EP1845196A1 - Strassenfertiger - Google Patents

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Publication number
EP1845196A1
EP1845196A1 EP06007522A EP06007522A EP1845196A1 EP 1845196 A1 EP1845196 A1 EP 1845196A1 EP 06007522 A EP06007522 A EP 06007522A EP 06007522 A EP06007522 A EP 06007522A EP 1845196 A1 EP1845196 A1 EP 1845196A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wireless
communication
paver
standard
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP06007522A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter Zegowitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Joseph Voegele AG
Original Assignee
Joseph Voegele AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Joseph Voegele AG filed Critical Joseph Voegele AG
Priority to EP06007522A priority Critical patent/EP1845196A1/de
Publication of EP1845196A1 publication Critical patent/EP1845196A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/48—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ

Definitions

  • the invention relates to a paver specified in the preamble of claim 1. Art.
  • a known paver a wired bus system is provided, in which the central computer, processing units, sensors, actuators and the like. Communicate.
  • the central computer can deliver data about machine states to a portable storage medium via remote data transmission via a service interface.
  • the central computer and / or the control panel can be located in a stationary outside control station, with which the paver is controlled.
  • the transmission of control data and feedback data may be wireless.
  • the bus system wired in the road paver requires considerable and labor-intensive wiring work, which causes acute sources of error, inter alia because of the relatively rough working conditions in a paver.
  • a Known soil compaction device includes an electronic cruise control device that controls the individual traction drives for steering the entire soil compaction system.
  • the cruise control device can be controlled by radio or infrared from an external remote control.
  • a known electric vehicle is provided in the vehicle, a wired bus system with interface modules, with some interface modules communicate wirelessly.
  • the invention has for its object to provide a paver of the type mentioned with a cost-effective and fail-safe computerized control system.
  • the cost of installation and control is reduced significantly with the application of wireless technology in the paver when used as a transmission medium electromagnetic waves that are not subject to mechanical wear and require no wiring.
  • wireless technology increased mobility of the communication subscribers, also with regard to communication with outside control stations, a control panel, operating devices, remote controls and the like, is achieved.
  • Large-area radio fields within the scope of the wireless radio link allow flexible integration of communication users.
  • the installation and commissioning can be done quickly and easily.
  • Communication with any local bus systems is wireless.
  • the wiring to sensors / actuators is conventional, for example via pre-assembled connectors.
  • the wireless technology also allows the use of the paver in contaminated terrain or other hazardous areas by wireless remote control units.
  • the master computer also functions as a master for the processing units.
  • the processing units with their associated sensors / actuators could communicate and operate independently of the host computer, wherein the master computer then possibly only fulfills a monitoring and parameterization function.
  • the wireless radio link completely replaces a wired bus system.
  • the wireless radio link complements a wired bus system or local wired bus systems.
  • the wiring effort is reduced or minimized, and the acute sources of error in wired systems are avoided or at least significantly reduced.
  • Expedient are two optional or combined procedures.
  • the master computer and the respective communication subscribers are connected to the base station or its modules.
  • the wireless communication takes place between the base station and the modules, suitably bidirectional.
  • the host computer and at least some of the communication participants are designed to be capable of being wireless, in that the base station or the module is integrated in the host computer or the respective communication subscriber.
  • the master computer Since the master computer performs a master function, it is expedient to provide an I / O interface on the master computer or on the control panel, which is, for example, a USB interface or a WLAN interface. Data can be transmitted to the outside via the interface or imported from the outside, e.g. for linearization, updating, parameterisation or diagnostics.
  • each communication participant is connected to a separate Wreless 1 / O module or provided with such a module.
  • This concept offers advantages in the event of a fault in terms of easy replacement or addition of other communication participants.
  • multiple communication users can share a wireless I / O module to achieve a reduced number of wireless components.
  • the safety-related and thus fail-safe wireless radio link in the paver can be easily extended or extended in wireless technology to at least one exterior or remote control station or a navigation system or a screed leveling system, provided that the basic components for the wireless radio link in industry-compatible and safety-oriented design in the road paver, optionally according to the WLAN standard, for example as wireless ETHERNET extension using at least one transmission protocol, the BLUETOOTH standard in the 2.4 GHz frequency hopping area, the TRUSTED wireless standard for analog and digital signals, the wireless MUX standard or the ASi-SaW standard.
  • the choice of radio technology for the paver depends on the requirements of the paver and the requirement that the radio transmission be at least as reliable under the working conditions in the paver as cable connections.
  • the license-free 433 MHz band and 869 MHz band are alternately used, i.
  • the system is then to operate with actually two radio links (dual-band system) in order to improve the reliability, the fault tolerance, the antenna diversity and the like.
