profi - hat "dem Tiger unters Fell geschaut" - ROPA Fahrzeug
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Sonderdruck<br />
aus 9/2008<br />
Elektronik im Ropa euro-<strong>Tiger</strong> V8-3:<br />
Dem <strong>Tiger</strong> <strong>unters</strong> <strong>Fell</strong> geschaut<br />
Woran kann man die Superlative einer Maschine vom<br />
Format des „Ropa euro-<strong>Tiger</strong> V8-3“ am besten festmachen?<br />
Am Preis? An der Motorleistung? An den Abmessungen?<br />
Am Gewicht? — Nein, an der Elektronik!<br />
<strong>Fahrzeug</strong>- und Maschinenbau GmbH<br />
Sittelsdorf 24<br />
D-84097 Herrngiersdorf<br />
Tel. +49 (0)87 85/96 01- 0<br />
Fax +49 (0)87 85/96 01-42<br />
vertrieb@ropa-maschinenbau.de<br />
www.ropa-maschinenbau.de<br />
<strong>profi</strong> · 48084 Münster · Internet: www.<strong>profi</strong>.com · E-Mail: service@<strong>profi</strong>.com<br />
Telefon +49 (0)25 01/8 01-41 73 · Telefax +49 (0)25 01/8 01-3 59
<strong>profi</strong> ELEKTRONIK<br />
Kaum eine Maschine <strong>hat</strong> ein Ernteverfahren<br />
so verändert und<br />
vereinfacht wie der selbstfahrende<br />
Rübenroder. Einer der Pioniere<br />
dieser Technik ist der Landwirt Hermann<br />
Paintner aus 84097 Sittelsdorf. In der<br />
Kampagne 1972 rodetet er mit einem selbst<br />
gebauten Sechsreiher 90 Hektar. Das war eine<br />
Sensation. Diese Maschine entwickelte er<br />
in den Folgejahren weiter, wobei immer<br />
mehr Hydraulikantriebe die Mechanik ersetzten.<br />
Im Jahr 1986 gründete Hermann Paintner<br />
die Firma Ropa. Ein Jahr später begann<br />
er neben der Herstellung von Rübenrodern<br />
mit <strong>dem</strong> Bau der „La<strong>dem</strong>äuse“. Erstmals<br />
1990 verbaute Paintner einen elektronischen<br />
Lenkautomaten, den damals der Land-<br />
Der Ropa euro-<strong>Tiger</strong> V8-3, hier<br />
mit neunreihigem Rodeaggregat,<br />
wird bis auf das Licht komplett elektronisch<br />
bedient und überwacht.<br />
Fotos: Tovornik (1), Holtmann<br />
Elektronik im Ropa euro-<strong>Tiger</strong> V8-3:<br />
Dem <strong>Tiger</strong> <strong>unters</strong> <strong>Fell</strong> geschaut<br />
Woran kann man die Superlative einer Maschine vom<br />
Format des „Ropa euro-<strong>Tiger</strong> V8-3“ am besten festmachen?<br />
Am Preis? An der Motorleistung? An den Abmessungen?<br />
Am Gewicht? — Nein, an der Elektronik!<br />
wirt Andreas Reichhardt aus 35410 Hungen<br />
für ihn baute.Heute teilt sich Ropa den deutschen<br />
Markt für selbstfahrende Zuckerrübenroder<br />
mit der Firma Holmer aus 84069<br />
Eggmühl. Zeitweise kooperierten beide Unternehmen<br />
u.a. in der Entwicklung ihrer<br />
Elektronik, ohne die heute weder Roder<br />
noch Lader überhaupt funktionieren würden.<br />
Einen Beitrag über die Elektronik im Holmer-<br />
Roder veröffentlichte <strong>profi</strong> im August 1997<br />
(Seite 72). Seit<strong>dem</strong> haben die Rechnerleistung,<br />
die Vernetzung, die Bedienung und die<br />
Diagnose mehrere Quantensprünge gemacht.<br />
Derzeit setzt die elektronische Steuerung<br />
des „euro-<strong>Tiger</strong> V8-3“ von Ropa Maßstäbe<br />
in der Landtechnik.<br />
Die Maschine verfügt über 18 elektronische<br />
Steuerkreise mit jeweils einem eigenen Prozessor.<br />
Fünf Hauptrechner sind an drei Einbauorten<br />
geschützt in Elektrikgehäusen<br />
bzw. Schaltschränken un-<br />
tergebracht und über den CAN-Bus vernetzt.<br />
Kontrolliert und programmiert werden sie<br />
über das Terminal.<br />
Der Erfassung von Temperaturen, Drücken,<br />
Positionen, Spannung und Stromstärke dienen<br />
