Fakultät Maschinenwesen IVMA Professur für Agrarsystemtechnik · Aufgabenstellung: „Das System soll eingehend auf seine Praxistauglichkeit getestet werden. Nach Labortests soll

Fakultät Maschinenwesen IVMA Professur für Agrarsystemtechnik

Praxistest des Kommunikationssystems

LaSeKo - Teilprojekt 5 „Praxistest des Kommunikationssystems“ | 6.10.2011 | Herlitzius / Teichmann Professur für Agrarsystemtechnik

Ausblick Feldtests und Demonstrator

Vorstellung durch Herrn Jens Teichmann (Technische Universität Dresden, Professur für Agrarsystemtechnik)

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Zentraler Datenserver

Funk: IEEE 802.15.4

Ethernet oder GSM/GPRS/UMTS

(Abb.: abgeändert nach Professur für Agrarsystemtechnik der TU Dresden, 2009)

5 x

5 x

1 x

1 x Waage


Untersuchung der Praxistauglichkeit des Demonstrators

Aufgabenstellung:

„Das System soll eingehend auf seine Praxistauglichkeit getestet werden. Nach Labortests soll das System in zwei Erntekampagnen eingesetzt und eingehend geprüft werden. In der ersten Kampagne sollen die grundsätzliche Praxiseignung festgestellt, Erfahrungen gesammelt und Schwachstellen der Prototypen ermittelt werden. In der Phase nach der Kampagne werden das System und seine Komponenten verbessert, so dass in der zweiten Kampagne ein seriennahes System zur Verfügung steht. Die Überarbeitung ist Gegenstand der jeweiligen Arbeitspakete.“

Test auf Praxistauglichkeit

1. Saison 2009 – grundsätzliche Eignung – erfüllt

2. Saison 2010 – Einsatz eines dann seriennahen Systems – erfüllt

• Idee und Konzept nachgewiesen

• Integration in Maschine und Prozess unvollständig


1. Saison 2009 - Zielstellung

Ziel: Funktionsprobe

- drahtlose Übertragung der Daten von der Maschine zu einem Laptop

- Funktionssicherheit bezüglich der Aufzeichnung von Daten

- Robustheit der Boxen bezüglich der mechanischen und elektrischen Einflüsse auf der Maschine

Mini-Computer (LaSeKo-Box)

Gateway

GPS-Empfänger

Verbindungsleitungen CAN-LaSeKo


1. Saison 2009 - Maschinenauswahl

Maschinenauswahl:

- Einsatz von 5 möglichst unterschiedlichen Mähdreschertypen eines Herstellers, um einen Teil der Produktvielfalt abzudecken

- Vorhandensein des CAN-Bus, um Daten in elektronischer Form erfassen zu können

- Einsatzorte der Mähdrescher im Umkreis von ca. 100 km, um die Chance zu erhöhen, ein möglichst breites Erntefenster zu haben (regional unterschiedliche Wachstumsbedingungen ausnutzen)

- W650, T660, WTS-9560

- CTS-9780i

- STS-9880


1. Saison 2009 - Montageort

- Nur eine Maschine hatte ein GPS-System, deshalb Einsatz externer Empfänger

Montageort LaSeKo-Box

Montageort GPS-Empfänger


1. Saison 2009 - Einsatzorte

- Durch geografische Gegebenheiten der Einsatzorte – breites Erntefenster

C

S

W

T

W


1. Saison 2009 - Ergebnisse

Erkenntnis Bewertung Schlussfolgerung für Version 2010

Zur Verfügung gestellte Daten wurden sicher aufgezeichnet Lücken beim Datenumfang

Auf Grund Maschinenvielfalt konnten softwareseitig nicht alle Infos erfasst werden

Mähdrescher ab Baujahr 2009 verwenden, einheitliche Gateways möglich

Datenaufzeichnung, wenn Bordspannung vorhanden

Sobald der Fahrer die Zündung anschaltet, startet die Aufzeichnung – unabhängig davon, ob der Mähdrescher arbeitet.

Die Datenaufzeichnung soll nur erfolgen, wenn der Mähdrescher läuft bzw. arbeitet

Die Verbindung via Funk funktionierte erwartungsgemäß

WLAN-Modul der Version 2009 kommunizierte sicher mit Laptop

Neue Boxen müssen selbstständig untereinander kommunizieren

Datenrate der Funkverbindung war gering - Downloadzeiten von bis zu einer Stunde

Da in 2009 keine Vorverarbeitung bzw. Komprimierung der Daten auf der Maschine angedacht war, kam es zu diesen langen Downloadzeiten.

Komprimierung der Daten, Funkmodule mit höherer Datenrate Ethernet-Schnittstelle als Service

Externer GPS-Empfang funktionierte zuverlässig.

