A mezõgazdaság jövõje: ISOBUS Traktor - Munkagép

Hosszútávon sem a mezõgazdasági vállalkozók, sem pedig a mezõgazdaságigép gyártóknak nem célravezetõ ez a megoldás, hiszen minden munkagép csatlakoztatásakor az ahhoz tartozó saját kezelõpanelt is fel kell szerelni a fülkében a traktor munkaparamétereit kijelzõ monitor mellé. Emellett nem elhanyagolható az sem, hogy ezek a panelek, monitorok a gép árát is növelik. Szükség van tehát egy olyan kezelõ- és ellenõrzõfelületre, amelyen mind az erõgép, mind a munkagép munkajellemzõi beállíthatók és figyelemmel kísérhetõk. Ez csak úgy valósítható meg, ha a traktor számítógépes diagnosztikai és szabályzó rendszerét úgy alakítjuk ki, hogy a munkagépek kapcsolódni tudjanak ehhez és a traktor monitorja a munkagépmonitorként is tudjon mûködni. Ahhoz, hogy a különbözõ gyártók gépei együtt tudjanak dolgozni egymással ezt a kezelõfelületet és a gépeket összekötõ kommunikációs hálózatot szabványosítani kell. A rendszerek kidolgozása és a szabványosítás már elkezdõdött, jelenleg az LBS+ és az ISOBUS a két legelterjedtebb adatkommunikációs szabvány, amely alapján a vezetõ gyártók erõ- és munkagépeik vezérlõ és diagnosztikai rendszereiket felépítik.



AZ LBS+ RENDSZER KIALAKULÁSA



Már a 80-as években megszületett az ötlet, hogy a modern mezõgazdaságban a kommunikációt átfogóan szinkronizálják. Ez vezetett a például Fendt traktorokban is alkalmazott LBS (Landwirtschaftliches Bus System = Mezõgazdasági Buszrendszer DIN 9684) szabvány kialakulásához, amely mintegy mérföldkõként jelölte ki, azt az utat, amely elvezet a traktor és munkagép közötti kompatibilis adatátvitelhez. Európai szinten az LBS rendszereket már bemutatták a piacon. A feladatuk, hogy garantáltan a holnap kihívásainak megfelelõ adatcserét biztosítsanak. Az LBS-ben egy szabványosított mezõgazdasági, erõ-, és munkagépet összekötõ, busz-rendszer leírását találjuk. A szabvány négy fejezetbõl áll, amelyek leírják a rendszerek csatlakoztatásához szükséges fizikai kapcsolatokat (csatlakozók, vezetékek stb.), az adatkapcsolatokat és kommunikációs hálózat felépítését, a virtuális terminál (kezelõfelület) specifikációit, és végül tartalmaz egy adatszótárt, amely szükséges ahhoz, hogy az összekapcsolt rendszerek megértsék egymást.



A szabvány megjelenésekor sok gyártó elkezdett a szabványra épülõ, számítógéppel vezérelt rendszereket létrehozni. A szabvány, habár meglehetõsen jól és sokrétûen leírja az adatkapcsolat megvalósíthatóságát, mégis a létrejövõ alkalmazások nem elõrelátható sokrétû tulajdonságai miatt kompatibilitási problémák jelentkeztek. A különbözõ vállalatoknál különbözõ filozófiákat alkalmaztak a szabvány értelmezésére. Ez egyedi munkagépek azonosítása esetén néha problémákhoz vezetett. A traktor és a munkagép kezelõfelületek nem egyformán jelentek meg a vezérlõ terminálon, emiatt a felhasználó a kezelõfelületek közötti váltáskor könnyen összekeveredhetett a különbözõ mûködtetési sablonok között. A felmerült problémák miatt az eredeti LBS rendszer továbbfejlesztésére volt szükség.



2000 januárjában megfogalmazásra kerültek a szabvány fejlesztésének lépései és így az LBS szabvány egyes fejezeteit olyan értelmezésekkel egészítették ki, amelyek a szabványhoz igazították és figyelembe vették az összes addigi megoldás tapasztalatait.



Ezen változtatásokat már az LBS+ szabványkészlet tartalmazta. Bemutatására 2001 elején került sor.



AZ ISOBUS RENDSZER KIALAKULÁSA



Az ISOBUS rendszer 1. ábra, amelyet az ISO 11783 szabvány ír le, tulajdonképpen az LBS rendszert továbbfejlesztése, amely 2001 novemberében került bemutatásra az Agrotechnica 2001 kiállításon Hannoverben. Fejlesztése azonban már jóval korábban elkezdõdött. Az LBS eredményei és alapelvei felhasználásra kerültek az új szabvány megalkotásakor. Az ISOBUS azonban egy sokkal sokrétûbb utasításkészlet. Az LBS-nél tapasztalt hiányosságok nagy segítséget jelentettek az ISOBUS szabvány megalkotóinak így az LBS gyermekbetegségei remélhetõleg nem jelennek majd meg az új szabványnál.