in der Grundausführung über 100 Sensoren<br />
und Schalter. So sind die Hydraulikzylinder<br />
fast ausnahmslos mit Positionsmeldern<br />
bestückt. Gut 90 Magnetventile,<br />
überwiegend proportionale, steuern die Hydraulik.<br />
Hingegen verfügt die Maschine nur<br />
noch über fünf elektrische Relais einschließlich<br />
des Blinkgebers sowie über acht Elektromotoren.<br />
Doch die Aufzählung allein sagt nichts über<br />
die Intelligenz aus, die den euro-<strong>Tiger</strong> kennzeichnet.<br />
Diese liegt darin, dass alle Informationen<br />
über den CAN-<br />
Bus permanent allen<br />
<strong>profi</strong> 5/2008 www.<strong>profi</strong>.de<br />
❚ A ❚
Prozessoren zur Verfügung stehen. Erst dadurch<br />
sind Sicherheitsfunktionen und automatische,<br />
programmierbare Folgeschaltungen<br />
möglich. Zu diesen Informationen gehören<br />
im Übrigen der Dieselverbrauch, der<br />
Bunkerfüllstand oder die GPS-Fahrgeschwindigkeit.<br />
Die CAN-Bus-Technik <strong>hat</strong> weiterhin den<br />
Vorteil, dass Ropa die Verkabelung auf<br />
ein Minimum reduzieren konnte. Magnetventile,<br />
Relais, Positionsmelder und andere<br />
Sensoren sind direkt mit „ihrem“ Prozessor<br />
verbunden. Diese Struktur vereinfacht die<br />
Konstruktion und die Fehlersuche.<br />
Weil im Zylinder integrierte Positionsmelder<br />
extrem teuer sind, werden alle hydraulischen<br />
Bewegungen über einen Winkelgeber und oft<br />
eine Gelenkstange erfasst.<br />
Der Hydraulikdrucksensor erfasst den Schleglerentlastungsdruck.<br />
Jedes Kabel ist mit<br />
einem abriebfesten Schild gekennzeichnet.<br />
Das vereinfacht die Fehlersuche.<br />
Die Funktionalitäten der aktuellen Elektronik<br />
im euro-<strong>Tiger</strong> sind aus 20 Jahren<br />
Erfahrung entstanden. Damals wie heute<br />
<strong>hat</strong> ein Hersteller wie Ropa jedoch ein Problem:<br />
Er produziert relativ kleine Stückzahlen<br />
mit sehr speziellen Anforderungen. Zum<br />
Beispiel müssen die Steckverbindungen hermetisch<br />
gekapselt sein, die Prozessoren<br />
müssen auch unter extremen Temperaturen<br />
arbeiten, und die gesamte Elektronik soll<br />
auf 10 000 Betriebsstunden Lebensdauer<br />
ausgelegt sein.<br />
Die Drehzahlen vieler Hydromotoren erfasst<br />
Ropa mit speziellen Hall-Sensoren direkt am<br />
Gehäuse, hier zu sehen unten, hinter der<br />
Leckölleitung.<br />
Der euro-<strong>Tiger</strong> <strong>hat</strong> über 90 Magnetventile,<br />
die elektronisch angesteuert werden. Dies ist<br />
der Steuerblock der Kratzbodenschaltung<br />
und -regelung.<br />
Viele Komponenten vom Hydromotor bis<br />
zum Stecker gibt es nicht auf <strong>dem</strong> Massenmarkt<br />
für elektronische Zulieferteile.<br />
Stattdessen <strong>hat</strong> Ropa viele Teile selbst entwickelt<br />
und lässt diese im Auftrag fertigen.<br />
Um die Kosten im Griff zu behalten, arbeitet<br />
die Firma teils mit anderen Landtechnikherstellern<br />
oder deren Zulieferern zusammen,<br />
die die gleichen Anforderungen haben.<br />
Das gilt z.B. für die fünf Hauptrechner, die in<br />
ähnlicher Form auch in Fendt-Traktoren verwendet<br />
werden. „Für andere Landmaschinenhersteller<br />
stellen wir keine unmittelbare<br />
Konkurrenz dar. Deshalb konnten wir uns für<br />
neue elektronische Entwicklungen oft bei<br />
deren Zulieferern mit einklinken“, so Michael<br />
Gruber, der die Entwicklung der Elektronik<br />
bei Ropa fast von Beginn an leitet.<br />
An einer Maschine wie <strong>dem</strong> euro-<strong>Tiger</strong> ist<br />
die Verkabelung eine besondere Herausforderung.<br />
Fast überall sind die Kabel und<br />