  • the WLAN standard for example, as an extension of the ETHERNET or the BLUETOOTH standard in the 2.4 GHz range with frequency hopping are expedient alternatives.
  • the TRUSTED wireless standard With the TRUSTED wireless standard, the secure transmission of measuring and control signals in particular over relatively long distances is possible, especially if only data volumes of a few bytes are required.
  • the wireless MUX standard or the ASi-SaW standard with short response times of, for example, 40 ms can also be expedient, for example in conjunction with a fieldbus, Profibus, or Interbus-like fieldbus networks.
  • the wireless standards listed above are only a non-limiting selection.
  • the wireless technology concept used in the paver is based solely on the ability required to operate the paver To transmit messages or signals, in particular process signals, as safely as possible as quickly as necessary.
  • a paver F is schematically indicated in dash-dotted outline, having a computerized control system with multiple components capable of communication.
  • the chassis with the Gutbunker at the front end, the cab and the prime mover, the chassis hinged screed, the drive and the drive means, the longitudinal conveyor line from Gutbunker to a rear transverse distribution device, and the like. Not shown.
  • a host computer Z central processing unit housed with a control panel 1, not shown actuators, switches, display devices, input and display sections, and the like., And wired to the host Z. is.
  • an I / O interface 3 is provided, for example, a USB interface or a WLAN interface, the unidirectional or bidirectional data exchange with an external data storage or a external computer allows.
  • a wireless I / O base station 10 which has a reception / transmission antenna device 2, is connected to the host computer Z, for example via a wired local bus.
  • the antenna device 2 is optionally positioned at a convenient location in the paver.
  • a plurality of processing units 4a, 4b (modularly expandable by a further processing unit 4c) are provided in the paver F of the master computer Z, which are either each equipped with its own processor, or cooperate with a processor of the host computer Z.
  • the processing units 4a, 4b, 4c may be interchangeable modules or printed circuit boards with electronic components attached to addressed or coded slots.
  • each processing unit 4a, 4b, 4c is connected to a wireless I / O module 11 having a transmitting / receiving antenna device 2.
  • the modules 11 share a common antenna device 2.
  • the processing devices 4a, 4b, 4c are, for example, each part of a control loop to which at least one sensor 5a, 5b, 5c and an actuator 6a, 6b, 6c belongs. At least one sensor 5a, 5b, 5c and at least one actuator 6a, 6b, 6c share for control tasks a wireless I / O module 11 for communication either with the processing devices 4a, 4b, 4c and / or the master computer Z.
  • drive or control components connected to wireless I / O modules 11 may be provided for, for example, the traction drive, the drive and the metering of the longitudinal conveyor device, the transverse distribution device, and other components in the screed (not shown), wherein the communication participants do not have Wired cable connections communicate, but by means of electromagnetic waves as a carrier medium for data, signals, messages and the like ..
  • a wireless radio link WL is set up, which either replaces a wired bus system or supplements a wired bus system and, for example, for transmitting process signals and / or measured values and / or feedback and / or parameters / or setpoints and actual values and the like, for example in serial form.
  • all modules 11 communicate with the base station 10 of the master computer Z.
  • modules 11 for the then own processors and the like instead of the modules 11 for the then own processors and the like. Having processing facilities 4a to 4c this corresponding many base stations 10 or a single base station 10 be assigned, so that the modules 11 of the sensors and actuators 5a to 5c and 6a to 6c not only or not communicate with the host computer Z, but with the processing means 4a to 4c.
  • further systems can communicate with the host computer Z via the wireless radio link WL, for example remote controls 7a, 7b of outside control booths not further highlighted (each equipped with a module 11 and an antenna device 2), navigation systems 8a, 8b (each with a module 11 and an antenna device 2) and a screed leveling system 7c (equipped with a module 11 and an antenna device 2).
  • the wireless radio link WL for example, process or control signals are transmitted from or to acting, measuring or registering components or assemblies of the paver, wherein the established wireless radio link WL could well be divided into several large-area radio fields, which is e.g. allows the flexible integration of other communication participants.
  • the wireless I / O modules 11 and the Wirelessl / O base station 10 which is assigned to the master computer Z, used, where appropriate, some communication participants, for example, connected to a local bus.
  • the wireless I / O base station 10 may be a gateway module and automatically control communication among the communication parties.
  • the wiring to the sensors / actuators can be made conventionally, for example via pre-assembled connectors.
  • the embodiment of the computerized control system of the paver in Fig. 2 differs from that of Fig. 1, characterized in that the individual communication participants, such as the host Z, the processing units 4a, 4b, 4c, the sensors / actuators 5b, 6b, the outside control booths with their remote controls 7a, 7b, the navigation systems 8a, 8b, and the screed leveling system 7c are each designed to be wireless capable, for example, in which the wireless I / O base station 10 in the master computer Z and the Wreless I / O modules 11 in the processing units and the other communication participants are integrated.