A gyártók már most a kezdeti idõszakban konkrét stratégiákat dolgoztak ki az erre a szabványra való átállásra. A gyakorlatban ez annyit jelent, hogy mivel az LBS az ISOBUS egy részét fogja képezni, a vezetõ gyártóknál az átállás az új szabványra csak a szoftver adaptációját, vagyis gyakorlatilag egyszerû frissítését jelenti. Egyes gyártóknak azonban mind a hardvert, mind a szoftvert ki kell egészíteniük.



Az ISOBUS alkalmazása által nemcsak a traktorok és a munkagépek maradnak kompatibilisek, hanem a szabvány megléte olyan termékeket eredményez, amelyek megbízhatóbban és hatékonyabban mûködnek. Ráadásul a már létezõ berendezések, mint például az új Valtra vagy a CAT Challenger traktorok rendszerei, megkönnyítik a diagnosztikát és így tökéletesebbé, gyorsabbá teszik a javítást. A rendszer nagy része nem látható közvetlenül. A látható felszerelések a virtuális terminálok megjelenésével bukkannak fel.



A KEZELÕFELÜLET



A rendszer kezelõfelülete a virtuális terminál 2. ábra (VT), látszatra olyan, mint a már modern traktorokban megtalálható, a felhasználó jobb kezénél elhelyezkedõ visszajelzõ és vezérlõegység. A különbség az, hogy a VT ugyanúgy kezeli a munkagépeket, mintha mindegyiknek saját kezelõfelülete és ellenõrzõmonitora lenne. Egy gombnyomással a felhasználó választhatja ki azt a részfelületet a VT-n belül, amelyet vezérelni akar, mintha a munkagép saját terminálját és kezelõszerveit alkalmazná. A munkagép-vezérlõ (ECU) tartalmazza az adott gép felhasználói felületeit. Amikor a munkagépet összekapcsoljuk az erõgéppel, ez elküldi a munkagépkezelõ felületet tartalmazó adatcsomagot, vagyis a felületi maszkot a virtuális terminálnak (VT). Ez a felületi maszk tartalmazza a munkagép saját beállítási értékeit és adatait is. A terminál képernyõje többféle megjelenítésre lehet alkalmas. Lehetõség van egy csak kis felbontású (200x200képpont) fekete-fehér, vagy egy jobb minõségû és nagyobb felbontású (színes 480x480képpont) megjelenítésre is. Ezért az ECU-nak tudnia kell a színes és fekete-fehér megjelenítést, valamint az ikonok méretének változtatását is. Másik oldalról pedig a terminálnak információkat kell küldenie az ECU felé arról, hogy milyen formátumban kéri a felületi maszkot, mivel ellenkezõ esetben ha a fekete-fehér megjelenítésre alkalmas terminálnak a munkagépvezérlõ színes maszkot küld, elõfordulhat, hogy nem tudja azt megjeleníteni, vagy egyes funkciógombok nem lesznek láthatóak. Ügyelni kell arra, hogy a munkagépvezérlõ egyetlen parancsa sem zavarhatja meg és omlaszthatja össze a terminált.



Ebben a rendszerben tehát a munkagépnek nincs külön terminálja, hanem az egy része a VT-nek, amellyel visszajelezhetõk és kontrollálhatók mind a traktor, mind a munkagép funkciói. Mivel a szabványosítás kiterjed a különbözõ gyártók munkagépeire, a felhasználó mindent egy helyen vezérelhet egységes utasításkészlettel és mûveleti logikával. Nem számít, milyen típusú munkagép kerül csatolásra.



A virtuális terminálon találhatók úgynevezett "kemény" és "puha" gombok. A "kemény" gombok fizikailag is megtalálhatók a terminálon, ezeknek állandó jelentésük van és a menükben való navigációt szolgálják. (pl.: törlés, elfogadás, vissza, stb.) A "puha" gombok fizikailag nem mindig vannak jelen a terminálon, csak annak egy ikonjával vagy karaktersorozatával vannak kapcsolatban. Ezek a mindenkori menünek megfelelõen határozzák meg a jelentését. (pl.: mint a számítógép funkcióbillentyûi)



A MÛVELETEK ELOSZTÁSA



A rendszer másik meghatározó egysége a feladatvezérlõ egység. Ez az egység fogadja a különbözõ munkagépek beállítási adatait és ezek alapján a VT-n megalkotja a munkagéphez tartozó saját terminált, funkciógombokat és utasításkészletet. Például elkészítjük otthoni számítógépünkön a másnapi becsült mûveleti térképet, amelyet átvisszük a feladatvezérlõbe, amely a GPS és a térképadatok alapján elkészíti a mûtrágyaszóró utasításait az optimális munkaparaméterek biztosításához.



