profi - hat "dem Tiger unters Fell geschaut" - ROPA Fahrzeug

Sonderdruck
aus 9/2008
Elektronik im Ropa euro-Tiger V8-3:
Dem Tiger unters Fell geschaut
Woran kann man die Superlative einer Maschine vom
Format des „Ropa euro-Tiger V8-3“ am besten festmachen?
Am Preis? An der Motorleistung? An den Abmessungen?
Am Gewicht? — Nein, an der Elektronik!
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profi ELEKTRONIK
Kaum eine Maschine hat ein Ernteverfahren
so verändert und
vereinfacht wie der selbstfahrende
Rübenroder. Einer der Pioniere
dieser Technik ist der Landwirt Hermann
Paintner aus 84097 Sittelsdorf. In der
Kampagne 1972 rodetet er mit einem selbst
gebauten Sechsreiher 90 Hektar. Das war eine
Sensation. Diese Maschine entwickelte er
in den Folgejahren weiter, wobei immer
mehr Hydraulikantriebe die Mechanik ersetzten.
Im Jahr 1986 gründete Hermann Paintner
die Firma Ropa. Ein Jahr später begann
er neben der Herstellung von Rübenrodern
mit dem Bau der „Lademäuse“. Erstmals
1990 verbaute Paintner einen elektronischen
Lenkautomaten, den damals der Land-
Der Ropa euro-Tiger V8-3, hier
mit neunreihigem Rodeaggregat,
wird bis auf das Licht komplett elektronisch
bedient und überwacht.
Fotos: Tovornik (1), Holtmann
Elektronik im Ropa euro-Tiger V8-3:
Dem Tiger unters Fell geschaut
Woran kann man die Superlative einer Maschine vom
Format des „Ropa euro-Tiger V8-3“ am besten festmachen?
Am Preis? An der Motorleistung? An den Abmessungen?
Am Gewicht? — Nein, an der Elektronik!
wirt Andreas Reichhardt aus 35410 Hungen
für ihn baute.Heute teilt sich Ropa den deutschen
Markt für selbstfahrende Zuckerrübenroder
mit der Firma Holmer aus 84069
Eggmühl. Zeitweise kooperierten beide Unternehmen
u.a. in der Entwicklung ihrer
Elektronik, ohne die heute weder Roder
noch Lader überhaupt funktionieren würden.
Einen Beitrag über die Elektronik im Holmer-
Roder veröffentlichte profi im August 1997
(Seite 72). Seitdem haben die Rechnerleistung,
die Vernetzung, die Bedienung und die
Diagnose mehrere Quantensprünge gemacht.
Derzeit setzt die elektronische Steuerung
des „euro-Tiger V8-3“ von Ropa Maßstäbe
in der Landtechnik.
Die Maschine verfügt über 18 elektronische
Steuerkreise mit jeweils einem eigenen Prozessor.
Fünf Hauptrechner sind an drei Einbauorten
geschützt in Elektrikgehäusen
bzw. Schaltschränken un-
tergebracht und über den CAN-Bus vernetzt.
Kontrolliert und programmiert werden sie
über das Terminal.
Der Erfassung von Temperaturen, Drücken,
Positionen, Spannung und Stromstärke dienen
in der Grundausführung über 100 Sensoren
und Schalter. So sind die Hydraulikzylinder
fast ausnahmslos mit Positionsmeldern
bestückt. Gut 90 Magnetventile,
überwiegend proportionale, steuern die Hydraulik.
Hingegen verfügt die Maschine nur
noch über fünf elektrische Relais einschließlich
des Blinkgebers sowie über acht Elektromotoren.
Doch die Aufzählung allein sagt nichts über
die Intelligenz aus, die den euro-Tiger kennzeichnet.
Diese liegt darin, dass alle Informationen
über den CAN-
Bus permanent allen
profi 5/2008 www.profi.de
❚ A ❚

Prozessoren zur Verfügung stehen. Erst dadurch
sind Sicherheitsfunktionen und automatische,
programmierbare Folgeschaltungen
möglich. Zu diesen Informationen gehören
im Übrigen der Dieselverbrauch, der
Bunkerfüllstand oder die GPS-Fahrgeschwindigkeit.
Die CAN-Bus-Technik hat weiterhin den
Vorteil, dass Ropa die Verkabelung auf
ein Minimum reduzieren konnte. Magnetventile,
Relais, Positionsmelder und andere
Sensoren sind direkt mit „ihrem“ Prozessor
verbunden. Diese Struktur vereinfacht die
Konstruktion und die Fehlersuche.
Weil im Zylinder integrierte Positionsmelder
extrem teuer sind, werden alle hydraulischen
Bewegungen über einen Winkelgeber und oft
eine Gelenkstange erfasst.
Der Hydraulikdrucksensor erfasst den Schleglerentlastungsdruck.