  • the sensor 5b and the actuator 6b are eg smart components which have a predetermined basic intelligence.
  • the paver could be remotely controlled via the remote control units 7a, 7b even in contaminated or potentially explosive terrain or in other hazardous areas.
  • the wireless radio link WL safety-oriented and designed for industrial use, so that in the operation of the paver, inevitable influences do not interfere and the radio transmission as robust and reliable works as a cable connection.
  • a safety-related and industrial-grade wireless wireless link WL can be created using a variety of wireless standards, including the ESALAN standard, the WLAN standard, the BLUETOOTH standard, the TRUSTED wireless standard, the wireless MUX standard, or the ASi-SaW standard and other wireless standards that are currently being tested or ready for series production.
  • Security means, for example, that the processing, transmission, addressing and timing of the information or messages or signals over the wireless link will operate properly despite unavoidable interference such as RFI, attenuation, interference, reflections, interference, magnetic interference and the like.
  • unavoidable interference such as RFI, attenuation, interference, reflections, interference, magnetic interference and the like.
  • industrialized means that the rough working conditions in the paver, vibrations, the weather, nearby machines or power lines and the like do not affect the proper functioning of the wireless equipment components.
  • the master computer Z is used as a master in the control system to which all information is given and from which the information necessary for operation, monitoring or the like.
  • About the carrier medium of the electromagnetic waves are transmitted to other communication participants.
  • the transmission may be serial, using standardized transmission protocols where appropriate.

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Abstract

In einem Straßenfertiger (F) mit wenigstens einer Einbaubohle und einem elektronischen Steuerungssystem, das einen Leitrechner (Z) und mindestens ein Bedientableau (1) und ein Kommunikations-Bussystem zur seriellen Übertragung zumindest von Prozesssignalen zwischen wenigstens zweien folgender Kommunikationsteilnehmer aufweist: Leitrechner (Z), einem Antrieb für ein Fahrwerk, Aggregaten, Antriebe für Aggregate, Sensoren (5a, 5b) Aktoren (6a, 6b), elektronische Daten-Verarbeitungseinheiten (4a, 4b), und dgl. ist wenigstens eine industrietaugliche sicherheitsgerichtete Wireless-Funkstrecke (WL) eingerichtet, die wenigstens eine dem Leitrechner (Z) zugeordnete Wireless-I/O-Basisstation (10) und wenigstens ein zumindest einem weiteren Kommunikationsteilnehmer zugeordnetes Wireless-I/O-Modul (11) aufweist, wobei die Funkstrecke (WL) als Ersatz oder Ergänzung eines verdrahteten Bussystems im Straßenfertiger ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Straßenfertiger der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
  • In dem aus EP 0 790 353 A bekannten Straßenfertiger ist ein verdrahtetes Bussystem vorgesehen, in welchem der Zentralrechner, Verarbeitungseinheiten, Sensoren, Aktoren und dgl. kommunizieren. Der Zentralrechner kann über eine Serviceschnittstelle durch Datenfernübertragung Daten über Maschinenzustände an ein transportables Speichermedium liefern. Der Zentralrechner und/oder das Bedientableau können sich in einem stationären Außensteuerstand befinden, mit dem der Straßenfertiger gesteuert wird. Die Übertragung von Steuerdaten und Rückmeldungsdaten erfolgt gegebenenfalls kabellos. Auf jedem Fall erfordert das in dem Straßenfertiger verdrahtete Bussystem einen erheblichen und arbeitsintensiven Verdrahtungsaufwand, durch den u.a. wegen der relativ groben Arbeitsbedingungen in einem Straßenfertiger akute Fehlerquellen bedingt sind.
  • Die aus DE 100 53 446 A bekannte Bodenverdichtungsvorrichtung enthält eine elektronische Fahrtregelungseinrichtung, die die einzelnen Fahrantriebe zur Lenkung des gesamten Bodenverdichtungssystems ansteuert. Die Fahrtregelungseinrichtung kann per Funk oder Infrarot von einer externen Fernsteuerung angesteuert werden.
  • Bei dem aus WO 03/055714 A bekannten elektrischen Fahrzeug ist im Fahrzeug ein verdrahtetes Bussystem mit Schnittstellenmodulen vorgesehen, wobei einige Schnittstellenmodule kabellos kommunizieren.
  • Gemäß US 5 469 150 A sind zur Kommunikation mehrere Sensoren und Aktoren über ein verdrahtetes Eindraht- oder Zweidraht- oder Vierdraht-Bussystem verknüpft.
