Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe (23) nr 1, 2008

Mgr inż. Jerzy JURA – Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Urządzeń Mechanicznych „OBRUM" sp. z o.o.

Gliwice

Jerzy JURA

ROZWÓJ WETRONIKI W KONSTRUKCJACH OBRUM Sp. z o.o. Streszczenie: W artykule przedstawiony został rozwój układów sterowania od prostych układów typu

komparatorów wartości progowych do obecnie projektowanych układów wetroniki w pojazdach, których

konstrukcje powstały w Ośrodku Badawczo Rozwojowym Urządzeń Mechanicznych. Dotyczy to rodziny

pojazdów wsparcia technicznego WZT, wsparcia inżynieryjnego MID i MS-20.

Słowa kluczowe: WZT-3, WZT-4, MID, MS-20, CAN, vetronics, sterowniki mobilne, sterowanie

rozproszone.

1. WSTĘP

Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Urządzeń Mechanicznych "OBRUM" sp. z o.o.

przez cały okres swojej działalności prowadził prace nad konstrukcją pojazdów specjalnych

dla potrzeb Wojska Polskiego. Powstające konstrukcje wykorzystywały najnowsze

osiągnięcia polskiej i światowej myśli technicznej. Rozwój obejmował zarówno konstrukcje

mechaniczne, układy hydrauliki siłowej, jak i układy sterowania wykorzystujące dynamicznie

rozwijającą się elektronikę. Pierwsze konstrukcje wykorzystywały układy przekaźnikowe, a

następnie także układy analogowe i cyfrowe małej i średniej skali integracji. Pojawienie się

układów wielkiej skali integracji wraz z mikroprocesorami i mikrokomputerami oraz

elementami cyfrowych magistral transmisji danych zostało wykorzystane przez

konstruktorów Ośrodka do projektowania nowych zespołów elektroniki pojazdów specjalnej

nazwanej wetroniką (ang. vetronics -Vehicle Electronics).

2. POJAZDY WSPARCIA TECHNICZNEGO

Pierwszą konstrukcją opracowaną pod kierunkiem inżyniera Czesława Ochwata -

pierwszego dyrektora OBRUM był Wóz Zabezpieczenia Technicznego WZT-2 (Rys.1)

wykonany na bazie czołgu T-55. Pojazd powstał w latach 1969-1971.

Rys. 1 Wóz Zabezpieczenia Technicznego WZT-2

Jerzy JURA

2

Do realizacji podstawowej funkcji pojazdu, jakim było zabezpieczenie techniczne

pododdziałów pancernych, wykorzystywano żuraw sterowany hydraulicznie D35 [1]. Żuraw

posiadał ogranicznik zbudowany na bazie prostego wyłącznika reagującego na wzrost

ciśnienia w układzie hydraulicznym. Układ sterowania osprzętem był wykonany w

technologii przekaźnikowej. Zespoły zapewniające poprawną pracę były umieszczone na

żurawiu i w kadłubie (Rys.2).

WYŁĄCZNIK KRAŃCOWY ZBLOCZA

PRZETWORNIK CIŚNIENIA PODNOSZENIAPróg 1 Przekroczone obciążenie nominalnePróg 2 Przekroczone obciążenie maksymalne

WYŁĄCZNIK KRAŃCOWY KĄTA SKŁADNIA

WYŁĄCZNIK KRAŃCOWY STREFY PRACY

DO STEROWNIKAOGRANICZNIKA

Rys.2 Czujniki i przetworniki żurawia D35 oraz dwuprogowy wyłącznik krańcowy

ciśnienia

Po przejęciu licencji czołgu T-72 został opracowany Wóz Zabezpieczenia

Technicznego WZT-3 [2,3]. Bazuje on na zespołach czołgu T-72 (Rys. 3). Opracowany dla

niego układ sterowania żurawiem hydraulicznym o symbolu TD-50 bazował na układach

elektronicznych i przekaźnikach (EO101)[4]. Powstała również jego modernizacja (EO400)

[5] wykorzystująca mikroprocesor oraz programowalne struktury logiczne PAL (Program

Array Logic).

Rozwój Wetroniki w konstrukcjach OBRUM sp. z o.o.

3

Rys. 3 Wóz Zabezpieczenia Technicznego WZT-3.