Jedes Kabel ist mit
einem abriebfesten Schild gekennzeichnet.
Das vereinfacht die Fehlersuche.
Die Funktionalitäten der aktuellen Elektronik
im euro-Tiger sind aus 20 Jahren
Erfahrung entstanden. Damals wie heute
hat ein Hersteller wie Ropa jedoch ein Problem:
Er produziert relativ kleine Stückzahlen
mit sehr speziellen Anforderungen. Zum
Beispiel müssen die Steckverbindungen hermetisch
gekapselt sein, die Prozessoren
müssen auch unter extremen Temperaturen
arbeiten, und die gesamte Elektronik soll
auf 10 000 Betriebsstunden Lebensdauer
ausgelegt sein.
Die Drehzahlen vieler Hydromotoren erfasst
Ropa mit speziellen Hall-Sensoren direkt am
Gehäuse, hier zu sehen unten, hinter der
Leckölleitung.
Der euro-Tiger hat über 90 Magnetventile,
die elektronisch angesteuert werden. Dies ist
der Steuerblock der Kratzbodenschaltung
und -regelung.
Viele Komponenten vom Hydromotor bis
zum Stecker gibt es nicht auf dem Massenmarkt
für elektronische Zulieferteile.
Stattdessen hat Ropa viele Teile selbst entwickelt
und lässt diese im Auftrag fertigen.
Um die Kosten im Griff zu behalten, arbeitet
die Firma teils mit anderen Landtechnikherstellern
oder deren Zulieferern zusammen,
die die gleichen Anforderungen haben.
Das gilt z.B. für die fünf Hauptrechner, die in
ähnlicher Form auch in Fendt-Traktoren verwendet
werden. „Für andere Landmaschinenhersteller
stellen wir keine unmittelbare
Konkurrenz dar. Deshalb konnten wir uns für
neue elektronische Entwicklungen oft bei
deren Zulieferern mit einklinken“, so Michael
Gruber, der die Entwicklung der Elektronik
bei Ropa fast von Beginn an leitet.
An einer Maschine wie dem euro-Tiger ist
die Verkabelung eine besondere Herausforderung.
Fast überall sind die Kabel und
Kabelbäume mit einem flexiblen Strickgewebe
stramm umwickelt. Schaut man dem
Tiger genauer unters Fell, fallen offen liegende
Kabeladern auf, immer kurz vor den
Steckern. Zudem findet man nur noch direkt
am Motor das sonst übliche Wellrohr, das
die Kabel schützen soll.
Chefentwickler Gruber begründet dies so:
„Wellrohre sind tückisch, wenn sie nicht
stramm mit Kabeln gefüllt sind. Kleine Größen
gibt es nicht, und so kam es regelmäßig
vor, dass wenige Kabel in einem zu weiten
Wellrohr im Laufe der Jahre durchscheuerten.
Also umstricken wir unsere Kabel jetzt
und haben damit sehr gute Erfahrungen. Mit
der schlechteren Optik können unsere Kunden
und wir gut leben.“
Die Ropa-Elektronik weist keine großen Platinen
mehr auf. Stattdessen sind die elektronischen
Komponenten in den Rechnerkästen
robust verdrahtet, viele davon mit Wago-
Federzugklemmen. Platinen werden bei zu
hohem Stromdurchlass heiß und können
durchschmoren.
Während Ropa die Kabel früher in den Zentralelektrikgehäusen
bzw. Schaltschränken
mit Steckern verbunden hat, verwendet die
Firma jetzt nur noch selbstsichernde Wago-
Klemmen. Denn Stecker sind immer mit dem
Risiko von Wackelkontakten behaftet, spätestens
nach Jahren. Außerdem sind sämtliche
Kabel mit der internen Kennziffer des
Bauteils kennzeichnet, zu dem sie führen.
Bei der Funktionalität der Elektronik
macht Ropa keine Kompromisse, wohl
aber bei der Spannung: Der euro-Tiger hat
je ein 24-, 15- und 8,5-Volt-Stromnetz sowie
12 Volt für Funk und Telefon. Dies liegt daran,
dass es für manche Bauteile wie die
Winkelgeber nur 8,5-V-Varianten gibt. Andere
Sensoren setzen 15 Volt voraus, und
das normale Bordnetz arbeitet mit 24 Volt.
Was ist an der Ropa-Elektronik außer der
umfassenden Einbindung aller Maschinenfunktionen
noch außergewöhnlich? — Es ist
zum einem die Art der Bildschirmdarstellung.
Ropa hat für die Benutzeroberfläche
einen Windows-CE-Rechner integriert. Der
Bildschirm kann dadurch wie beim PC frei
eingeteilt werden, und bei der Schrift und
Grafik gibt es keine Grenzen.