  • In letzter Zeit findet die Wireless-Technologie zunehmend Eingang in die industrielle Technik, z. B. um Messwerte oder Prozesssignale zu übertragen. Dabei kommen unterschiedliche Wireless-Standards zum Einsatz, abhängig von den Umgebungsbedingungen und den Steuer- und Regelaufgaben. Hierzu sei verwiesen auf die Zeitschrift QUALITY ENGINEE-RING 11/2005, Seiten 58, 59; die Zeitschrift "Der Konstrukteur" 10/2005, Seiten 10, 11; die Zeitschrift "Der Konstrukteur" 10/2005, Seite 14; die Zeitung "VDMA Nachrichten 11.05", Seiten 54 bis 57; die Zeitschrift "Der Konstrukteur' 7-8/2005, Seiten 12, 14; die System- und Produktübersicht WL/05* "ESALAN-Wireless", der Firma Elan Schaltelemente GmbH & Co. KG, D-35435 Wettenberg, und der Artikel "Industrial Wireless", in UPDATE 1/06, Seiten 4, 5, aus dem Internet unter "update.phoenixcontact.com".
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Straßenfertiger der eingangs genannten Art mit einem kostengünstigen und fehlersicheren computerisierten Steuerungssystem anzugeben.
  • Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Der Aufwand für die Installation und Ansteuerung verringert sich mit der Anwendung der Wireless-Technologie im Straßenfertiger deutlich, wenn als Übertragungsmedium elektromagnetische Wellen eingesetzt werden, die keinem mechanischen Verschleiß unterliegen und keiner Verdrahtung bedürfen. Es wird mit der Wireless-Technologie eine erhöhte Mobilität der Kommunikationsteilnehmer, auch im Hinblick auf die Kommunikation mit Außensteuerständen, einem Bedienpult, Bediengeräten, Fernsteuerungen und dgl. erzielt. Durch großflächige Funkfelder im Rahmen der Wireless-Funkstrecke lassen sich Kommunikationsteilnehmer flexibel integrieren. Die Installation und Inbetriebnahme können schnell und einfach erfolgen. Die Kommunikation mit gegebenenfalls vorgesehenen Lokalbussystemen erfolgt drahtlos. Die Verdrahtung zu Sensoren/Aktoren ist konventionell, beispielsweise über vorkonfektionierte Steckverbinder. Die Wireless-Technologie gestattet auch den Einsatz des Straßenfertigers in kontaminiertem Gelände oder in anderen Gefahrenbereichen durch wirelessfähige Fembedienungseinheiten. Wenn die Funkstrecke sicherheitsgerichtet ausgebildet ist, werden Übertragungsfehler durch Umwelteinflüsse, hochfrequente und kritische Störeinflüsse, Dämpfungen, Reflektionen, Absorption, Streuung, Beugung, Brechung und Interferenz vermieden. Dabei fungiert zweckmäßig der Leitrechner als Master auch für die Verarbeitungseinheiten. In einer Ausführungsform könnten die Verarbeitungseinheiten mit ihren zugeordneten Sensoren/Aktoren vom Leitrechner unabhängig kommunizieren und arbeiten, wobei der Leitrechner dann gegebenenfalls nur eine Überwachungs- und Parametrierungs-Funktion erfüllt.
  • Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Straßenfertigers ersetzt die Wireless-Funkstrecke gänzlich ein verdrahtetes Bussystem.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform ergänzt hingegen die Wireless-Funkstrecke ein verdrahtetes Bussystem oder lokale verdrahtete Bussysteme. Es wird in jedem Fall der Verdrahtungsaufwand reduziert oder minimiert, und wird die akuten Fehlerquellen verdrahteter Systeme vermieden oder zumindest erheblich reduziert.
  • Zweckmäßig sind zwei wahlweise oder kombinierte Vorgangsweisen. Der Leitrechner und die jeweiligen Kommunikationsteilnehmer sind an die Basisstation bzw. ihre Module angeschlossen. Die Wireless-Kommunikation findet zwischen der Basisstation und den Modulen, zweckmäßig bidirektional, statt. Im anderen Fall sind der Leitrechner und zumindest einige der Kommunikationsteilnehmer wirelessfähig ausgebildet, indem die Basisstation bzw. das Modul in den Leitrechner bzw. den jeweiligen Kommunikationsteilnehmer integriert ist.
  • Da der Leitrechner eine Masterfunktion ausführt, ist es zweckmäßig, am Leitrechner oder am Bedientableau eine I/O-Schnittstelle vorzusehen, die beispielsweise eine USB-Schnittstelle oder eine WLAN-Schnittstelle ist. Über die Schnittstelle können Daten vom Leitrechner nach außen übertragen oder von außen importiert werden, z.B. zum linitialisieren, Aktualisieren, Parametrieren oder zur Diagnose.
  • Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist jeder Kommunikationsteilnehmer an ein eigenes Wreless-1/O-Modul angeschlossen oder mit einem solchen Modul versehen. Dieses Konzept bietet im Störungsfall Vorteile hinsichtlich des leichten Austausches oder einer Hinzunahme weiterer Kommunikationsteilnehmer.
  • Alternativ können sich mehrere Kommunikationsteilnehmer jeweils ein Wireless-I/O-Modul teilen, um eine reduzierte Anzahl Wireless-Komponenten zu erzielen.
  • Ferner kann eine Anwendung von wirelessfähigen Kommunikationsteilnehmern oder Kommunikationsteilnehmem, die an ein Wireless-I/O-Modul angeschlossen sind, mit über lokale Bussysteme angeschlossenen, analogen Einheiten sinnvoll sein.
  • Die sicherheitsgerichtete und damit fehlersichere Wireless-Funkstrecke im Straßenfertiger kann problemlos in Wireless-Technologie auf zumindest einen Außen- oder Femsteuerstand oder ein Navigationssystem oder ein Einbaubohlen-Nivellierungssystem erweitert sein oder erweitert werden, sofern die Grundkomponenten für die Wireless-Funkstrecke in industrietauglicher und sicherheitsgerichteter Ausführung im Straßenfertiger vorgesehen ist, gegebenenfalls entsprechend dem WLAN-Standard beispielsweise als Wireless-ETHERNET-Erweiterung unter Verwenden wenigstens eines Übertragungsprotokolls, dem BLUETOOTH-Standard im 2,4 GHz-Bereich mit Frequenzsprungtechnik, dem TRUSTED-Wireless-Standard für analoge und digitale Signale, dem Wireless-MUX-Standard oder dem ASi-SaW-Standard. Die Auswahl der jeweiligen Funktechnologie für den Straßenfertiger richtet sich nach den Anforderungen, die im Straßenfertiger vorliegen, und dem Erfordernis, dass die Funkübertragung unter den Arbeitsbedingungen im Straßenfertiger mindestens ebenso zuverlässig ist wie Kabelverbindungen.
  • Entsprechend dem ESALAN-wreless-Standard wird wechselweise im lizenzfreien 433 MHz-Band und 869 MHz-Band gearbeitet, d.h. das System ist dann mit eigentlich zwei Funkstrecken (Dual-Band-System) zu betreiben, um die Zuverlässigkeit, die Fehlertoleranz, die Antennen-Diversität und dgl. zu verbessern. Der WLAN-Standard beispielsweise als Erweiterung des ETHERNETs oder der BLUETOOTH-Standard im 2,4 GHz-Bereich mit Frequenzsprungtechnik sind zweckmäßige Alternativen. Mit dem TRUSTED-Wireless-Standard ist die sichere Übertragung insbesondere von Mess- und Steuersignalen über relativ große Entfernungen möglich, insbesondere wenn nur Datenvolumina von wenigen Bytes anfallen. Der Wireless-MUX-Standard oder der ASi-SaW-Standard mit kurzen Reaktionszeiten von beispielsweise 40 ms kann ebenfalls zweckmäßig sein, beispielsweise in Verbindung mit einem Feldbus, Profibus, oder Interbus ähnlichen Feldbusnetzwerken.
  • Die oben aufgelisteten Wireless-Standards stellen nur eine nicht beschränkende Auswahl dar. Das im Straßenfertiger zur Anwendung kommende Wireless-Technologie-Konzept richtet sich ausschließlich nach der Möglichkeit, die für den Betrieb des Straßenfertigers erforderlichen Nachrichten bzw. Signale, insbesondere Prozesssignale, so sicher wie möglich so rasch wie erforderlich zu übertragen.
  • Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch ein computerisiertes Steuerungssystem in einem Straßenfertiger, und
    Fig. 2
    eine alternative Ausführungsform in Schemadarstellung.
