Die stille Revolution: der neue MTS-iCANnect

Revolutionen müssen weder laut noch grell sein. Manchmal hört und sieht man auch gar nichts. Beispielsweise beim MTS iCANnect: Das unscheinbare kleine Bauteil im Schnellwechsler erlaubt Anbaugeräten miteinander ungestört zu kommunizieren, ohne dass sie irgendetwas davon mitbekommen – bis Sie diesen Artikel gelesen haben. Er beleuchtet die revolutionäre Bedeutung des kleinen Kombistecker aus Sicht eines Werkstattleiters, eines Geräteführers, eines Elektrotechnikers und eines Konstruktionsleiters. (SE)

Warum setzen Sie nicht mehr auf konventionelle Steckverbindungen? 

Rainer Zeller Ist Werkstattleiter bei der Firma Brodbeck und glühender Verfechter der standardisierten PIN-Belegung. Er weiß aus seinem Arbeitsalltag sehr genau um die Hintergründe und engagiert sich deshalb im Arbeitskreis „Standardisierung Schnittstelle Anbauwerkzeug“ bei der TU München. Die Problematik konventioneller Elektro-Steckverbindungen beschreibt er aus seiner ganz persönlichen Perspektive und Betroffenheit. Die von ihm dargestellte Situation war für MTS ausschlaggebender Ausgangspunkt für die  Entwicklung des heutigen MTS-iCANnect.

„Jeden Tag sind in unserem Unternehmen Trägergeräte (z.B. Bagger) unterschiedlicher Hersteller mit den verschiedensten Anbauwerkzeugen aller namhafter Hersteller im Einsatz. Ab Werk passt in der Regel einfach mal gar nichts zusammen: Der Schnellwechselhersteller braucht Maßangaben vom Baggerhersteller, der Steuerungshersteller braucht ein ausgefülltes Formular, Sensoren sind am Bagger bereits verbaut, der Steuerungshersteller baut seine Sensoren daneben, keiner der Beteiligten rückt Schaltpläne heraus und definierte, genormte Schnittstellen sind Fremdwörter. 

Nur schwer zu glauben, dass die Landmaschinenindustrie diesbezüglich der Baumaschinenindustrie um Lichtjahre voraus ist. Denn dort gibt es den ISOBUS und die Garantie, dass alles, was sich einstecken lässt, auch funktioniert. Zumal wir sicherlich schon in naher Zukunft immer neue Anbauwerkzeuge zum Einsatz bringen werden, die ebenfalls elektrische Signale zur Steuerung und Betätigung benötigen.

Spätestens vor diesem Hintergrund ist der MTS-iCANnect aus meiner Sicht eine richtungsweisende Lösung. Ebenso für die sichere Verriegelung und Bedienung von Anbauwerkzeugen. Die neuen Kombistecker wurden im Frühjahr 2020 verbaut und sind seither ohne jegliche Probleme und störungsfrei im Einsatz.

Werkstattleiter Rainer Zeller

Welche Vorteile hat der MTS iCANnect im Alltag eines Geräteführers?

„Die alten Steckverbindungen waren einfach immer anfällig gegen Schmutz und Öl. Da musste ich dann jedes Mal aussteigen, den Wechsler zerlegen, den Stecker ausbauen und die Pins reinigen, was unterm Strich extrem zeitaufwändig und lästig ist. Mit dem neuen Kombistecker läuft es einfach und ich habe seit dem ersten Einsatz vor 1,5 Jahren noch keinerlei Problem damit gehabt.

Sobald man das Anbaugerät verriegelt hat, ist der Kontakt dank induktiver Daten- und Leistungsübertragung sicher hergestellt und man kann stabil und ohne Unterbrechnung durcharbeiten. Und falls doch mal etwas sein sollte, ist der neue Kombistecker gut zugänglich verbaut und einfach zu entnehmen.

Bei den Anforderungen, die digitale Baustellen künftig an die Betriebssicherheit der Komponenten stellen, führt aus meiner Sicht über kurz oder lang kein Weg mehr an dem neuen Kombistecker vorbei.