Das wiederum eröffnet völlig neue Möglichkeiten
für die Diagnose. Anstelle eines Laptops
oder Diagnosegerätes nutzt Ropa dafür
den internen Rechner. Der Werkstattfachmann
oder auch der Fahrer kann im

profi ELEKTRONIK
Die Rechner im euro-Tiger sitzen dezentral
wie hier im Hinterwagen unterhalb des Bunkers.
Zwei weitere befinden sich in der Seitenkonsole
rechts in der Kabine und einer
vorne auf dem Rodeaggregat.
Der Monitor dient als Armaturenbrett.
Für Grundeinstellungen dienen
die Drehschalter unten. Auch Zündschloss
und Klimaautomatik sind in
den CAN-Bus integriert!
Mit diesen Tasten an der linken Armlehne
wird abgebunkert. Entweder werden die
Bänder von Hand oder vollautomatisch
eingestellt, gestartet und gestoppt.
Diagnosemenü die gesamte Maschine durchchecken.
Anstelle von Codes oder dimensionslosen
Ziffern zeigt der Bildschirm im
Volltext die jeweiligen Bauteile an. Bei analogen
Sensoren und Schaltern wird zusätzlich
die Arbeitsspannung oder der –strom
ausgegeben, bei digitalen die Stellungen ein
oder aus.
Auf die Weise wird sofort geklärt, ob ein
Kabel einen Kurzschluss hat oder ein
Bauteil defekt ist. Und weil Ropa sämtliche
Kabel an der Maschine nummeriert hat und
diese Nummer im Service-Menü mit anzeigt,
kommt der Fahrer möglichen Fehlern schnell
auf die Spur.
Durch diese „Onboard-Diagnose“ erspart
Ropa den Händlern die Anschaffung einer
Diagnosesoftware oder eines speziellen Gerätes.
Das ist schon allein unter dem Aspekt
Jeweils ein Ultraschallsensor vorne und
hinten in der Bunkerwand erfasst den Füllstand
und die Verteilung der Rüben. Darüber
werden die Befüllung und die Achslastregelung
gesteuert.
sinvoll, weil die Maschinen nicht nur in
Deutschland laufen, sondern teils auch hinter
dem Ural oder in Übersee. Nicht einmal
ein Multimeter ist bei dem neuen euro-Tiger
nötig. Außerdem kann sich jeder Fahrer im
Notfall per Handy Hilfe bei einem Service-
Mitarbeiter von Ropa holen.
Diese etwas ausführlichere Beschreibung
der Diagnose soll Sie jetzt nicht zur Annahme
verleiten, dass Ropa-Maschinen anfälliger
sind als andere. Doch zeigt dieses System,
dass sowohl die Kunden, die Händler
und der Hersteller einen hohen Nutzen davon
haben. Denn Kabelbrüche und Kurzschlüsse
sind nun einmal die Hauptursache
elektronischer Ausfälle. Diese werden bei
Ropa nicht totgeschwiegen, sondern offen
und clever ins Kalkül gezogen.
Im Laufe der Jahre hat Ropa eine Vielzahl
von Sicherheitsfunktionen und Automatiken
im euro-Tiger realisiert, die ohne
Elektronik undenkbar wären. Hier genannt
sei nur die jüngste Ergänzung, die Blockade-
Erkennung: Verhakt sich z.B. ein Grubberzinken
im letzten Siebstern, blockiert dieser
schlagartig. Die Elektronik registriert dies
und gibt dem Fahrer eine Warnung. Gleichzeitig
aber stoppt sie bereits die beiden vorderen
Sterne, so dass der blockierte dritte
Stern nicht gänzlich mit Rüben voll läuft.
Der Fahrer muss nun nicht einige Zentner
Rüben, sondern nur wenige Kilo beiseite
räumen, um die Störung zu beheben.
Wenn er die Maschine wieder startet, hat
sich die Elektronik gemerkt, dass der dritte
Siebstern blockiert war. Eine programmierte
Automatik sorgt jetzt dafür, dass zuerst
der dritte, dann der zweite und zum Schluss
Klartext statt Fehler-Codes: Wenn
es ein Problem gibt, kann der
Fahrer im Diagnosemenü sämtliche
Bauteile checken — ohne Laptop
oder Prüfgerät.
der erste Stern anläuft. Auf die Weise wird
verhindert, dass der Elevator kurzfristig
überlastet wird und womöglich ebenfalls
blockiert.
Fazit: Ohne Elektronik wäre ein Rübenroder
wie der Ropa euro-Tiger V8-3 weder funktionsfähig
noch bedienbar. Sämtliche Funktionen
werden von der Bordelektronik angesteuert.
Kein einziger Schalter bis auf den
Blinker und die Beleuchtung geht mehr direkt
auf den Verbraucher. Wenn doch einmal
ein Fehler auftritt, kann der Fahrer diesen
ohne Laptop, ohne Vielfachmessgerät
und ohne lebensgefährliche Turnübungen
orten.
W. Holtmann