Landmaschinentechnik Unverwüstliche Sensoren bringen Smart Farming voran

Autor / Redakteur: Thomas Hensler* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Wie alle Nutzfahrzeugsparten, profitieren auch Landmaschinen von den Möglichkeiten moderner Automatisierungstechnik. Eine zentrale Rolle spielt hierbei die Sensorik, etwa zum Messen von Neigungen, Erfassen von Bodenverläufen und Steuern der Fahrzeuge. Dem aktuellen Trend in Richtung berührungsloser verschleißfreier Wirkprinzipien folgend, hat der Sensorspezialist Pepperl+Fuchs kapazitive, induktive, mit Ultraschall arbeitende und weitere Sensoren entwickelt – speziell auf die harten Anforderungen der Landtechnik zugeschnitten.

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Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften agrartauglicher Sensoren unterscheiden sich in einigen Punkten deutlich von ihren Pendants in der Fabrikautomation – sie müssen deutlich robuster sein. Hier: Feldspritze im Einsatz
Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften agrartauglicher Sensoren unterscheiden sich in einigen Punkten deutlich von ihren Pendants in der Fabrikautomation – sie müssen deutlich robuster sein. Hier: Feldspritze im Einsatz
(Bilder: Pepperl+Fuchs)

Begriffe wie „Smart Farming“ oder „Precision Farming“ bringen es auf den Punkt: Der Wandel von der herkömmlichem Landtechnik hin zum modernen High-Tech-Maschinenpark ist unaufhaltsam und vollzieht sich mit großer Dynamik. Zugmaschinen und Anbaugeräte werden mit immer mehr Bordrechnern und elektronischen Steuergeräten ausgestattet, die die Maschinen in die Lage versetzen, nahezu jeden landwirtschaftlichen Prozess auf dem Feld zu optimieren. Möglich ist das nur, wenn Sensoren stets genügend aktuelle Informationen sowohl über die maschineninternen Zustände als auch über die externen Bedingungen auf dem Feld liefern.

Höchstleistungen in allen Disziplinen gefragt

Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften agrartauglicher Sensoren unterscheiden sich allerdings in einigen Punkten deutlich von ihren Pendants in der Fabrikautomation. Die Konfrontation mit Schmutz, Feuchtigkeit, Kraftstoffen, Hydraulikölen, (Streu)Salzen, Dünge- und Spritzmitteln gehört zur Tagesordnung und die Anforderungen an die chemische Beständigkeit lässt sich vielfach nur durch Edelstahl-Ausführungen erfüllen. Vibrationen und starke Erschütterungen erfordern andererseits extreme Anforderungen an die mechanische Robustheit und Unverwüstlichkeit.

Schnittstellenseitig sind neben verbreiteten analogen Strom- und Spannungsschnittstellen zum Beispiel Standards wie CANopen oder J1939-Protokoll gefragt. Für den Betrieb auf öffentlichen Straßen kommt man nicht ohne e1-Zulassung aus. Auf der elektromechanischen Seite schließlich müssen sich die Kabel- und Steckerlösungen flexibel den jeweiligen Standards bzw. Herstellernormen anpassen. Wesentliche Anforderungen für land- und forstwirtschaftliche Maschinen findet man in der ISO 14982.

Das Sensorprogramm von Pepperl+Fuchs für die Agrartechnik umfasst alle Schlüsseltechnologien, die man heute zur Lösung der zahlreichen Detektionsaufgaben in der modernen Landtechnik benötigt. Hochdichte, geschützte und mechanisch robuste Gehäusekonstruktionen qualifizieren die Sensoren für den Einsatz unter den rauen Bedingungen im Outdoor-Bereich. Weiterhin erfüllen sie alle notwendigen Kriterien der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) und übertreffen mit einer Störfestigkeit von bis zu 100 V/m die geforderten Werte um ein Vielfaches.

Neigungssensor: Jetzt mit J1939-Protokoll

Angesichts der immer größer und komplexer werdenden Landmaschinen und dem Trend zu Selbstfahrsystemen ist es immer wichtiger deren Neigungswinkel zu überwachen. Die Neigungssensoren der Serie F99 sind prädestiniert zur stetigen Überwachung und Nivellierung von Fahrzeugen, Anbaugeräten, Fahrerkabinen usw. Sie erfassen Neigungswinkel zwischen 0 und 360° bei Auflösungen von ≤0,1° und sind in ein- und zweikanaligen Ausführungen erhältlich. Auf Wunsch werden sie mit einer kundenspezifischen Parametrierung der Messbereiche und Ausgänge ausgeliefert.

Neben Modellen mit 4...20 mA-Stromschnittstelle, 0...5 V-Spannungsschnittstelle und CANopen-Busanschluss ist der F99-Neigungssensor nun erstmals auch mit J1939-Protokoll verfügbar. Er erfüllt die hohen Schutzarten IP68 und IP69k und kann über sein intelligentes mechanisches Befestigungskonzept mit robustem Metallhaltewinkel direkt am Fahrzeug montiert werden. Eng verwandt sind die Beschleunigungssensoren aus derselben Baureihe, mit denen sich kurzfristige dynamische Einflüsse und Kräfte auf die Fahrzeuge oder Anbaugeräte detektieren lassen.

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