Ogranicznik wykorzystywał przetworniki siły i momentu opracowane w Ośrodku. Struktura

układu sterowania (Rys.4) cechuje się prostotą, dzięki czemu układ posiada dużą

niezawodność działania.

WYŁĄCZNIK KRAŃCOWY ZBLOCZA

PRZETWORNIK MOMENTU WYWROTU

PRZETWORNIK KĄTA KONSTRUKCYJNEGO

PODNIESIENIA WYSIĘGNIKA

WYŁĄCZNIK KRAŃCOWY KOŃCA LINY

WYŁĄCZNIK KRAŃCOWY KĄTA SKŁADNIA

DO STEROWNIKAOGRANICZNIKA

PRZETWORNIK SIŁY W LINIE

Rys.4 Czujniki i przetworniki żurawia TD-50

Następcą Wozu Zabezpieczenia Technicznego WZT-3 jest WZT-4 (Rys. 5), w którym

zastosowano nowe rozwiązania. Pojazd ten posiada żuraw hydrauliczny K20 wyposażony w

układ sterowania wykorzystujący sterowniki programowane PLC oraz przetworniki sygnałów

z magistralą CAN (Controller Area Network) [6,7,8].

Jerzy JURA

4

Wykorzystanie magistrali CAN zapewnia efektywną i bezpieczną pracę żurawia.

Przesył danych wykorzystujący magistralę CAN jest niezawodny i spełnia rygorystyczne

wymagania bezpieczeństwa. Ponadto jest obecnie bardzo często wykorzystywany przez

producentów maszyn i pojazdów cywilnych oraz wojskowych. Popularność zapewnia duży

wybór gotowych podzespołów, z których można zbudować bezpieczny układ sterowania.

Rys.5. Wóz Zabezpieczenia Technicznego WZT-4

Stosowany w WZT-3 ogranicznik udźwigu EO101 oraz EO400 był oddzielnym

zespołem połączonym z dwustanowym układem sterowania opartym na przekaźnikach.

Sposób przetwarzania sygnałów sterujących takiego rozwiązania przedstawia diagram

(rys. 6). Jak widać na diagramie, zespół ogranicznika udźwigu odcina napięcia dla

niebezpiecznych ruchów roboczych żurawia. Niebezpiecznymi ruchami roboczymi są

wszystkie ruchy powodujące zwiększenie obciążenia lub zwiększenie momentu

wywracającego.

Ogranicznik

udźwigu

Logika

przekaźnikowa

Pulpit

sterowania

Przetworniki

Ogranicznika

udźwigu

Blokada ruchów

niebezpiecznych

Wyłącznik

krańcowe

żurawia

Blok

hydrauliczny

Rys. 6. Diagram przepływu sygnału dla układu sterowania EO101/EO400

Rozwój Wetroniki w konstrukcjach OBRUM sp. z o.o.

5

Wprowadzenie nowych technologii do budowy układów sterujących, to jest cyfrowej

magistrali CAN oraz sterowania proporcjonalnego, radykalnie zmieniło budowę ogranicznika

udźwigu [12]. Przepływ sygnałów sterujących w takim układzie przestawiony jest na

diagramie (Rys. 6) Widać na nim, że modyfikacja polega na bardzo ścisłym powiązaniu

układu sterowania z zespołem ogranicznika udźwigu. Takie powiązanie ma wiele zalet - w

zakresie budowy układ sterownia jest prostszy, zawiera mniej elementów, w związku z tym

jego niezawodność jest większa. Komplikują się natomiast algorytmy działania układu

sterownia. To jednak nie wpływa na cenę ani nie pogarsza stopnia bezpieczeństwa.

Sterownik PLC

Algorytm

ogranicznika

udźwigu

Pulpit

sterowania

Przetworniki

Ogranicznika

udźwigu

Wyłącznik

krańcowe

żurawia

Blok

hydrauliczny

Rys. 7 Układ sterowania żurawia K20 dla WZT-4

W sierpniu i wrześniu 2008 roku WZT-4 przechodzi badania zdawczo odbiorcze.

Ośrodek przygotował nową propozycję dla tego pojazdu.

Opracowany nowy układ sterowania żurawia K20 zawiera następujące zespoły:

przetworniki wielkości nieelektrycznych, takie jak przetwornik kąta,

ciśnienia, siły, momentu czy inklinometr,

mobilny sterownik PLC,

proporcjonalny blok hydrauliczny.

