Antriebssimulation Virtuelle Inbetriebnahme für Servohydraulik verfügbar

Quelle: Pressemitteilung

Mit Pro Simulation zur virtuellen Inbetriebnahme können Servoantriebssysteme virtuell aufgebaut, und getestet werden. Baumüller hat den Funktionsumfang erweitert: Jetzt sind auch Modelle für Hydrauliksysteme verfügbar, die das dynamische Betriebsverhalten der Servohydraulik simulieren.

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Mit Pro Simulation lässt sich der Antrieb von Maschinen und Anlagen virtuell einstellen.
Mit Pro Simulation lässt sich der Antrieb von Maschinen und Anlagen virtuell einstellen.
(Bild: Baumüller)

Durch die Abbildung von Pumpeneigenschaften wie den volumetrischen und hydraulisch-mechanischen Wirkungsgrad und die Berücksichtigung von Systemeigenschaften wie variable Ölvolumen, Leitungsverluste und Leckageverhalten können komplette Servohydraulik-Anwendungen in der Simulation ausgelegt und virtuell in Betrieb genommen werden. Diese Ergebnisse können später auf die reale Anwendung übertragen werden. So reduziert sich der Aufwand für die Entwicklung und Inbetriebnahme von servohydraulischen Maschinen und Anlagen.

Aufbau eines servohydraulischen Systems in Pro Simulation.
Aufbau eines servohydraulischen Systems in Pro Simulation.
(Bild: Baumüller)

Kritische Zustände simulieren und vorab testen

Mit der Software Pro Simulation von Baumüller können nicht nur die idealen Reglereinstellungen für die spätere Maschine ermittelt werden. In einem weiteren Schritt lassen sich auch kritische Zustände simulieren und die Auswirkungen auf den Prozess sowie das Verhalten des Antriebssystems testen. Ein Beispiel ist die reglerintegrierte Funktion „Thermischer Pumpenschutz“: Diese Funktion ist optional für die Baumüller-Servoumrichter verfügbar und verhindert eine thermische Überlast im Hydrauliksystem.

Das kann im Maschinenzyklus insbesondere bei langen Haltezeiten von hohen Drücken und geringem Durchfluss auftreten. Dies erhöht den Verschleiß und kann zu einem vorzeitigen Ausfall der Pumpe führen. Über ein Temperaturmodell wird direkt im Regler die thermische Pumpenauslastung berechnet. Ab einem kritischen Schwellwert werden hydraulische Bypässe zur Entlastung der Pumpe zugeschaltet, welche für einen höheren Durchfluss und eine bessere Wärmeabfuhr sorgen. Dadurch wird der Betriebspunkt der Pumpe aus dem temporär zulässigen Betriebsbereich in den dauerhaft zulässigen Betriebsbereich verschoben und Schäden durch Heißlaufen verhindert.

In Pro Simulation kann das Hydrauliksystem zunächst komplett virtuell aufgebaut und getestet werden. Im zweiten Schritt wird der Maschinenzyklus simuliert und auf eine thermische Überlastung der Pumpe geprüft. Treten kritische Betriebspunkte auf, lässt sich die oben beschriebene Pumpenschutzfunktion auch in der Simulation aktivieren, um kritische Betriebspunkte schon im Entwicklungsprozess zu erkennen.

Entwicklungskosten reduzieren und schneller auf den Markt

Laut Baumüller erweitern die neuen Funktionen in Pro Simulation den Einsatzbereich der Antriebssimulation für Maschinenhersteller, steigern die Effizienz im Entwicklungsprozess und verkürzen die Time-to-Market. So können Maschinenbauer angesichts eines steigenden Kosten- und Wettbewerbsdrucks ihre internen Prozesse weiter optimieren. Gleichzeitig können die optimalen Reglereinstellungen direkt am Modell getestet und für die spätere Applikation verwendet werden. Die Parameter für den Antrieb spielt der Applikationsingenieur bei der realen Inbetriebnahme nur noch auf.

Die Antriebssimulation fördere aber auch die Nachhaltigkeit: Durch eine exakte Auslegung der Motoren werden Überdimensionierungen des Servoantriebs vermieden. Die Motoren laufen im optimierten Lastbereich. Je nach Laufzeit der Maschine können auf diese Weise Energiekosten eingespart werden.

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