Ziel: Schnellere Entwicklungszyklen
Häufig werden im Rahmen einzelner Projekte sowie im Rahmen der Produktentwicklung neue Funktionen für Frequenzumrichter entwickelt bzw. vorhandene Funktionen an individuelle Anforderungen angepasst. Diese Aufgaben erledigten die Entwickler von MSF Vathauer bislang zumeist nach den Vorgaben der Kunden sowie nach den vorgegebenen Anwendungsszenarien, ohne die Geräte in die konkrete Anwendung zu implementieren. Die Erprobung der neuen Funktionen konnte also erst in einem zweiten Schritt und an einem anderen Ort erfolgen, und zwar erst nach der Inbetriebnahme. Gerade wenn sich dann zeigt, dass zusätzliche Loops erforderlich sind, entsteht ein Zeitaufwand, den es einzusparen gilt. Mit dem Ziel, die Entwicklungszyklen zu verkürzen und einen größeren Anteil des Entwicklungsumfangs von der Hardware- in die Software-Ebene zu verlagern, kooperierte MSF-Vathauer mit dem Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik (IEM), einer Forschungseinrichtung in einem It’s-OWL-Transferprojekt.
Anwendungsszenario Rollenbahn
Im Rahmen des Transferprojektes entwickelten die beiden Forschungspartner einen Hardware-in-the-Loop (HiL)-Prüfstand, mit dem sich typische Entwicklungsaufgaben wie neue Frequenzumrichterfunktionen beschleunigen und zugleich direkt validieren lassen. Der Prüfstand bildet das Anwendungsszenario Fördertechnik am Beispiel einer Rollenbahn nach. Auf der Steuerungsseite besteht er aus einer Steuerung und einem Frequenzumrichter, der auf einen Antriebsmotor wirkt. Ein Lastmotor simuliert die Umgebungsbedingungen. Drehzahl und Drehmoment des Antriebsmotors werden hier ebenso erfasst wie die relevanten elektrischen Größen. Der reale Frequenzumrichter mit neuen Funktionen interagiert also mit einer virtuellen Fördertechnikanlage, die sich vor Ort in der Entwicklung befindet.
Simulation mit realitätsgetreuen Ergebnissen
Die Entwickler von MSF-Vathauer sind mit diesem HiL-Prüfstand in der Lage, typische Anwendungsfälle sowie Anwendungsszenarien zu simulieren. Dabei kommen bewährte Lösungen wie Matlab/Simulink und andere Simulations-Tools zum Einsatz. Der Frequenzumrichter tauscht während dieser Simulationen Daten mit der Steuerung des Prüfstandes aus, sodass sich die relevanten Datensätze ebenso exakt erfassen und dokumentieren lassen, als wenn die Versuche an einer realen Rollenbahn stattfinden würden.
