Steuerung

Gesteuertes Klima

Innerhalb von drei Windkanälen des Entwicklungszentrums werden Prototypen auf ihre Verlässlichkeit unter den verschiedensten Witterungsbedingungen getestet. Temperaturen von minus 40 bis plus 50 Grad Celsius, variable Sonneneinstrahlung und Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeiten von 200 Stundenkilometern. Vor Aufnahme der Serienfertigung werden hier nicht nur ausführliche Tests der Kühlungs- und Klimaanlagen, sondern auch umfassende Überprüfung der Systeme zur Motorkühlung durchgeführt.

Doch nicht nur die Ausstattung der Fahrzeuge muss hohen Ansprüchen genügen. Ähnliches gilt auch für die Steuerungstechnik der Prüfstände. Zur Zeit werden mit maximal einem Hertz 150 Messkanäle gleichzeitig gemessen. Die Echtzeit-Verarbeitung der generierten Daten und das schnelle Reagieren der Steuerungstechnik auf unvorhergesehene Ereignisse sind deshalb ein absolutes Muss. Pro Test wird eine Datenmenge von ein bis zwei Megabyte erzeugt. Durch die Umstellung der Prüfstände auf ein neues System soll zukünftig sogar die Messung von bis zu 300 Kanälen gleichzeitig möglich sein, was dann einer anfallenden Datenmenge von bis zu 100 Megabyte oder mehr pro Testvorgang entspricht.

Diese Prüfstände von EDAG ­Engineering + Design sind fast alle mit der M1-Steuerung der Bachmann ­Electronic ausgestattet. Sie kombiniert die Industrietauglichkeit einer klassischen SPS mit der Programmierbarkeit eines Prozessrechnersystems auf PC-Basis. Die Programmierung der Steuerung wird von den Entwicklern bei EDAG selbst durchgeführt, um sie optimal auf die Bedürfnisse der Kunden des Dienstleisters abstimmen zu können. Weitere Pluspunkte der Steuerung sind der modulare Aufbau, die Möglichkeit Daten in absoluter Echtzeit zu verarbeiten und dass sie auf relativ einfache Art und Weise mit den jeweils übergeordneten Systemen verbunden werden kann. Herzstück der Steuerung ist eine spezielle Industrieversion des Pentium III- oder Celeron-Prozessors von Intel in der Embedded-Variante, die ohne einen störungsanfälligen Lüfter bei Umgebungstemperaturen bis 60 Grad Celsius problemlos arbeitet. Sämtliche Gehäuse sind aus Metall gefertigt und die Baugruppen entsprechen den vorgeschriebenen Stör-, Schock-, Emissions- und Vibrationsnormen. Das PC-basierte System zeichnet sich zudem durch ein innovatives Vernetzungskonzept aus. Dazu hat Bachmann Electronic einen eigenen FAST-Bus entwickelt, der den Zugriff der CPU auf die E/A-Module in höchster Echtzeit mit einer Datenübertragungsrate von 70 Megabit/s erlaubt. Die Zeitverzögerung liegt pro Unterstation niedriger als zwei Mikrosekunden. Im Vergleich dazu ist ein normaler Standard-Feldbus bis zu 100-mal langsamer. Insgesamt können 15 Unterstationen mit jeweils 16 E/A-Modulen an den FAST-Bus angeschlossen werden.

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Normale SPS genügt den Anforderungen nicht

Neben der Erfassung der Messdaten übernimmt die M1-Steuerung aber auch alles, was mit der Kalibrierung der Messwerte zu tun hat – vor allem also das Umrechnen der elektrischen Werte eines Sensors in die entsprechenden physikalischen Größen.

Eine normale SPS ist hier meist hoffnungslos überfordert, da weniger leistungsfähige Prozessoren aufgrund ihrer geringeren numerischen Fähigkeiten den komplexen mathematischen Anforderungen einfach nicht gewachsen sind. Zusätzlich deckt die Bachmann-Lösung auch noch die Echtzeit-Anforderungen ab, die der Prüfstand eines solchen Klimakanals erfordert. Ein weiterer positiver Punkt ist auch die Verwendung des Echtzeitbetriebssystems VxWorks von ­WindRiver Systems und die standardisierte PC-Architektur der M1-Steuerung. Hinzu kommen die Vernetzungsmöglichkeiten über Ethernet und innerhalb des Steuerungssystems auch über den FAST-Bus, sowie die offenen Schnittstellen für Profi-Bus und CAN-Bus. Eine Anschlussmöglichkeit von seriellen Geräten über externe Schnittstellen ist ebenfalls möglich.St

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