  • In Fig. 1 ist in strichpunktierten Umrissen ein Straßenfertiger F schematisch angedeutet, der ein computerisiertes Steuerungssystem mit mehreren kommunikationsfähigen Komponenten aufweist. Hingegen sind der Einfachheit halber vom Straßenfertiger F das Chassis mit dem Gutbunker am vorderen Ende, dem Führerstand und der Primärantriebsquelle, der am Chassis angelenkten Einbaubohle, dem Fahrantrieb und die Antriebseinrichtungen, der Längsförderstrecke vom Gutbunker zu einer hinten liegenden Querverteileinrichtung, und dgl., nicht dargestellt. Beispielsweise ist als wesentlicher Teil der computerisierten Steuerungseinrichtung im nicht gezeigten Führerstand ein Leitrechner Z (zentrale Recheneinheit) mit einem Bedientableau 1 untergebracht, das nicht gezeigte Betätigungselemente, Schalter, Displayeinrichtungen, Eingabe- und Anzeigesektionen, und dgl. aufweist, und mit dem Leitrechner Z verdrahtet ist. Am Leitrechner Z (oder am Bedientableau 1, zweckmäßigerweise dort an einem nicht gezeigten Gehäuse) ist eine I/O-Schnittstelle 3 vorgesehen, beispielsweise eine USB-Schnittstelle oder eine WLAN-Schnittstelle, die den unidirektionalen oder bidirektionalen Datenaustausch mit einem externen Datenspeicher oder einem externen Rechner ermöglicht.
  • Ferner ist, beispielsweise über einen verdrahteten Lokalbus, an den Leitrechner Z eine Wireless-I/O-Basisstation 10 angeschlossen, die über eine Empfangs/Sende-Antenneneinrichtung 2 verfügt. Die Antenneneinrichtung 2 ist gegebenenfalls an einer günstigen Stelle im Straßenfertiger positioniert.
  • Weiterhin sind im Straßenfertiger F vom Leitrechner Z baulich getrennt mehrere Verarbeitungseinheiten 4a, 4b (modulartig erweiterbar durch eine weitere Verarbeitungseinheit 4c) vorgesehen, die entweder jeweils mit einem eigenen Prozessor ausgestattet sind, oder mit einem Prozessor des Leitrechners Z zusammenarbeiten.
  • Die Verarbeitungseinheiten 4a, 4b, 4c können an adressierten oder kodierten Steckplätzen gesteckte, untereinander austauschbare Module oder gedruckte Leiterplatten mit elektronische Komponenten sein.
  • In Fig. 1 ist jede Verarbeitungseinheit 4a, 4b, 4c an ein Wireless-I/O-Modul 11 angeschlossen, das über eine Sende/Empfangs-Antennenvorrichtung 2 verfügt. Gegebenenfalls teilen sich die Module 11 eine gemeinsame Antennenvorrichtung 2.
  • Die Verarbeitungseinrichtungen 4a, 4b, 4c sind beispielsweise jeweils Teil eines Regelkreises, zu dem wenigstens ein Sensor 5a, 5b, 5c und ein Aktor 6a, 6b, 6c gehört. Jeweils wenigstens ein Sensor 5a, 5b, 5c und wenigstens ein Aktor 6a, 6b, 6c teilen sich für Steuerungs- oder Regelaufgaben ein Wireless-I/O-Modul 11 zur Kommunikation entweder mit den Verarbeitungseinrichtungen 4a, 4b, 4c und/oder dem Leitrechner Z.
  • Weiterhin können mit Wireless-I/O-Modulen 11 verbundene Antriebs- oder Steuerkomponenten für beispielsweise den Fahrantrieb, den Antrieb und die Dosierung der Längsfördervorrichtung, der Querverteilvorrichtung, und andere Komponenten in der Einbaubohle vorgesehen sein (nicht gezeigt), wobei die Kommunikationsteilnehmer nicht über verdrahtete Kabelverbindungen kommunizieren, sondern mittels elektromagnetischer Wellen als Trägermedium für Daten, Signale, Nachrichten und dgl..
  • Somit ist im Straßenfertiger zwischen der Basisstation 10 und den Modulen 11 eine Wireless-Funkstrecke WL eingerichtet, die entweder ein verdrahtetes Bussystem ersetzt, oder ein verdrahtetes Bussystem ergänzt und beispielsweise zur Übertragung von Prozesssignalen und/oder Messwerten und/oder Rückmeldungen und/oder Parametern und/oder Soll- und Istwerten und dgl., z.B. in serieller Form dient. Hierbei kommunizieren alle Module 11 mit der Basisstation 10 des Leitrechners Z.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform könnten anstelle der Module 11 für die dann eigene Prozessoren und dgl. aufweisenden Verarbeitungseinrichtungen 4a bis 4c diesen entsprechend viele Basisstationen 10 oder eine einzige Basisstation 10 zugeordnet sein, so dass die Module 11 der Sensoren und Aktoren 5a bis 5c und 6a bis 6c nicht nur oder nicht mit dem Leitrechner Z kommunizieren, sondern mit den Verarbeitungseinrichtungen 4a bis 4c.
  • Ferner können mit dem Leitrechner Z über die Wireless-Funkstrecke WL weitere Systeme kommunizieren, beispielsweise Fernsteuerungen 7a, 7b von nicht näher hervorgehobenen Außensteuerständen (jeweils mit einem Modul 11 und einer Antenneneinrichtung 2 ausgestattet), Navigationssysteme 8a, 8b (jeweils mit einem Modul 11 und einer Antenneneinrichtung 2 ausgestattet) und ein Einbaubohlen-Nivellierungssystem 7c (mit einem Modul 11 und einer Antenneneinrichtung 2 ausgestattet).