Schemat blokowy opracowanego układu sterowania przestawiony jest na rys. 8.

Prz

etw

orn

iki

żu

raw

ia K

20

Prz

etw

orn

iki d

iag

no

sty

czn

e

SterownikSterownik

Tablica

Sterowania

Osprzętem

Tablica

Sterowania

Osprzętem

Przetwornik

siły w linie

Przetwornik

siły w linie

Przetwornik momentu

wywracającego

Przetwornik momentu

wywracającego

Enkoder kąta

podniesienia wysięgnika

Enkoder kąta

podniesienia wysięgnika

Enkoder kąta

obrotu wysięgnika

Enkoder kąta

obrotu wysięgnika

InklinometrInklinometr

Przetwornik ciśnienia

głównego

Przetwornik ciśnienia

głównego

Przetwornik poziomu

oleju hydraulicznego

Przetwornik poziomu

oleju hydraulicznego

Przetwornik temperatury

oleju hydraulicznego

Przetwornik temperatury

oleju hydraulicznego

Przetwornik pomiaru przepływu

oleju hydraulicznego

Przetwornik pomiaru przepływu

oleju hydraulicznego

Pulpit sterowania

żurawiem

Pulpit sterowania

żurawiem

Lo

ka

lna m

ag

istr

ala

CA

N

Proporcjonalny

Blok Hydrauliczny

Proporcjonalny

Blok Hydrauliczny

CAN

Rys. 8. Schemat blokowy magistrali CAN sterownika żurawia K20

Jerzy JURA

6

3. POJAZDY WSPARCIA INŻYNIERYJNEGO

Drugą ważną grupą pojazdów projektowanych w OBRUN sp. z o.o. są pojazdy

inżynieryjne. Przykładem takiego pojazdu jest Maszyna Inżynieryjno Drogowa (MID) (Rys.

9) [10,13].

Rys. 9. Maszyna Inżynieryjno Drogowa MID

Konstrukcja pojazdu MID została opracowana w OBRUM w latach

dziewięćdziesiątych. W roku 2001 układy sterowania pojazdu zarówno elektrycznego, jak i

hydraulicznego zostały zmodernizowane. Modernizacja układów sterowania MID została

wykonana przy zastosowaniu wielu nowych technologii. Do najważniejszych z nich należą:

zastosowanie swobodnie programowalnego sterownika zgodnego z normą IEC1311,

wykorzystanie przetworników wielkości nieelektrycznych połączonych siecią CAN,

połączenie pulpitu sterującego oraz tablicy sterującej poprzez łącza szeregowe,

blok hydrauliczni i pompa wykorzystującą technologię LS (Low Sensing).

Wprowadzenie nowych rozwiązań spowodowało uzyskanie nowych cech pojazdu. Do

najważniejszych należą:

uproszczenie i ułatwienie obsługi wyposażenia pojazdu,

uzyskanie sterowania typu „fly by wire” (sterowanie po drucie),

uzyskanie pełnej diagnostyki układu hydraulicznego i mechanicznego,

pozostawienie sterowania awaryjnego na kilku poziomach.

W układzie zrezygnowano z tradycyjnych wyłączników krańcowych, wprowadzając

rozwiązania stosowane w technice lotniczej pod nazwą „fly by wire”. W technice tej sygnał z

joystika poddawany jest obróbce na postawie danych z przetworników pomiarowych.

Efektem zastosowania tej technologii było uzyskanie następujących cech:

wprowadzenie dowolnych stref zabronionych położenia manipulatora i

wyeliminowanie kolizji z kadłubem pojazdu (MID posiada 7 płaszczyzn w ruchu

dwuosiowym),

zatrzymywanie w położeniach krańcowych, ze stopniowym zmniejszaniem szybkości

ruchu, aż do zatrzymania (błąd zadziałania dla manipulatora bez i z 7-tonowym

obciążeniem wynosi ok. 1),

kojarzenie wszystkich ruchów bez zmniejszania szybkości ruchów (przy przepływach

na ruch 60180 l/min uzyskiwano przepływ maksymalny 320 l/min)

ruchy płynne bez oscylacji,

znacznie uproszczona regulacja nastaw na bloku sterującym,

Rozwój Wetroniki w konstrukcjach OBRUM sp. z o.o.

