Philipp Gebhardt, Baumüller Nürnberg GmbH
2024-08-21T12:35:20+02:00
Antriebstechnik
Baumüller

Virtuelle Inbetriebnahme für Servohydraulik – neue M?glichkeiten in der Antriebssimulation

Mit ProSimulation k?nnen die Servoantriebssysteme von Maschinen und Anlagen virtuell aufgebaut, getestet und optimiert werden. Baumüller erweitert jetzt den Funktionsumfang von ProSimulation: Neben den Regler- und Mechanikmodellen sind nun auch Modelle für Hydrauliksysteme verfügbar, mit denen das dynamische Betriebsverhalten der Servohydraulik simuliert werden kann.

Durch die Abbildung von Pumpeneigenschaften wie den volumetrischen und hydraulisch-mechanischen Wirkungsgrad und die Berücksichtigung von Systemeigenschaften wie variable ?lvolumen, Leitungsverluste und Leckageverhalten k?nnen komplette Servohydraulik-Anwendungen in der Simulation ausgelegt und virtuell in Betrieb genommen werden. Diese Ergebnisse k?nnen sp?ter auf die reale Anwendung übertragen werden, wodurch sich der Aufwand für die Entwicklung und Inbetriebnahme von servohydraulischen Maschinen und Anlagen deutlich reduziert.

? Hydraulik vs. Servohydraulik |
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Kritische Zust?nde simulieren und vorab testen

Aufbau eines servohydraulischen Systems in ProSimulation

Mit ProSimulation k?nnen nicht nur die idealen Reglereinstellungen für die sp?tere Maschine ermittelt werden. In einem weiteren Schritt k?nnen auch kritische Zust?nde simuliert und die Auswirkungen auf den Prozess sowie das Verhalten des Antriebssystems getestet werden.

Ein Beispiel ist die reglerintegrierte Funktion #Thermischer Pumpenschutz#. Diese smarte Funktion ist optional für die Baumüller-Servoumrichter verfügbar und verhindert eine thermische ?berlast im Hydrauliksystem, welche im Maschinenzyklus insbesondere bei langen Haltezeiten von hohen Drücken und geringem Durchfluss auftreten kann. Dies erh?t den Verschlei? und kann zu einem vorzeitigen Ausfall der Pumpe führen. ?ber ein Temperaturmodell wird direkt im Regler die thermische Pumpenauslastung berechnet. Wird dabei ein kritischer Schwellwert erreicht, werden hydraulische Byp?sse zur Entlastung der Pumpe zugeschaltet, welche für einen h?eren Durchfluss und eine bessere W?rmeabfuhr sorgen. Dadurch wird der Betriebspunkt der Pumpe aus dem tempor?r zul?ssigen Betriebsbereich in den dauerhaft zul?ssigen Betriebsbereich verschoben und Sch?den durch Hei?laufen verhindert.

In ProSimulation kann das Hydrauliksystem zun?chst komplett virtuell aufgebaut und getestet werden. Im zweiten Schritt wird der Maschinenzyklus simuliert und auf eine thermische ?berlastung der Pumpe geprüft. Treten kritische Betriebspunkte auf, kann die oben beschriebene Pumpenschutzfunktion auch in der Simulation aktiviert werden. Auf diese Weise k?nnen kritische Betriebspunkte schon im Entwicklungsprozess erkannt und vermieden werden.

Die Pumpe wird rechtzeitig vor dem Hei?laufen gespült um Sch?den zu vermeiden – diese Drive-basierte Funktion kann in ProSimulation virtuell getestet werden

Einen Vergleich von klassischen hydraulischen Antrieben mit servohydraulischen Systemen und einige Anwendungsbeispiele

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Entwicklungskosten reduzieren und schneller auf den Markt

Die neuen Funktionen in ProSimulation erweitern den Einsatzbereich der Antriebssimulation für Maschinenhersteller deutlich, steigern die Effizienz im Entwicklungsprozess und verkürzen die Time2Market signifikant. So k?nnen Maschinenbauer angesichts eines steigenden Kosten- und Wettbewerbsdrucks ihre internen Prozesse weiter optimieren. Gleichzeitig k?nnen die optimalen Reglereinstellungen direkt am Modell getestet und für die sp?tere Applikation verwendet werden. Die Parameter für den Antrieb werden bei der realen Inbetriebnahme vom Applikationsingenieur nur noch aufgespielt. Plug & Play für die optimalen Zykluszeiten.

Die Antriebssimulation f?rdert aber auch die Nachhaltigkeit: Durch eine exakte Auslegung der Motoren werden ?berdimensionierungen des Servoantriebs vermieden. Die Motoren laufen im optimierten Lastbereich. Je nach Laufzeit der Maschine k?nnen auf diese Weise Energiekosten eingespart werden. Ganz nebenbei wird auch noch der Footprint der Maschine optimiert.

Haben Sie noch Fragen?

Philipp Gebhardt
Applikationsingenieur