  • In der Wireless-Funkstrecke WL werden beispielsweise Prozess- oder Steuersignale von oder zu agierenden, messenden oder registrierenden Komponenten oder Baugruppen des Straßenfertigers übertragen, wobei die eingerichtete Wireless-Funkstrecke WL durchaus auch in mehrere großflächige Funkfelder unterteilt sein könnte, was z.B. die flexible Integration weiterer Kommunikationsteilnehmer gestattet. Anstelle eines verdrahteten Bussystems oder in Ergänzung zu dem Bussystem werden die Wireless-I/O-Module 11 und die Wirelessl/O-Basisstation 10, die dem Leitrechner Z zugeordnet ist, benutzt, wobei gegebenenfalls einige Kommunikationsteilnehmer beispielsweise mit einem Lokalbus verbunden sind. Die Wireless-I/O-Basisstation 10 kann ein Gateway-Modul sein, und die Kommunikation unter den Kommunikationsteilnehmem automatisch steuern. Die Verdrahtung zu den Sensoren/Aktoren kann konventionell vorgenommen sein, beispielsweise über vorkonfektionierte Steckverbinder.
  • Die Ausführungsform des computerisierten Steuerungssystems des Straßenfertigers in Fig. 2 unterscheidet sich von dem von Fig. 1 dadurch, dass die einzelnen Kommunikationsteilnehmer, wie der Leitrechner Z, die Verarbeitungseinheiten 4a, 4b, 4c, die Sensoren/Aktoren 5b, 6b, die Außensteuerstände mit ihren Fernsteuerungen 7a, 7b, die Navigationssysteme 8a, 8b, und das Einbaubohlen-Nivellierungssystem 7c jeweils wirelessfähig ausgebildet sind, beispielsweise in dem die Wireless-I/O-Basisstation 10 in den Leitrechner Z und die Wreless-I/O-Module 11 in die Verarbeitungseinheiten und die anderen Kommunikationsteilnehmer integriert sind. Bei dem Sensor 5b und dem Aktor 6b handelt es sich z.B. um smarte Komponenten, die über eine vorbestimmte Grundintelligenz verfügen. Eine weitere alternative Möglichkeit in Fig. 2 besteht darin, beispielsweise an den smarten Sensor 5b über einen Lokalbus 9 eine analoge Einheit 12 anzuschließen und so das integrierte Modul 11 des smarten Sensors 5b in der Wireless-Funkstrecke mitzubenutzen. Der Straßenfertiger könnte über die Fembedienungseinheiten 7a, 7b durchaus auch in kontaminiertem oder explosionsgefährdetem Gelände oder in anderen Gefahrenbereichen ferngesteuert eingesetzt werden.
  • Grundsätzlich ist für die Verwendung der Wireless-Technologie im Straßenfertiger die Wireless-Funkstrecke WL sicherheitsgerichtet und industrietauglich ausgelegt, so dass im Betrieb des Straßenfertigers auftretende, unvermeidliche Einflüsse nicht stören und die Funkübertragung ebenso robust und zuverlässig arbeitet wie eine Kabelverbindung. Eine sicherheitsgerichtete und industrietaugliche Wireless-Funkstrecke WL lässt sich beispielsweise mit verschiedenen Wireless-Standards schaffen, beispielsweise dem ESALAN-Standard, dem WLAN-Standard, dem BLUETOOTH-Standard, dem TRUSTED-Wireless-Standard, dem Wireless-MUX-Standard, oder dem ASi-SaW-Standard und anderen, zur Zeit in Erprobung befindlichen oder zur Serienreife gebrachten Wireless-Standards. Sicherheitsgerichtet bedeutet z.B., dass die Verarbeitung, Übertragung, Adressierung und das Timing der Informationen oder Nachrichten oder Signale über die Wireless-Funkstrecke trotz unvermeidlicher Störeinflüsse, wie HF-Störungen, Dämpfungen, Überlagerungen, Reflektionen, Interferenzen, magnetische Störungen und dgl. ordnungsgemäß ablaufen. Industrietauglich bedeutet z.B., dass die groben Arbeitsbedingungen im Straßenfertiger, Vibrationen, das Wetter, in der Nachbarschaft arbeitende Maschinen oder Hochspannungsleitungen und dgl. die ordnungsgemäße Funktion der Wireless-Ausstattungskomponenten nicht beeinflussen.