Installationsort gewährleistet sicheren Empfang, Daten sind Zeit- und Ortsbasis für die Nachrichten

Keine Änderung notwendig

Robustheit gut, keine Ausfälle von Juli bis Oktober 2009

mechanisch robust für Mähdrescheralltag, Staub, hohe Temperaturen, Maschinenvibrationen – kein Problem Auf Spannungsausfälle reagiert Box mit Neustart -keine Probleme

Neue Boxen ähnlich robust im Aufbau kurzzeitige Spannungsschwankungen sollten gepuffert werden


2. Saison 2010 - Zielstellung

Ziel: Funktionsprobe,

selbstständige Übertragung der Daten

- drahtlose Übertragung der Daten von Maschine zu Maschine und Hof

- Funktionssicherheit bezüglich der Aufzeichnung von Daten

- Robustheit der Boxen bezüglich der mechanischen und elektrischen Einflüsse auf der Maschine

Mini-Computer (LaSeKo-Box)

Gateway GPS-Empfänger

Verbindungsleitungen CAN-LaSeKo


2. Saison 2010 - Maschinenauswahl

Maschinenauswahl:

- Einsatz von möglichst gleichen Mähdreschertypen eines Herstellers, um hinsichtlich der Datenbasis eine Konfiguration verwenden zu können

- Nach Möglichkeit Einsatz von mehreren Ernteketten (Mähdrescher, Abfahrer, Waage)

- Vorbereitung des Einsatzes an mindestens zwei verschiedenen Einsatzorten (regional unterschiedliche Wachstumsbedingungen ausnutzen)

- Schwerpunkt an einem Ort, zweiter Ort als Redundanz

- 2x W650,

- 5x T670i

- Verschiedene Traktoren mit CAN


2. Saison 2010 - Einsatzorte

- Durch geografische Gegebenheiten der Einsatzorte – breites Erntefenster

Trakt.

Standorte Feldtests in 2009 Standorte Feldtests in 2010 Standort Feldtests in 2009 und 2010 Buchstaben kennzeichnen eingesetzte John Deere Mähdrescher-Serien.

C

S

W T

W

T



Erkenntnis aus 2009 Schlussfolgerung für Version 2010

Ergebnis Erntende 2010

Zur Verfügung gestellte Daten wurden sicher aufgezeichnet Lücken beim Datenumfang

Mähdrescher ab Baujahr 2009 verwenden, einheitliche Gateways möglich

Datenaufzeichnung letztendlich sicher möglich

Datenaufzeichnung, wenn Bordspannung vorhanden

Die Datenaufzeichnung soll nur erfolgen, wenn der Mähdrescher läuft bzw. arbeitet

Während der Ernte 2010 nicht realisiert, sollte implementiert werden

Die Verbindung via Funk funktionierte erwartungsgemäß

Neue Boxen müssen selbstständig untereinander kommunizieren

Am Standort Brandenburg – ja Am Standort Sachsen - nein

Datenrate der Funkverbindung war gering - Downloadzeiten von bis zu einer Stunde

Komprimierung der Daten, Funkmodule mit höherer Datenrate Ethernet-Schnittstelle als Service

Komprimierung der Daten realisiert, Zeit zur Übergabe ausreichend (Vortrag Hr. Rusch)

Externer GPS-Empfang funktionierte zuverlässig.

Keine Änderung notwendig Empfänger innerhalb der Kabine stets zuverlässig

Robustheit gut, keine Ausfälle von Juli bis Oktober 2009

Neue Boxen ähnlich robust im Aufbau kurzzeitige Spannungsschwankungen sollten gepuffert werden

Keine Ausfälle der eingesetzten Boxen, Robustheit gewährleistet



• Vorbereitete Redundanz musste nicht genutzt werden

• Es wurden sämtliche CAN-Daten der Ernte aufgezeichnet und zur weiteren Bearbeitung an

die Projektpartner übergeben

• Einsatz zusätzlicher Sensoren im Hydraulikkreislauf zur Leistungserfassung

• Einsatz eines zusätzlichen Ölzustandssensors (Vortrag Hr. Scherer)

Besonderheiten Einsatzort Sachsen:

Ausblick

• Aktueller Stand der LaSeKo-Boxen lässt einen variablen Einsatz auf Maschinen mit CAN-Bus

zu (weitere Testeinsätze während Getreide- und Zuckerrübenernte)

• Herstellerunabhängiger Einsatz ist gewährleistet

• Kostengünstiges System mit geringsten Unterhaltungskosten (lediglich Bordspannung)

• Onlineverarbeitung von Maschinen- und Prozessdaten gewährleistet einen vielfältigen Einsatz

mit nutzerabhängiger Auswertemöglichkeit

• Marktreifes System sollte eine grafische Benutzeroberfläche (Konfigurationsmöglichkeit)

bieten

• Signifikante Ressourcen notwendig um CAN-Informationen zu lesen, wenn kein Gateway

vorhanden

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