienkomfort, einfache Inbetriebnahme und Condition Monitoring während des Betriebes ein wichtiges Verkaufsargument für die Maschinenhersteller. Eine wichtige Basis für die Erfüllung dieser Anforderungen ist der Austausch von Informationen zwischen den einzelnen Steuergeräten im Fahrzeug und mit der immer umfassenderen Zentralelektronik. Erst dadurch lassen sich komplexe Systemfunktionen verwirklichen und überwachen. Ein Bussystem, das in der Fahrzeugtechnik weit verbreitet ist, ist der CAN-Bus, der eine deutliche Reduzierung von Kabeln und Steckern und damit auch von Preis und Gewicht ermöglicht.

Auch nachträglich lassen sich Steuergeräte einfach in ein bestehendes CAN-Bus-Netzwerk einfügen oder daraus entfernen. In diese CAN-Bus Netzwerke lassen sich auch Hydraulikkomponenten mit allen bereits genannten Vorteilen einbinden. Dazu muss lediglich das Ventil, der Sensor oder der Aktor mit einem CAN-Bus-fähigem Prozessor ausgerüstet werden. Dieser kann entweder direkt in der Hydrauliksteuerung (Ventilverband) integriert sein, als Verstärkermodul an geschützter Stelle verbaut oder auch als Stecker auf das Ventil aufgesteckt werden. Der Hersteller Hawe Hydraulik liefert dafür eine Auswahl an Elektronikkomponenten, die auf die Hydraulik abgestimmt sind.

Der Proportional-Wegeschieberventil Typ PSL mit CAN-Bus-Schnittstelle ist eine Ventilsteuerung, die bis zu zehn Einzelfunktionen in einer Batterie zusammenfassen kann. Sie steuert die Bewegungsrichtung von hydraulischen Verbrauchern und regelt lastunabhängig und stufenlos die Bewegungsgeschwindigkeit zum Beispiel in Kommunalfahrzeugen, Mobilkränen, Schwerlastfahrzeugen, Hebebühnen. Die in der Betätigung integrierte Kabelführung nimmt gegenüber marktüblichen Daisy-Chain-Ausführungen weniger Einbauraum ein und gewährleistet eine sichere Montage im Fahrzeug. Die Steuereinheit des Fahrzeugs wird mit nur einem Stecker mit der Ventilbatterie verbunden. Der Hersteller liefert die Ventilbatterie mit kundenspezifischer Parametrierung aus. So erhält der Kunde eine anschlussfertige Ventilsteuerung, die sich schnell und einfach an die übergeordnete Fahrzeugsteuerung anschließen lässt. Das ist besonders für die Produktion von Fahrzeugen in großen Serien interessant. Die CAN-Bus-Schnittstelle ist in die Ventilsektion integriert. Sie ermöglicht damit Ansprechzeiten des Hydraulikventils, die bis zu dreimal so schnell sind wie die eines konventionellen Proportionalventils. Das macht das Produkt besonders für Lenksysteme interessant. Durch die interne Signalrückführung wird eine hohe Wiederholgenauigkeit erreicht und die Programmierung von automatischen Abläufen wesentlich vereinfacht. Damit kann sich der Anwender auf eine stets exakte Ansteuerung der Hydroverbraucher verlassen.

Das Steuergerät Typ CAN-IO 14 ergänzt als CAN-Bus-Slave auf ideale Weise CAN-Bus-fähige Mobilcontroller. Es reduziert den Verkabelungsaufwand bei dezentralem Aufbau der Hydrauliksteuerung. In diesem Fall arbeitet der CAN-IO als dezentraler Ein- und Ausgangsknoten, der über CAN-Bus Befehle von der Steuerung empfängt und dieser die Werte der Inputs zurücksendet. Das Gerät verfügt über vier stromgeregelte PWM-Ausgänge, mit denen sich bis zu vier Doppelventile ansteuern lassen. Die sechs analogen Eingänge sind zwischen 0...10 V und 4...20 mA umschaltbar. Da sich alle Ausgänge auch als Eingänge nutzen lassen, ist ebenso ein Einsatz als reiner Input-Knoten möglich, beispielsweise für die Überwachung der Abstützung von Baumaschinen zusammen mit Proportional-Wegeschieberventilen vom Typ PSL-CAN. Der CAN-IO 14 ist auch alleine als vollwertige Steuerung von Ventilen und für das Verarbeiten der Daten von Joysticks und Sensoren einsetzbar. Der Anwender kann dafür seine individuellen Anforderungen frei programmieren. Da das Gerät über die Schutzart IP 67 und für einen Temperaturbereich von -40 bis 85 °C konzipiert wurde, können sich Anwender mobiler Maschinen auf eine einwandfreie Funktion auch in rauen Außenumgebungen verlassen. Die Schutzart erlaubt den Anbau außen an der Maschine. Mit den kompakten Maßen von 60 x 60 x 30 mm nimmt das Produkt wenig Platz ein.

Mit dem intelligenten Steckerverstärker Typ EV2S bietet Hawe Hydraulik einen praxistauglichen und flexiblen Elektronikbaustein an. Mit zwei analogen Eingängen und zwei präzise stromgeregelten PWM-Ausgängen steuert er alle gängigen Proportionalventile zuverlässig und platzsparend an. Egal ob Wegeschieber, Druckventil oder auch Pumpenregler – der EV2S ist als Stecker konstruiert und wird einfach auf den Magneten aufgesteckt. Er ist der klassische Verstärker für alle gängigen Eingangssignale von 0…10V DC, 4 … 20 mA, CAN-Bus und viele weitere. Durch eingespeicherte Programme für viele Hawe-Produkte ist er auf das Produktprogramm sowohl für Mobil- als auch für Industriehydraulik des Herstellers abgestimmt, lässt sich aber auch für Ventile anderer Hersteller eingesetzen. Mit den beiden analogen Eingängen werden sowohl die Signale der Hauptsteuerung als auch weitere Prozessdaten eingelesen. Mit der Econtrol-App können über Bluetooth mit dem Smartphone die Parameter eingegeben, die Prozessdaten ausgelesen und Livewerte ohne ein separates Messgerät überwacht werden. Das einfache Kopieren von Einstellungen und Programmen von einem Stecker zum anderen ist vor allem für Serienproduktionen interessant.

Für eine möglichst einfache Programmierung des Steckerverstärkers sowie des CAN-Knotens hat der Hersteller eine cloudbasierte, grafische Programmieroberfläche für Elektroniksteuerungen entwickelt. Ihr Name lautet Edesign.hawe.com. Die einzelnen Bausteine sind nach Funktionen in Gruppen eingeteilt, farblich gekennzeichnet und bieten damit eine übersichtliche Darstellung mit intuitiver Bedienung. Unzulässige Verknüpfungen und damit Funktionen macht das Programm automatisch sichtbar und verhindert diese. Die grafisch programmierte Logik wird abschließend automatisch auf einem Server in den eigentlichen Programmcode kompiliert, der von der Elektroniksteuerung benötigt wird. Dieser wird per Mausklick auf die Steuerung aufgespielt. Die Inbetriebnahme der Maschine ist sofort möglich. Und nicht nur das. Edesign ermöglicht darüber hinaus auch das Definieren von Grundparametern, wie zum Beispiel Sollwertsignale, Rampen und so weiter. aru