Steuerung und Regelung mit ADwin-Systemen und PC

Schwingungsprüfstände werden vor allem in der Automobil- und Luftfahrtindustrie für die Entwicklung und Serienprüfung von Bauteilen benötigt. Die Prüfstände testen die Dauerbelastbarkeit und ermitteln automatisch die dynamischen Übertragungs- und Frequenzgang-Kennlinien. ADwin-Systeme übernehmen dabei parallel Regelung, Signalgenerierung und Messdatenerfassung; der nachgeschaltete PC übernimmt die Messdaten zur Darstellung und Speicherung.

Die zu testenden Bauteile werden im Prüfstand mit einem genau vorgegebenen Weg-, Kraft-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsverlauf angeregt. Typische Prüflinge sind z.B. Motorlager, Stoßdämpfer, Radaufhängungen, Auspuffanlagen, Sitze, Lenkungsteile. Über verschiedene analoge und digitale Sensoren wird die Antwort auf die Anregung aufgenommen und protokolliert. Gleichzeitig werden Grenzwerte überwacht.

Anforderungen an die Prüfstandssteuerung

Die Steuerung eines Schwingungsprüfstands (hier eine hydraulische Achse) besteht in der Regel aus drei Hauptkomponenten:

• Digitaler Signalgenerator zur Erzeugung des Sollwertverlaufs der Anregung:
  Beliebige periodische oder nichtperiodische Signalformen, als Sweep oder Dauerlauf.
• Digitaler Hydraulikregler zum Nachfahren des Sollwertverlaufs an der Bewegungsachse der Anlage, überlagert mit einem Spitzenwert- und Mittelwert-Regler und mit einer stoßfreien Umschaltung zwischen Wegregelung und Kraftregelung.
• Messdatenerfassung zur Online-Analyse von Amplituden- und Phasengang für die dynamische Kennlinienermittlung und zur Grenzwertüberwachung.

Alle Funktionen werden gleichzeitig auf einem ADwin-System realisiert, typischerweise mit einer Regelfrequenz bis zu 50 kHz. Auch für die Prüfstandssteuerung von Mehrachsanlagen genügt der Einsatz nur eines Systems. Die komfortable Leistungsreserve des Geräts ermöglicht auch hier problemlos Frequenzen von 50 kHz (Zykluszeiten von 20 µs).

Zusätzliche Aufgaben mit "langsamen" Zykluszeiten - also kleiner eine Millisekunde - können mit gleichzeitig auf demselben Gerät abgearbeitet werden. Typische Anwendungsfälle sind z.B. die Überwachung von Temperaturen und Drücken oder das Schalten von Ventilen und Relais.

Vorteile der ADwin-Lösung

ADwin ist die flexible und preiswerte Lösung zur Steuerung unterschiedlichster Prüfstände. Unsere Kunden schätzen insbesondere die hohe Betriebssicherheit, gerade auch in Verbindung mit einem Windows-PC. Dies wird durch die Auslagerung der schnellen Steuerung und Regelung auf den separaten Prozessor des ADwin-Systems garantiert. Die Anforderungen an die Bedienoberfläche des Bedienprogramms lassen sich leicht und flexibel umsetzen, da die gebräuchlichen Windows Entwicklungstools auf das ADwin-System zugreifen können.

Faktor Erfahrung

Durch den einfachen Hardwareaufbau bieten sich die ADwin-Systeme auch zur Modernisierung bereits bestehender Schwingungs- und Hydraulikprüfstände an. Hinzu kommt die Erfahrung der Firma Jäger, welche bereits seit 1988 sowohl bei der Modernisierung vorhandener Schwingungsprüfstände als auch bei deren Neubau beteiligt ist. Weit mehr als hundert verschiedene Prüfstände wurden mit einer neuen, auf ADwin basierenden PC-gestützten Automatisierungslösung auf- bzw. umgebaut.

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