7

popraw sprawności układu, co pozwoliło na zmniejszenie ilości chłodnic z 3 do 2,

oraz zmniejszenie objętości zbiornika oleju hydraulicznego o 100 litrów,

ergonomiczna konstrukcja pulpitu (Rys. 10 i 11) oraz tablicy sterującej (Rys. 12 i 13).

Rys. 10. Stara tablica sterowania

Rys. 11. Nowa tablica sterowania

Rys. 12. Stary pulpit sterowania

Rys. 13. Nowy pulpit sterowania

Prace nad rozwojem układów sterowania są nadal prowadzone. Obecnie

opracowywany jest układ sterowania rozproszonego dla nowych Maszyn Inżynieryjno

Drogowych MID. Struktura nowego opracowania (Rys. 14) charakteryzuje się trzema

segmentami sieci CAN. Pierwszy segment sieci CAN łączy sterowniki mobilne z pulpitem

sterowania, tablicą sterowania oraz pozostałym wyposażeniem pojazdu, stanowiąc główną

magistralę. Ponadto każdy z dwóch sterowników mobilnych posiada swoją magistralę CAN

integrującą przetworniki oraz elementy wykonawcze dla danego sterownika. Zastosowanie

dwóch sterowników wynika z podziału funkcji osprzętu maszyny na sterowanie żurawiem dla

pierwszego sterownika oraz sterowania wyciągarkami i urządzeniem spycharkowym dla

drugiego sterownika.

Sterownik

wysięgnika - manipulatora

Sterownik

Spychacza i wyciągarek

Wej

ścia

dw

u s

tan

ow

e

Wyj

ścia

dw

u s

tan

ow

e

Lo

kaln

a m

agis

tral

a C

AN

Wej

ścia

dw

u s

tan

ow

e

Wyj

ścia

dw

u s

tan

ow

e

Lo

kaln

a m

agis

tral

a C

AN

Pu

lpit

Ste

row

ania

wys

ięg

nik

iem

Pu

lpit

Ste

row

ania

Sp

ych

acze

m

Pu

lpit

Ste

row

ania

Wyc

iąg

arką

głó

wn

ą

Pu

lpit

Ste

row

ania

Wyc

iąg

arką

po

mo

cnic

zą

Tablica

Sterowania

Osprzętem

Przetworniki i czujniki

Wspólne dla sterowników

Główna Magistrala CAN

Sterownik

Nadzorujący

Diagnostyczno - sterujący

Sterownik

Układu rozruchowego

Tablica

Kierowcy

Rys. 12. Ideowy schemat blokowy nowego - rozproszonego układu sterowania

Rys. 14. Schemat blokowy dla sterowania osprzętem specjalnym Maszyny Inżynieryjno

Drogowej MID

Jerzy JURA

8

Jednocześnie z modernizacją układu sterowania modernizacji zostały podane

elementy stanowiące interfejs człowiek-maszyna. Poniżej (Rys. 15 i 16) zostały

przedstawione nowe zespoły, to jest pulpit sterowania żurawiem i tablica sterowania

osprzętem.

Rys.15 Tablica sterowania Rys. 16 Pulpit sterowania

Nowy układ sterowania został opracowany z wykorzystaniem mobilnych sterowników

i przetworników połączonych magistralą CAN. Schemat blokowy przedstawiony jest na

rys. 17.

ZŁP6

(2171.107.0070)

PRZEDZIAŁ WYCIĄGARKI

PAWPULPIT AWARYJNEGO

STEROWANIA OSPRZĘTEM

X1

X2

XA12

X8XZ01

(49.212.0329)

MID M

ZPAW

W. 26WB35PNUK. 24WB35SN

13#22

X6

CZUJNIK BLOKAD

ZAWIESZENIA

XA10UK. 24WB35SN

13#22

W. 99-1436-822-05

KĄTOWA BINDERW. 26WB35PNX4

W. 26WB35PNUK. 24WB35SN

13#22

X7 W. 26WB35PNUK. 20WB35SN

13#22X1W. 26WB35SN

U. 20WB35PN

13#22

(49.212.0220)

MID M

(49.212.1010.1 ARK.4/4)

MID M

Z. 33W09N

UK. 24WA35PN

6#22

XSA

Z. 33W13N

Can

DIAG.A

ID53

ID52

ID51

ID50

STEROWNIK

WYSIĘGNIKA

SW

X SERW.