Kabelbäume mit einem flexiblen Strickgewebe<br />
stramm umwickelt. Schaut man <strong>dem</strong><br />
<strong>Tiger</strong> genauer <strong>unters</strong> <strong>Fell</strong>, fallen offen liegende<br />
Kabeladern auf, immer kurz vor den<br />
Steckern. Zu<strong>dem</strong> findet man nur noch direkt<br />
am Motor das sonst übliche Wellrohr, das<br />
die Kabel schützen soll.<br />
Chefentwickler Gruber begründet dies so:<br />
„Wellrohre sind tückisch, wenn sie nicht<br />
stramm mit Kabeln gefüllt sind. Kleine Größen<br />
gibt es nicht, und so kam es regelmäßig<br />
vor, dass wenige Kabel in einem zu weiten<br />
Wellrohr im Laufe der Jahre durchscheuerten.<br />
Also umstricken wir unsere Kabel jetzt<br />
und haben damit sehr gute Erfahrungen. Mit<br />
der schlechteren Optik können unsere Kunden<br />
und wir gut leben.“<br />
Die Ropa-Elektronik weist keine großen Platinen<br />
mehr auf. Stattdessen sind die elektronischen<br />
Komponenten in den Rechnerkästen<br />
robust verdrahtet, viele davon mit Wago-<br />
Federzugklemmen. Platinen werden bei zu<br />
hohem Stromdurchlass heiß und können<br />
durchschmoren.<br />
Während Ropa die Kabel früher in den Zentralelektrikgehäusen<br />
bzw. Schaltschränken<br />
mit Steckern verbunden <strong>hat</strong>, verwendet die<br />
Firma jetzt nur noch selbstsichernde Wago-<br />
Klemmen. Denn Stecker sind immer mit <strong>dem</strong><br />
Risiko von Wackelkontakten behaftet, spätestens<br />
nach Jahren. Außer<strong>dem</strong> sind sämtliche<br />
Kabel mit der internen Kennziffer des<br />
Bauteils kennzeichnet, zu <strong>dem</strong> sie führen.<br />
Bei der Funktionalität der Elektronik<br />
macht Ropa keine Kompromisse, wohl<br />
aber bei der Spannung: Der euro-<strong>Tiger</strong> <strong>hat</strong><br />
je ein 24-, 15- und 8,5-Volt-Stromnetz sowie<br />
12 Volt für Funk und Telefon. Dies liegt daran,<br />
dass es für manche Bauteile wie die<br />
Winkelgeber nur 8,5-V-Varianten gibt. Andere<br />
Sensoren setzen 15 Volt voraus, und<br />
das normale Bordnetz arbeitet mit 24 Volt.<br />
Was ist an der Ropa-Elektronik außer der<br />
umfassenden Einbindung aller Maschinenfunktionen<br />
noch außergewöhnlich? — Es ist<br />
zum einem die Art der Bildschirmdarstellung.<br />
Ropa <strong>hat</strong> für die Benutzeroberfläche<br />
einen Windows-CE-Rechner integriert. Der<br />
Bildschirm kann dadurch wie beim PC frei<br />
eingeteilt werden, und bei der Schrift und<br />
Grafik gibt es keine Grenzen.<br />
Das wiederum eröffnet völlig neue Möglichkeiten<br />
für die Diagnose. Anstelle eines Laptops<br />
oder Diagnosegerätes nutzt Ropa dafür<br />
den internen Rechner. Der Werkstattfachmann<br />
oder auch der Fahrer kann im
<strong>profi</strong> ELEKTRONIK<br />
Die Rechner im euro-<strong>Tiger</strong> sitzen dezentral<br />
wie hier im Hinterwagen unterhalb des Bunkers.<br />
Zwei weitere befinden sich in der Seitenkonsole<br />
rechts in der Kabine und einer<br />
vorne auf <strong>dem</strong> Rodeaggregat.<br />
Der Monitor dient als Armaturenbrett.<br />
Für Grundeinstellungen dienen<br />
die Drehschalter unten. Auch Zündschloss<br />
und Klimaautomatik sind in<br />
den CAN-Bus integriert!<br />
Mit diesen Tasten an der linken Armlehne<br />
wird abgebunkert. Entweder werden die<br />
Bänder von Hand oder vollautomatisch<br />
eingestellt, gestartet und gestoppt.<br />
Diagnosemenü die gesamte Maschine durchchecken.<br />
Anstelle von Codes oder dimensionslosen<br />
Ziffern zeigt der Bildschirm im<br />
Volltext die jeweiligen Bauteile an. Bei analogen<br />
Sensoren und Schaltern wird zusätzlich<br />