  • Dabei wird beispielsweise der Leitrechner Z als Master in dem Steuerungssystem benutzt, an den alle Informationen gegeben und von dem die zum Betrieb, der Überwachung oder dgl. notwendigen Informationen über das Trägermedium der elektromagnetischen Wellen an andere Kommunikationsteilnehmer übertragen werden. Die Übertragung kann seriell erfolgen, gegebenenfalls unter Benutzen standardisierter Übertragungsprotokolle.

Claims (11)

  1. Straßenfertiger (F), mit wenigstens einer Einbaubohle und einem elektronischen Steuerungssystem, das für Steuerungs- oder Regelungs- oder Überwachungs- oder Parametrierungs-Aufgaben einen Leitrechner (Z), mindestens ein Bedientableau (1) und ein Kommunikations-Bussystem zur seriellen Übertragung zumindest von Prozesssignalen zwischen wenigstens zweien der folgenden Kommunikationsteilnehmer aufweist: dem Leitrechner (Z), Antrieben für ein Fahrwerk, Arbeitsaggregate, Antriebe für Aggregate, Sensoren (5a, 5b, 5c), Aktoren (6a, 6b, 6c), elektronische Daten-Verarbeitungseinheiten (4a, 4b, 4c), und dgl., dadurch gekennzeichnet, dass im Straßenfertiger (F) zwischen wenigstens einer dem Leitrechner (Z) zugeordneten Wireless-I/O-Basisstation (10) und wenigstens einem zumindest einem weiteren Kommunikationsteilnehmer zugeordneten Wireless-I/O-Modul (11) wenigstens eine industrietaugliche und sicherheitsgerichtete Wireless-Funkstrecke (WL) installiert ist.
  2. Straßenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wireless-Funkstrecke (WL) als Ersatz eines verdrahteten Bussystems ausgebildet ist.
  3. Straßenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wireless-Funkstrecke (WL) als Ergänzung eines im Straßenfertiger verdrahteten Bussystems oder lokaler Bussysteme (9) ausgebildet ist.
  4. Straßenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitrechner (Z) an die Wireless-I/O-Basisstation (10) bzw. zumindest jeweils ein Kommunikationsteilnehmer an das Wireless-I/O-Modul (11) angeschlossen ist.
  5. Straßenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wireless-I/O-Basisstation (10) in den wirelessfähigen Leitrechner (Z) und das jeweilige Wireless-I/O-Modul in zumindest einen weiteren wirelessfähigen Kommunikationsteilnehmer integriert sind.
  6. Straßenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitrechner (Z) bzw. das Bedientableau (1) eine I/O-Schnittstelle (3), z.B. eine USB- oder eine WLAN-Schnittstelle, zur Kommunikation bzw. zum Datenaustausch nach außen oder von außen aufweist.
  7. Straßenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kommunikationsteilnehmer zur Kommunikation mit dem Leitrechner (Z) ein eigenes Wireless-I/O-Modul (11) aufweist.
  8. Straßenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mehrere Kommunikationsteilnehmer zur Kommunikation mit dem Leitrechner (Z) ein Wireless-I/O-Modul (11) teilen.
  9. Straßenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem an ein Wireless-I/O-Modul (11) angeschlossenen oder durch Integration eines Wireless-I/O-Moduls (11) wirelessfähigen Kommunikationsteilnehmer innerhalb eines verdrahteten lokalen Bussystems (9) wenigstens eine analoge Einheit (12) verbunden ist.
  10. Straßenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Straßenfertiger (F) eingerichtete, sicherheitsgerichtete Funkstrecke (WL) zu wenigstens einem Außensteuerstand (7a, 7b) oder einem Navigationssystem (8a, 8b) oder einem Einbaubohlen-Nivellierungssystem (7c) erweitert oder erweiterbar ist.
  11. Straßenfertiger nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sicherheitsgerichtete Funkstrecke (WL) mit ihren durch die Wireless-I/O-Basisstation (10) und die Wireless-I/O-Moduole (11) gebildeten Sende-Empfangskomponenten im Straßenfertiger (F) entsprechend einem der folgenden industrietauglichen Wireless-Standards ausgebildet ist: dem ESALAN-Standard im 433 MHz-Band oder im 869 MHz-Band oder im Dual-Band; dem WLAN-Standard beispielsweise als Wireless-ETHERNET-Erweiterung, dem BLUETOOTH-Standard im 2,4 GHz-Bereich, gegebenenfalls mit Frequenzsprungtechnik; dem TRUSTED-Wireless-Standard; dem Wireless-MUX-Standard mit Multiplexing-Funktion; oder dem ASi-SaW-Standard; gegebenenfalls in Verbindung mit einem CAN-Bus, Feldbus, Profibus, Interbus oder einem anderen Busnetzwerk.
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