Mustafa Durgun, Gerätefüher, Rainer Schrode GmbH

Warum ist der neue Kombistecker im Kontext von BIM so entscheidend?

Warum investiert MTS so viel Zeit und Aufwand in die Entwicklung eines Kombisteckers? Kontruktionsleiter Frank Edmaier schlägt in seiner Erklärung einen Bogen und macht verständlich, welche Bedeutung der unscheinbare Stecker nicht nur für einen ungestörten Bauablauf, sondern auch und insbesondere für modellbasiertes Bauen hat.

Das Herzstück digitaler Baustellen ist ein digitales und in 3D (also in Lage und Höhe) geplantes Bauwerksmodell, auf das alle Projektbeteiligten sowohl als Nutzer wie auch als Autor Zugriff haben. So wie beispielsweise der Geräteführer, der über das auf seinem Display angezeigte Bauwerksmodell dessen Daten auf der einen Seite nutzt, da ihm farblichen Codierung (rot/gelb/grün) Aufschluss gibt, an welchen Stellen er bereits bis zum Verdichtungsende verdichtet hat, während er gleichzeitig Daten an das System liefert, da dieses seine weitere Verdichtungsarbeit in Echtzeit wieder ins Modell einspeist und dokumentiert.

Die für diesen sogenannten „BIM-Zirkel“ notwendige Echtzeit-Kommunikation zwischen Anbaugerät und Baggersteuerung setzt eine Schnittstelle mit ungestörtem Datenfluss voraus. Genau an dieser Stelle setzt unser MTS-iCANnect an: Er gewährleistet mittels einer zusätzlichen induktiven (berührungslosen) CAN-Bus-Daten- und Leistungsübertragung absolute Betriebssicherheit, während herkömmliche Elektrostecker störungsanfällig sind, beispielsweise bei Verunreinigungen durch Schmutz oder Öl.

„Wenn ein Elektrostecker nicht funktioniert, funktioniert auch der BIM-Zirkel nicht mehr, denn wir können für eine gewisse Zeitspanne keine Daten mehr austauschen und auch keine Anbauwerkzeuge mehr an unseren Bagger anschließen und/oder Anbaugeräte bedienen. Im Endeffekt haben wir die Stromversorgung zwischen Masse und Pluspol zum einen redundant auf zwei große und federnde PINS verlagert. Sie gleichen Ungenauigkeit aus und garantieren so eine sichere Daten- und Stromübertragung. Parallel läuft die Datenübertragung via CAN-Bus, womit die Betriebssicherheit maximiert wird auch die zahltechnische Limitierung entfällt.

Frank Edmaier, Konstruktionsleiter

Was haben Anbaugeräte und Bagger einander eigentlich zu sagen?

„Je nach Fuhrpark-Ausstattung sogar eine ganze Menge“, erklärt Hardware-Spezialist Bernd Goebel: „Ihr Bagger könnte beispielsweise seine Tonnage und Ölmenge an mit ihm verbundene Anbaugeräte durchgeben und warnen, falls irgendetwas nicht passt. Ihr Verdichter könnte die aktuell erreichte Tragfähigkeit an die 3D-Baggersteuerung übermitteln. Ihr Tiltrotator könnte auf dem Display des MTS-NAVI melden, ob er sicher verriegelt ist oder mit welchem Winkel er gerade die Böschung abgräbt, während Ihr MTS-Schüttlagenassistent Empfehlungen dazu abgeben könnte, welche Schüttlage für die aktuelle Plattengröße Ihres Verdichters einzuhalten ist, usw.“

Was von außen betrachtet einfach ziemlich ‚fancy“ erscheint, erfordert von den Entwicklern große Expertise, denn es ist keine Selbstverständlichkeit, dass Bagger und Anbaugeräte einander ‚verstehen‘. „Im Prinzip ist es das Gleiche wie in der zwischenmenschlichen Kommunikation“, erläutert Goebel: „Stellen Sie sich einfach einen Haufen Leute vor, die alle irgendetwas relevantes mitzuteilen haben, aber an verschiedenen Orten sind, verschiedene Sprache sprechen und noch keine Kommunikationsregeln kennen, geschweige denn, etwas von einer zielführenden Kommunikation verstehen.“

