Mobile Estrichmaschinen mischen Sand, Zement und Wasser und fördern das abrasive Material über Schlauchleitungen bis an den jeweiligen Einsatzort – häufig über mehrere Stockwerke hinweg. Für mechanische Komponenten ist das bereits eine anspruchsvolle Umgebung. Noch höher sind die Anforderungen an Kommunikations- und Sensorelektronik, die dauerhaft in der Maschine verbleibt.
BMS erzielt rund 60 Prozent seines Umsatzes im Export. Die zunehmende Vernetzung betrachtet der Maschinenhersteller deshalb als nächsten Entwicklungsschritt seiner Maschinen.
Für Betreiber schafft die Vernetzung vor allem Transparenz über dezentral eingesetzte Maschinen: Position, Betriebszustände sowie Wartungs- und Fehlerdaten lassen sich abrufen und für Flottenmanagement, Diebstahlschutz und Ferndiagnose nutzen.
Vom Maschinensignal zum Kundendashboard
Für die Umsetzung von BMS Connect arbeitete der Maschinenhersteller mit Concept Electronic zusammen. Das Unternehmen entwickelt unter der Marke Easy-IoT Lösungen für die industrielle Vernetzung und hatte bereits Steuerungstechnik an BMS geliefert. Die Aufgabenstellung umfasste die gesamte Datenkette: Betriebsinformationen aus der Maschine erfassen, mit Positionsdaten ergänzen, weltweit übertragen und in einem cloudbasierten Dashboard bereitstellen. Aufgrund der Einsatzbedingungen erforderte die Telematikanwendung eine weitreichende Anpassung der Hardware.
Als technische Basis diente das EB-Gateway-Nano von Concept Electronic. Das 100×96,6×45mm kleine Edge-Gerät arbeitet mit einer Versorgungsspannung von 12 bis 24V DC. Zur Ausstattung gehören digitale Ein- und Ausgänge in Open-Drain-Ausführung, ein Analogeingang für 4-20mA sowie CAN-, RS485- und RS232-Schnittstellen. Damit bringt das Gerät die Voraussetzungen für die Kommunikation mit industriellen Steuerungen und Sensoren mit.
Vollverguss für den Baustelleneinsatz
Die serienmäßige Ausführung des Gateways mit Schutzart IP41 reichte für den offenen Einbau in einer Baumaschine nicht aus. Feuchtigkeit, Staub und anhaltende Erschütterungen hätten die Zuverlässigkeit im täglichen Betrieb beeinträchtigen können. Gefordert war deshalb eine Lösung nach IP68. „Ein übliches Industriegehäuse wäre für diese Anwendung nicht robust genug gewesen“, erklärt Markus Kessler, Experte für hochintegrierte Steuerungslösungen bei Concept Elec-tronic. „Die Elektronik ist erheblichen Vibrationen und Feuchtigkeit ausgesetzt.“
Für die OEM-Ausführung wurde die Elektronik vollständig vergossen. Der Verguss schützt das System sowohl gegen eindringendes Wasser als auch gegen die mechanischen Belastungen während des Maschinenbetriebs. Zusätzlich musste das Gateway bei ausgeschalteter Maschine kommunikationsfähig bleiben. Das ist insbesondere für Ortung und Diebstahlschutz relevant, da die reguläre Bordversorgung bei abgestelltem Dieselmotor nicht dauerhaft verfügbar ist. In die kundenspezifische Ausführung wurden daher ein Gyrosensor zur Bewegungserkennung, ein GPS-Modul sowie ein Lithium-Ionen-Akku mit Lademanagement integriert.
Die Maschinensteuerung als Datendrehscheibe
Das IoT-Gateway greift die Motordaten nicht unmittelbar am Aggregat ab. Stattdessen übernimmt die zentrale Maschinensteuerung die Funktion einer Datendrehscheibe. Der verbaute Deutz-Dieselmotor übermittelt seine Statuswerte über den Motor-CAN-Bus an die Steuerung. Dort laufen außerdem Informationen von Endschaltern und weiteren Sensoren zusammen.