ZBIORNIK Z OLEJEM HYDRAULICZNYM

EP4

EP2

EP1

W.R900785606

czarna

W.R900785607

szara

W.R900785606

czarna

W.R900785607

szara

W.R900785606

czarna

W.R900785607

szara

EP4.2EP4.1

EP2.2EP2.1

EP1.2EP1.1

EP5

W.R900785606

czarna

W.R900785607

szara

EP5.2EP5.1

RSUK. 24WC08PN

8#20

XDA

interfejs

RS/CAN

I-RS/CAN

XPSOU. 24WC98SN

10#20

W. 26WC98PN W. 26WC98SN U. 20WC98PN

10#20

X1

LK9

(2171.107.0109)

(2171.107.0065)

U. 20WC98SN

10#20

W. 26WC98PN

LK29

X2

LK34(49.212.0334)

MID M

LK21(49.212.0321)

MID M

ID55

ID54

EP6W.R900785606

czarna

W.R900785607

szara

EP6.2EP6.1

EP7

W.R900785606

czarna

W.R900785607

szara

EP7.2EP7.1

LK10

(2171.107.0110)

(2171.107.0020)

ID44

LK12

(2171.107.0112)CR2101 IFM

USO-A10CZUJNIK KĄTA

CAN

XA3UK. 24WB35SN

13#22

W. 99-1436-822-05

KĄTOWA BINDERW. 26WB35PNX5

ID42

LK11

(2171.107.0111)COP400.0/8866.84.2117.35.01

USO-A3CZUJNIK CIŚNIENIA

CAN

CZUJNIK

ZWOLNIENIA

BLOKAD

PODWOZIA

POMIAR WARTOŚCI

POŁOZENIA

KĄTOWEGO XY

XCI13W. 99-1436-822-05

KĄTOWA BINDER

BES 516-356-S4-C

CI 13CZUJNIK

INDUKCYJNY

WYPOSAŻENIE

ELEKTRYCZNE

WYSIĘGNIKA

W. 26WB35PN UK. 24WB35SN

13#22

LK17(49.212.0317)

MID M

W. 26WB35SN

W. 26WC98PNUK.24WC98SN

10#20

X9

ETS 4144-A-000

USO-TGCZUJNIK

TEMPERATURY

USO-FGFILTR ZLEWOWY

TYP: VR 2 D.0/-LED

USO-QGCZUJNIK

PRZEPŁYWU

XQGW. 714

(09-0440-10-04)

W. 714

(09-0440-10-04)

XTG

XFG

EVS 3100-3

XVZ

PRZETWORNIK

POZIOMU OLEJU

LK7

(2171.107.0107)

ID41

COP400.0/8866.84.2117.35.01

USO-A12CZUJNIK CIŚNIENIA

CAN

POMIAR CIŚNIENIA

GŁÓWNEGO

UK. 24WB35SN

13#22

W. 99-1436-822-05

KĄTOWA BINDERW. 26WB35PNX10

ID60

CPC-2002

USO-VZ

LK6(2171.107.0106)

UK. 24WB35SN

13#22

W. 99-1436-822-05

KĄTOWA BINDERW. 26WB35PNX11

LK8

(2171.107.0108)

(49.212.????.1 )

MID M

SKRZYNKA SW

W. 26WC04PNU. 20WC04SN

4#16

X1

U. 20WA35PN

6#22

W. 26WA35SN

X12W. 26WB98PN UK. 24WB98SN

6#20

LK5

(2171.107.0105)

CHŁODNICE

OLEJU

W. 26WC04SN U. 20WC04PN

4#16

M

WENTYLATOR NR1

WENTYLATOR NR2

LK58(49.212.0358)

MID M XPW

LK59(49.212.0359)

MID MM

LK56(49.212.0356)

MID M

TZATABLICA

ZABEZPIECZENIA

AKUMULATORÓW

49.212.0300

49.212.0300

49.212.0300

+

-

ST1

1N4005

KM200DW MEAA

ELEKTRYCZNY

AGREGAT

AWARYJNY

[16]

100A+27V

[16]

[16]

PDPULPIT DOWÓDCY

W-25A

2 1

W3-10A

2 1

+27V

X1

SKRZYNKA ZASILANIA SZX2

W. 26WC98PNU. 20WC98SN

10#20

U. 20WC98SN

10#20

W. 26WC98PN

LK4

(2171.107.0104)

UK. 24WC98PN

10#20

W. 26WC98SN

X2W. 26WC35SN

UK. 24WC35PN

22#22

LK2

(2171.107.0102)

LK1

(2171.107.0101)

STEROWNIK

SPYCHACZA I WYCIĄGAREK

SSW

W. 26WC35PN

UK. 24WC35SN

22#22

X1

UK. 24WC98PN

10#20

W. 26WC98SN

LK3

(2171.107.0103)

X2 Z. 33W09N

UK. 24WA35PN

6#22

XSB

Z. 33W13N

Can

DIAG.B X SERW.