Damit aus diesem Gemenge ein ‚gutes Gespräch‘ entstehen kann, erfordert das bei Menschen ebenso wie bei Baumaschinen gewisse ‚Voraussetzungen‘: Bei letzteren werden diese vom Elektrotechniker definiert: Er muss beispielsweise dafür Sorge tragen, dass nicht alle Anbaugeräte durcheinander reden (zumal auch bei Anbaugeräten verschiedene Sprache sprechen), dass Missverständnisse ausgeschlossen werden und keine relevanten Informationen verloren gehen, „denn ein Anbauverdichter ist eben auch nur ein Mensch“. 

Darum definiert der Entwickler zunächst die Sprache (das Protokoll), in der gesprochen wird. Dann legt er fest, wer wann und unter welchen Umständen, für welche Zeit und zu welchem Thema das Wort ergreifen darf. Und er entscheidet auch, wann einem „Dirty Bubbler“ der Ton abgedreht werden darf. Doch damit nicht genug. Er definiert sogar einen gewissen Wortschatz an zu beherrschenden Vokabeln und Regeln für das Zusammenfügen von Worten zu sinnvollen Sätzen und von sinnvollen Sätzen zur erfolgreichen Kommunikation. „Eine Art Grammatik könnte man sagen“, so Goebel.

Was hat all das alles aber jetzt mit dem MTS iCANnect zu tun?! „Ganz einfach“, meint Goebel: „Wenn im Zuge zunehmender Digitalisierung und Automatisierung immer mehr und immer intelligentere Anbaugeräte erfolgreich mit dem Bagger und/oder untereinander kommunizieren sollen, bedarf es nicht nur eine Übereinkunft hinsichtlich der Kommunikationsregeln, sondern auch der Kommunikationswege.“

Um diese zu verstehen, muss man sich zunächst darüber bewusst sein, dass Informationen respektive Daten bisher ausschließlich über mechanische Steckverbindungen im Schnellwechsler vermittelt wurden. Der Haken: Diese Verbindungen sind nicht nur anfällig gegen witterungsbedingte Störungen, sondern seitens der möglichen PIN-Belegungen auch zahlentechnisch limitiert. Verständlich also, dass man hierbei vom „Flaschenhals der Automatisierung“ spricht.

Um diesen Engpass nachhaltig zu umgehen, entwickelte MTS das unscheinbare Bauteil, das sowohl aus Sicht der Elektrotechnik als auch der Anwender einen Geniestreich darstellt: Denn es umgeht die mechanisch bedingte Limitierung konventioneller Steckverbindungen und ersetzt diese durch einen induktiven Datenfluss. Damit ebnet der neue MTS iCANnect den Weg zur störungsfreien Kommunikation beliebig vieler intelligenter Anbaugeräte, sondern wird ganz nebenbei auch zum Türöffner in Richtung Standardisierung.

Und jetzt noch einmal in Zeitlupe: Sobald der Bagger mechanisch ans Anbaugerät ankoppelt, ist er via MTS-iCANnect automatisch auch kommunikativ verbunden. Übertragen auf die zwischenmenschliche Situation hieße das: Er öffnet die Türen zwischen den Räumen, in denen die Leute vorher verteilt waren und er gibt jedem eine Stimme und ein Gehör, sichert also auch alle physikalischen Grundlagen der Kommunikation.

Von hier aus lässt sich nun auch ein weiter Bogen in Richtung BIM schlagen: Denn die während des Bauprozesses erhobenen und ausgetauschten Daten sollen einer Verwendung zugeführt und weitergegeben werden: An das ToughPad, in die Cloud, ins Planungsbüro und irgendwann an die eigentlichen Nutzer der Daten: Geräteführer, Bauleiter, en Polier,  Planer und natürlich auch Bürgermeister. Und weil er im Gegensatz zu Baumaschinen nicht über Daten- und Zahlenkolonnen, sondern vorzugsweise über Bilder kommuniziert, müssen diese interpretiert und in einen Plan übersetzt werden.

Bernd Goebel, Hardware-Spezialist