die Arbeitsspannung oder der –strom<br />
ausgegeben, bei digitalen die Stellungen ein<br />
oder aus.<br />
Auf die Weise wird sofort geklärt, ob ein<br />
Kabel einen Kurzschluss <strong>hat</strong> oder ein<br />
Bauteil defekt ist. Und weil Ropa sämtliche<br />
Kabel an der Maschine nummeriert <strong>hat</strong> und<br />
diese Nummer im Service-Menü mit anzeigt,<br />
kommt der Fahrer möglichen Fehlern schnell<br />
auf die Spur.<br />
Durch diese „Onboard-Diagnose“ erspart<br />
Ropa den Händlern die Anschaffung einer<br />
Diagnosesoftware oder eines speziellen Gerätes.<br />
Das ist schon allein unter <strong>dem</strong> Aspekt<br />
Jeweils ein Ultraschallsensor vorne und<br />
hinten in der Bunkerwand erfasst den Füllstand<br />
und die Verteilung der Rüben. Darüber<br />
werden die Befüllung und die Achslastregelung<br />
gesteuert.<br />
sinvoll, weil die Maschinen nicht nur in<br />
Deutschland laufen, sondern teils auch hinter<br />
<strong>dem</strong> Ural oder in Übersee. Nicht einmal<br />
ein Multimeter ist bei <strong>dem</strong> neuen euro-<strong>Tiger</strong><br />
nötig. Außer<strong>dem</strong> kann sich jeder Fahrer im<br />
Notfall per Handy Hilfe bei einem Service-<br />
Mitarbeiter von Ropa holen.<br />
Diese etwas ausführlichere Beschreibung<br />
der Diagnose soll Sie jetzt nicht zur Annahme<br />
verleiten, dass Ropa-Maschinen anfälliger<br />
sind als andere. Doch zeigt dieses System,<br />
dass sowohl die Kunden, die Händler<br />
und der Hersteller einen hohen Nutzen davon<br />
haben. Denn Kabelbrüche und Kurzschlüsse<br />
sind nun einmal die Hauptursache<br />
elektronischer Ausfälle. Diese werden bei<br />
Ropa nicht totgeschwiegen, sondern offen<br />
und clever ins Kalkül gezogen.<br />
Im Laufe der Jahre <strong>hat</strong> Ropa eine Vielzahl<br />
von Sicherheitsfunktionen und Automatiken<br />
im euro-<strong>Tiger</strong> realisiert, die ohne<br />
Elektronik undenkbar wären. Hier genannt<br />
sei nur die jüngste Ergänzung, die Blockade-<br />
Erkennung: Verhakt sich z.B. ein Grubberzinken<br />
im letzten Siebstern, blockiert dieser<br />
schlagartig. Die Elektronik registriert dies<br />
und gibt <strong>dem</strong> Fahrer eine Warnung. Gleichzeitig<br />
aber stoppt sie bereits die beiden vorderen<br />
Sterne, so dass der blockierte dritte<br />
Stern nicht gänzlich mit Rüben voll läuft.<br />
Der Fahrer muss nun nicht einige Zentner<br />
Rüben, sondern nur wenige Kilo beiseite<br />
räumen, um die Störung zu beheben.<br />
Wenn er die Maschine wieder startet, <strong>hat</strong><br />
sich die Elektronik gemerkt, dass der dritte<br />
Siebstern blockiert war. Eine programmierte<br />
Automatik sorgt jetzt dafür, dass zuerst<br />
der dritte, dann der zweite und zum Schluss<br />
Klartext statt Fehler-Codes: Wenn<br />
es ein Problem gibt, kann der<br />
Fahrer im Diagnosemenü sämtliche<br />
Bauteile checken — ohne Laptop<br />
oder Prüfgerät.<br />
der erste Stern anläuft. Auf die Weise wird<br />
verhindert, dass der Elevator kurzfristig<br />
überlastet wird und womöglich ebenfalls<br />
blockiert.<br />
Fazit: Ohne Elektronik wäre ein Rübenroder<br />
wie der Ropa euro-<strong>Tiger</strong> V8-3 weder funktionsfähig<br />
noch bedienbar. Sämtliche Funktionen<br />
werden von der Bordelektronik angesteuert.<br />
Kein einziger Schalter bis auf den<br />
Blinker und die Beleuchtung geht mehr direkt<br />
auf den Verbraucher. Wenn doch einmal<br />
ein Fehler auftritt, kann der Fahrer diesen<br />
ohne Laptop, ohne Vielfachmessgerät<br />
und ohne lebensgefährliche Turnübungen<br />
orten.<br />
W. Holtmann