RS

UK. 24WC08PN

8#20

XDB

W. 26WB35PNUK. 24WB35SN

13#22

X4

ID58

ID57

ID56

EP10

EP9

EP8

W.R900785606

czarna

W.R900785607

szara

W.R900785606

czarna

W.R900785607

szara

W.R900785606

czarna

W.R900785607

szara

EP10.2EP10.1

EP9.2EP9.1

EP8.2EP8.1

LK13

(2171.107.0113)

XA13

ID61

COP400.0/8866.84.2117.35.01

USO-A13CZUJNIK CIŚNIENIA

CANLK14

(2171.107.0114)

UK. 24WB35SN

13#22

W. 99-1436-822-05

KĄTOWA BINDERW. 26WB35PNX5 POMIAR SIŁY W

WYCIĄGARCE

GŁÓWNEJ

TABLICA STEROWANIA OSPRZĘTEM

TSO

W. 26WC98PNUK. 24WC98SN

10#20

XTSO

LK21

(2171.107.0121)

X1W. 26WC98SN

U. 20WC98PN

10#20

PULPIT STEROWANIA

OSPRZĘTEM

(49.212.0150)

MID M

X1U. 20WC98PN

10#20

W. 26WC98SN

E11.1

E11.2

E12.1

E12.2

E13.1

E13.2

E3.1

E3.2

LK15

(2171.107.0106)

W. 26WD19PNU. 20WD19SN

19#20

X6

X9

UK. 24WB98SN

6#20

W. 26WB98PN

LK18

(2171.107.0118)

SD1

SYGNAŁ

DŹWIĘKOWY

SD2

SYGNAŁ

DŹWIĘKOWY

BLOK HYDRAULICZNY

SPYCHACZA

XA4USO-A4CZUJNIK

INDUKCYJNY

KONIEC LINY W

WYCIAGARCE

GŁOWNEJ

122FW12-4 HONEYWELL

W.PT06-10-6S

KONIEC LINY W

WYCIAGARCE

POMOCNICZEJ

W. 26WB98PNUK. 24WB98SN

6#20

ZŁP3U. MS3110J2016PN W.MS3126F2016SN

X11

LK20

(2171.107.0120)

XA1USO-A1CZUJNIK

INDUKCYJNY

122FW12-4 HONEYWELL

W.PT06-10-6S

PRZEGRODA

PSSPULPIT

STEROWANIA

SPYCHACZEM

LK12(49.2112.0312.0)

(2171.107.0010)

W. 26WB98PNUK. 24WB98SN

6#20

X10

LK19

(2171.107.0119)

CZUJNIK NA

LEWYM KOŃCU

BELKI

(STRZAŁA)BES 516-326-G-Y-03

LUB BES 516-326-G-E4-C

CZUJNIK NA

PRAWYM KOŃCU

BELKI

(STRZAŁA)LK52

(171.108.61sb)

W. 26WC98PN UK.24WC98SN

10#20

W. 26WC98PNUK.24WC98SN

10#20

SPYCHACZ

CZUJNIK

INDUKCYJNY

X8

LK17

(2171.107.0117)

LK53(171.108.sb-1)

CZUJNIK NA

LEWYM KOŃCU

BELKI

(CZOŁO)BES 516-326-G-Y-03

LUB BES 516-326-G-E4-C

CZUJNIK

INDUKCYJNY

W. 2RMD18KPE4G5W1U. 2RMD18BPE4Sz5W1

ZŁP9

BES 516-326-G-Y-03

LUB BES 516-326-G-E4-C

CZUJNIK

INDUKCYJNY

W. 2RMD18KPE4G5W1U. 2RMD18BPE4Sz5W1

X7

LK16

(2171.107.0116)

