|
|
Projektanci ciężkich maszyn drogowych, którzy mają coraz większe problemy z kompleksowym sterowaniem, być może otrzymali właśnie nowe narzędzie. Cyfrowy procesor sygnału (digital signal processor – DSP), który kiedyś był zarezerwowany dla najbardziej skomplikowanych problemów komputerowych, wkracza teraz w świat maszyn rolniczych i budowlanych.
W nowych modułach sprzętowych firm Sauer-Danfoss Inc (Ames, IA) oraz Texas Instruments zastosowano DSP, zamiast bardziej tradycyjnych mikrosterowników, do sterowania: silnikami i przekładniami, zaworami hydraulicznymi, manipulatorami drążkowymi, przełącznikami wejściowymi, hamulcami oraz światłami. Inżynierowie uważają, że nadszedł czas na zastosowanie DSP w tego typu aplikacjach, szczególnie że nowa generacja chipów pochodzących od producentów takich jak Texas Instruments wyposażona jest w porty lokalnej sieci sterującej (controller area network – CAN) oraz pamięć błyskową Flash.
Moc obliczeniowa
– Tradycyjnie porty CAN i pamięć Flash można było znaleźć tylko w mikrosterownikach – zauważa Dan Ricklefs, menedżer produktu w firmie Sauer. – Ale kiedy można mieć to wszystko na DSP, łatwo wykorzystać dodatkową moc obliczeniową DSP do wykonywania złożonych algorytmów programowych.
Inżynierowie Sauer-Danfoss twierdzą, że Texas Instruments F2812 jest jednym z dwóch urządzeń produkowanych przez firmę DSP, które znajdują się w modułach Sauer Plus 1, a które oferują moc przetwarzania 150 MIPS (milionów instrukcji na sekundę), a to jest 10 razy więcej niż oferowały wcześniejsze systemy oparte na mikrosterownikach.
Dodatkowa moc obliczeniowa pozwala projektantom na rozwiązywanie bardziej skomplikowanych problemów, takich jak tworzenie sygnałów modulacji szerokości impulsów do sterowania zaworami hydraulicznymi. W rezultacie system może sterować czerpakiem koparki albo trójpunktowym zaczepem na traktorze, zapewniając równocześnie sterowanie transmisją hydrostatyczną i zarządzając wydajnością zużycia paliwa w silniku.
– Kiedy zarządza się szybkością silnika oraz pracą pompy hydrostatycznej, a równocześnie optymalizuje wydajność zużycia paliwa oraz hałas, potrzebne są naprawdę wyrafinowane metody obliczeniowe – mówi Ricklefs. Według inżynierów dodatkowe możliwości obliczeniowe stają się coraz bardziej istotne, ponieważ maszyny takie jak dźwigi, koparki i kombajny są wyposażone w coraz bardziej wyrafinowane wyświetlacze i interfejsy użytkownika. DSP może pomóc menedżerom w bardziej skutecznym monitorowaniu maszyn.
Zarządzanie informacjami
– Ludzie, którzy zarządzają bazą ciężkiego sprzętu, chcą wiedzieć, gdzie ich sprzęt się znajduje, jak długo pracują maszyny i jaka jest ich wydajność – mówi Ricklefs. – Poza tym menedżerowie bazy sprzętowej mogliby używać nowych opcji do zdalnego diagnozowania awarii maszyn.
Dostawcy i OEM rozważają obecnie wykorzystanie w modułach elektronicznych jednostek Bluetooth, aby dane te można było przekazywać do bazy poprzez łącze komórkowe. Takie możliwości wymagają jednak dodatkowego przetwarzania – co jest kolejną przyczyną wzrostu popularności DSP.
– Jest duże zainteresowaniem zdobywaniem informacji z maszyn i przesyłaniem ich do bazy – mówi Ricklefs. Niektóre z tych funkcji są już wbudowane w maszyny górnicze o wartości milionów USD. Jednak nowe moduły sterujące oparte na DSP mogą oferować zarządzanie informacjami dla tańszego ciężkiego sprzętu, takiego jak traktory.
– Obecnie poszukujemy sposobów zredukowania progów cenowych, aby technologie te można było wykorzystać dla większej liczby maszyn. – mówi Ricklefs.
