Czujniki bezpieczeństwa w autonomicznych maszynach rolniczych

Pojazdy autonomiczne nie są już rzadkością w rolnictwie – po polach uprawnych już od jakiegoś czasu poruszają się np. traktory czy kultywatory autonomiczne. Maszyny te wykonują swoje zadania w rolnictwie również dzięki zastosowaniu nowoczesnej technologii czujników. Czujniki te muszą spełniać wyśrubowane wymagania dotyczące bezpieczeństwa. Firma TWK Elektronik oferuje sektorowi rolniczemu kompaktowe, wytrzymałe czujniki bezpieczeństwa, w tym enkodery inkrementalne i absolutne oraz inklinometry o wysokim stopniu ochrony i różnorodnych interfejsach z certyfikatami Safety Integrity Level (SIL2 i SIL3).

Enkodery i inklinometry w rolnictwie precyzyjnym

Pracujące w rolnictwie precyzyjnym maszyny to aplikacje wykorzystujące zaawansowane technologie. Dzięki nim proces uprawy i zbiorów stał się bardziej wydajny i opłacalny niż w przeszłości. Stają się one również bardziej przyjazne dla środowiska i oszczędzają zasoby, ponieważ stosowane środki ochrony roślin są aplikowane bardziej precyzyjnie i w mniejszych dawkach. Straty są zminimalizowane. Optymalizacja tych procesów wymaga całego zestawu niezawodnych czujników, służących do pozycjonowania narzędzi czy pomiaru prędkości. W przypadku maszyn rolniczych podstawowe wymagania dla tego typu czujników to stopień ochrony IP69K orz wysoka odporność na zakłócenia elektromagnetyczne. Tylko takie enkodery czy inklinometry sprawdzą się w zmiennych warunkach zewnętrznych, w tym też pogodowych.

Robotyzacja rolnictwa z wykorzystaniem czujników bezpieczeństwa

Autonomiczna technologia rolnicza jest coraz częściej wykorzystywana także w mniejszych pojazdach do zautomatyzowanej konserwacji pól, czyli w tzw. robotach polowych. Postępująca robotyzacja jest motorem rozwoju urządzeń charakteryzujących się wysokim stopniem bezpieczeństwa funkcjonalnego, zgodnym z normami IEC61508 i ISO13849. Firma TWK opracowała gamę kompaktowych i wytrzymałych czujników także dla tego obszaru. Szeroki wybór interfejsów i konstrukcji umożliwia znalezienie odpowiedniego enkodera obrotowego i liniowego lub czujnika wychylenia: PROFIsafe, Safety over EtherCAT lub CANopen Safety w konstrukcjach o średnicy od 38 mm. Odpowiadając na potrzeby klientów, TWK pracuje również nad wdrożeniem dodatkowych interfejsów – w tym J1939 Safety lub LoRaWAN.

Zastosowanie enkoderów i inklinometrów w maszynach rolniczych

Posługując się przykładami. Do wykrywania pozycji kątowej w systemie steer-by-wire dostępne są kompaktowe enkodery o średnicy 38 lub 42 mm, w zależności od tego, czy wymagany jest pojedynczy obrót, czy też obrót wielokrotny. Można je montować w dowolnej pozycji. Tam, gdzie przestrzeń osiowa jest ograniczona, można zastosować wersję o profilu 30 mm. Jeszcze bardziej kompaktowy jest nowy enkoder bezpieczeństwa (SIL2) bez wału, z interfejsem CANopen Safety. Dzięki zaledwie 20 mm profilowi idealnie nadaje się do integracji z istniejącymi systemami. Magnes uruchamiający jest przymocowany do ruchomej strony aplikacji i umieszczony naprzeciwko obudowy enkodera bez połączenia mechanicznego. Czujniki te mogą być również wykorzystywane do precyzyjnego wykrywania prędkości, ponieważ posiadają konfigurowalny sygnał prędkości.

Aby zapewnić płynną pracę, zwykle konieczne jest utrzymanie pojazdu w poziomie, zwłaszcza na nierównym podłożu. Oparte na MEMS czujniki wychylenia (inklinometry) firmy TWK zapewniają dynamiczny pomiar i generują dokładny kąt nachylenia nawet, gdy występują silne wstrząsy i wibracje. Dodatkowo, można z nimi powiązać inne urządzenie – czujnik wibracji, który wyzwalać będzie alarm za pośrednictwem cyfrowego sygnału wyjściowego lub przekaźnika bezpieczeństwa w przypadku nadmiernych wibracji.

Różnorodność enkoderów bezpieczeństwa TWK Electronic

Komponenty są dostępne w wersji SIL2 lub SIL3, a także z certyfikatem PLd lub w pełni redundantne. Mogą być dostarczane w obudowach aluminiowych lub ze stali nierdzewnej 1.4404. Dostępne są również inne certyfikaty, takie jak UL® i ATEX lub ASIL D. Szeroka gama kołnierzy i wałów, a także opcjonalne wtyczki lub złącza kablowe zapewniają precyzyjną integrację z aplikacjami.

Źródło: https://www.twk.de/en/news/press/important-harvest-workers-certified-safety-sensors

Ilustracja: ChatGPT/OpenAI