X1PSWG PULPIT STEROWANIA

WYCIĄGARKĄ

GŁÓWNĄ

W. 26WB98SN

X1PSWP PULPIT STEROWANIA

WYCIĄGARKĄ

POMOCNICZĄ

W. 26WB98SN

(2171.107.0030)

Wyciągraka

Głóna

Wyciągraka

Głóna

Wysuwanie / wsuwanie

wysięgnika

Podnoszenie

spychacza

Opuszczanie

spychacza

Podnoszenie / pochylanie

wysięgnika

Obrót

Chwytaka

Zacisk

Chwytaka

Pochylanie

łyżki

Wyciągarka

Pomocnicza

Obrót

wysięgnika

Pozycja skośna

spychacza

Pozycja czołowa

spychacza

Blokada

spychacza

Odblokowanie

spychacza

Załączenie ciśniena

dla narzędi

hydraulicznych

Załączenie blokad

podwozia

CAN; 0/1

zasilanie

zasilanie

zasilanie

CAN; 0/1

0/1

0/1

0/1

0/1

0/1

CAN

0/1

CAN

CAN

CAN

CAN

0/1

CAN

CAN

CAN

CAN

0/1

SCHEMAT BLOKOWY STEROWANIA

UKŁADEM HYDRAULICZNYM

Nazwa

2171.107.B001Nr rys.

LK1

Rys. 17. Schemat blokowy układu sterowania dla Maszyny Inżynieryjno-Drogowej

(MID)

Rozwój Wetroniki w konstrukcjach OBRUM sp. z o.o.

9

Przygotowane zespoły do zabudowy w pojeździe przedstawione są na poniższym rysunku

(Rys. 18)

Rys. 18. Skompletowany układ sterowania rozproszonego wraz z zespołami Maszyny

Inżynieryjno-Drogowej (MID)

4. MOST TOWARZYSZĄCY NA PODWOZIU SAMOCHODOWYM MS-20

Zastosowanie sterowników mobilnych w rozproszonym układzie sterowania oraz

magistrali CAN zostało przebadane w trakcie realizacji projektu mostu na podwoziu

samochodowym (Rys.19). Wykonane zostały trzy konfiguracje układu sterowania. Pierwsza,

na etapie modelu, wykorzystywała centralny sterownik i magistralę CAN integrującą

przetworniki. Na etapie prototypu zostały wprowadzone dwa sterowniki mobilne. Dopiero na

etapie prototypu nr 2 zastosowano trzy sterowniki mobilne.

Rys. 19. Most na podwoziu kołowym MS-20

Końcowa konfiguracja układu sterowania dla prototypu nr 2 mostu (Rys. 20) zawiera

trzy sterowniki mobilne oraz cztery segmenty sieci CAN.

Podział na cztery segmenty sieci został podyktowany rozproszeniem funkcji

sterowania oraz zapewnieniem bezpieczeństwa sieci podstawowej. Dlatego dwa segmenty

sieci CAN zapewniają komunikację między pulpitem oraz przęsłem znajdującymi się na

zewnątrz konstrukcji mechanicznej pojazdu.

Jerzy JURA

10

Sterownik

Napędu

Naczepy

Sterownik

UkładaczaSterownik

Ramy

CAN 0

CAN 1

CAN 0

CAN 1

CAN 0

CAN 1

Blok

Hydrauliczny

Przetworniki

Pomiarowe

Przetworniki

Przęsła

Blok

Hydrauliczny

Przetworniki

Ramy

Pulpit

Sterujący

Rys. 20. Schemat blokowy układu sterowania mostu na podwoziu samochodowym

MS-20

5. WNIOSKI

Przedstawione w artykule wybrane przykłady obejmują jedynie część

prowadzonych w Ośrodku prac rozwojowych na przestrzeni 40 lat związanych głównie z

pojazdami specjalnymi. Rozwiązania konstrukcyjne opracowane w ramach prac nad

pojazdami znalazły również swoje zastosowanie w układach poziomowania platform radarów

oraz stacji hydroakustycznej opracowanej dla Polskiej Marynarki Wojennej. Nie zostały tutaj

przedstawione prace z zakresu symulatorów, również prowadzone w Ośrodku. Prowadzone

prace badawczo-rozwojowe często wykorzystywały nowe produkty wdrażane do produkcji

przez takie firmy jak Rexroth, Balluff, Trafag czy Iter Control.