TAPASZTALATOK



2003 júliusában a DLG (német mezõgazdasági társaság) különbözõ gyártók ISOBUS kompatibilis rendszereinek tesztelését végezte. Megállapításuk szerint "a felmerülõ problémák minden tesztkonfiguráció esetében kiküszöbölhetõek voltak". Felmerül a kérdés, hogy a rendszerek felhasználói is meg tudnak-e oldani ilyen jellegû problémákat?



A szabvány lehetséges hiányosságaira már az elsõ üzembe helyezés során fény derült. A felhasználónak csak minimálisan kell értenie a rendszerhez ezért elvárható, hogy az összekapcsolást követõen a munkagép azonnal mûködtethetõ legyen. A DLG vizsgálta a piacon kapható ISOBUS kompatibilis gépeket ebbõl a szempontból is. De a tapasztalatok azt mutatják, hogy még egyetlen gyártó sem tudta alkalmazni teljesen a szabvány által elõirt minden követelményt. Ez nem azt jelenti, hogy a terminálok nem mûködnek, hanem csak annyit hogy az eddig elkészült rendszerek csak a minimum szükséges funkcionalitást valósítják meg. Ezek a rendszerek 90-95%-ban már teljesítik az ISOBUS szabvány elvárásait, de akkor, amikor a különbözõ gyártók gépeit kell egymással kommunikálniuk, esetleg elõfordulhatnak értelmezési zavarok. Emiatt a DLG-tõl 2003-ban még egyetlen gyártó terminálja sem kapta meg az "ISOBUS konform" minõsítést. A 2003-as Agrotechnika kiállításon ezért a gyártók megvitatták, hogy milyen kiegészítésekre van szükség a szabványban ahhoz, hogy a továbbiakban ne fordulhassanak elõ különbözõ kompatibilitási problémák. A DLG megvizsgálta külön a traktor- és munkagép vezérlõegységeket is. Eddig csak a John Deere traktorok 6000-es és 7000-es szériáiban alkalmazott traktor vezérlõegységek, valamint a Müller Elektronik által gyártott vegyszerezõgépekre szánt munkagép vezérlõegység felelt meg ezen a teszten.



Az ISOBUS szabvány egyszerre 30 vezérlõegység együttes kapcsolódását engedélyezi. Ez a gyakorlatban annyit jelent, hogy a traktor elsõ és hátsó felfüggesztésein lévõ munkagépek egyszerre vezérelhetõk. Problémát jelenthet, hogy például a Fendt traktorok még nem álltak át az ISOBUS rendszerre. A német LBS+ szabványban az adatátviteli sebesség és az adatcsomagok azonosítóinak hossza is eltér az ISOBUS-tól. Ha egy LBS+ rendszerû erõgépnek egy ISOBUS rendszerû munkagéppel kell együttdolgoznia, ez viszonylag problémamentesen mûködtethetõ, mivel beépítésre került egy híd amely automatikusan felismeri a különbségeket és “átfordítja” az adatokat az egyes rendszerek között. A probléma akkor jelentkezik, ha az LBS+ rendszerû géphez több munkagépet kapcsolunk és ezek egyike ugyanezen szabvány szerint készült, a másik pedig ISOBUS rendszerben mûködik. Felmerül a kérdés, hogy ez a kapcsolat mûködni fog-e kifogástalanul. Ezzel kapcsolatban még senki sem végzett kísérleteket, azonban ennek idõszerûsége miatt erre valószínûleg hamarosan sor fog kerülni.



Az ISOBUS fejlõdése lassan, de biztosan halad elõre. Egy ilyen komplex rendszert csak jól átgondolt módon lehet bevezetni. A szabványosítók mindent megtesznek annak érdekében, hogy ne legyenek hiányosságok, félreértelmezhetõ irányelvek, amelyek késõbb kompatibilitási problémákhoz vezetnek. Természetesen, mint mindig a gyakorlat fogja megmutatni és már részben meg is mutatta, hogy ez mennyire sikerült. Nagyon pozitívnak tekinthetõ, hogy a gyártók tapasztalatokat cserélnek egymással, hogy az esetleges hibák javítására megoldásokat keressenek. Az eddigi prototípusok tudtak egymással kommunikálni, de fontos megjegyezni, hogy máig egyetlen terminál sem kapta meg a DLG és a VDMA megfelelõ minõsítését. Ez arra utal, hogy a rendszerek egymással való kommunikációja mûködik ugyan, de az információkat a felhasználó felé is le kell fordítani és itt még adódnak olyan jellegû problémák, amelyek megoldása esetleg nehézséget okozhat a kezelõnek.



Senki nem vitatja, hogy szükség van ennek a szabványnak a bevezetésére. A kezdeti gyermekbetegségek pedig idõvel elhárulnak és az ISOBUS egy jól és egyszerûen használható rendszer lesz, amely munkát megkönnyítve fogja majd szolgálni a termelõket.



Rádics János

doktorandusz

BME, GSZI