Prowadzenie tak szerokich prac nad układami automatycznego sterowania, a następnie

wetroniki w OBRUM sp. z o.o. pozwoliło na opracowanie podzespołów, których pozyskanie

z rynku nie było możliwe. Zostały opracowane następujące podzespoły:

1. Przetwornik poziomu paliwa CPC-2002 wraz z wyświetlaczem WPC-2002

(wdrożone na pojeździe LOARA) [9],

2. Układ pomiarowy sworzni tensometrycznych UPS (wdrożony w pojazdach

MID-M i WZT4),

3. Układ diagnostyki akumulatorów UDA.

Są to zespoły, których poprawność działania i ich parametry zostały sprawdzone w

praktyce zarówno w takcie badań laboratoryjnych, jak i eksploatacji w pojazdach.

Rozwój Wetroniki w konstrukcjach OBRUM sp. z o.o.

11

Rys. 21. Układ diagnostyczny przęsła

MS-20

Rys. 22. Przetwornik układu

diagnostyczny

Rys. 23 Przetwornik poziomu paliwa

CPC2002.

Rys.24. Wskaźnik ilości paliwa WPC2002.

Rys.25 Układ diagnostyczny

akumulatorów.

Rys. 26 Układ pomiarowy sworznia

tensometrycznego

Oceniając rozwój układów sterowania a następnie wetroniki w okresie 40-letniej

działalności OBRUM można go uznać za udany z punktu widzenia wdrożonych rozwiązań na

pojazdach MID-M, WZT-4 czy ostatnio MS-20. Trzeba jednak przyznać, że jest to dopiero

preludium wobec stawianych obecne wymagań dla pojazdów Przyszłego Pola Walki (ang.

FCS - Future Combat System) oraz systemów sieciocentrycznych.

Jerzy JURA

12

6. LITERATURA

[1] Dokumentacja konstrukcyjna B70. Materiał nie publikowany.

[2] Dokumentacja konstrukcyjna B72. Materiał nie publikowany.

[3] Dokumentacja konstrukcyjna TD50. Materiał nie publikowany.

[4] Dokumentacja konstrukcyjna EO101. Materiał nie publikowany.

[5] Dokumentacja konstrukcyjna EO400. Materiał nie publikowany.

[6] JURA J. „Rozwój cyfrowych sieci informatycznych integrujących wyposażenie

elektryczne pojazdów o przeznaczeniu specjalnym”, Gliwice 2000, Szybkobieżne

Pojazdy Gąsienicowe Biuletyn nr 13, strona 143.

[7] Dokumentacja konstrukcyjna 1171. Materiał nie publikowany.

[8] JURA J. „Możliwości wykorzystania w pojazdach specjalnych podzespołów z

magistralą CANBus”, Gliwice 2001, Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe Biuletyn nr

14, strona 103.

[9] JURA J., HAŁEK R. „Konstrukcja układów sterowania pojazdów inżynieryjnych

opartych o integralne zespoły połączone cyfrową magistralą danych” Gliwice 2002,

Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe Biuletyn nr 15, strona 113

[10] JURA J., RAWICKI N. „Modernizacja układu sterująco - diagnostycznego pojazdu

MID”, Gliwice 2002, Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe Biuletyn nr 16, strona 75

[11] JURA J., BARCIK J. „Zestaw do pomiaru ilości paliwa w zbiornikach”, Gliwice 2003,

Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe Biuletyn nr 17, strona 57.

[12] JURA J. „ Wykorzystanie magistrali CAN do sterowania Żurawiem K20” Gliwice

2007, Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe Biuletyn nr 22, strona 67.

[13] JURA J., HAŁEK R. Rozwój sprzętu inżynieryjnego w aspekcie standardów NATO,

Kudowa Zdrój 23-25 kwietnia 2001: Modułowa konstrukcja układów sterowania

pojazdów Inżynieryjnych opartych o integralne zespoły połączone cyfrową magistralą

danych.

DEVELOPMENT OF VETRONICS IN OBRUM CONSTRUCTIONS

Abstract: The article presents development of control systems beginning from simple

systems of threshold values comparators type up to currently designed vetronics systems for

vehicles whose constructions have been designed in Ośrodek Badawczo Rozwojowy

Urządzeń Mechanicznych. This relates to family of technical support vehicles WZT,

engineering support MID and MS-20.

Recenzent: doc. dr inż. Henryk KNAPCZYK