Hydraulik · Vorentwicklung 2014–2015
Firmware für Hydraulikventile mit aufgelösten Steuerkanten
Firmware für ein HCS12X-Steuergerät mit getrennter Zu- und Ablaufsteuerkante – volumenstrom-, druck- und geschwindigkeitsgesteuert, modellbasiert entwickelt und am Prüfstand verifiziert.
- HCS12X
- SimulationX
- Modellbasierte Entwicklung
- Regelungstechnik
- Cosmic Compiler
- FlexPro
- SlickEdit
Aufgabe
In der Hydraulik gibt es heute für viele Anwendungen jeweils spezialisierte Ventile. Ein neuartiges Ventil mit aufgelösten Steuerkanten – also getrennt angesteuertem Zu- und Ablauf – sollte das ändern. Unsere Aufgabe in der Vorentwicklung: eine Firmware für ein Embedded-System der HCS12X-Familie, die das Potenzial dieser Bauform nutzbar macht.
Umsetzung
- Modellbasierte Simulation des Ventils mit SimulationX
- Ein Rechenmodell der Steuerkante läuft direkt im Steuergerät
- Verschiedene Steuermodi: volumenstrom-, druck- und geschwindigkeitsgesteuert
- Regelgröße ist der Druck, ergänzt um die Kenntnis von Kolbenflächen und Zylindervolumina
- Rund sechs Monate empirische Prüfstandsarbeit in Hamburg, um die Algorithmen zu erarbeiten und zu verifizieren; Auswertung der Messdaten mit FlexPro
- Mehrstufiger Fehlerspeicher und modulare Anbindung an verschiedene OEM-Systeme
Was die getrennten Steuerkanten ermöglichen
- Gleichteile: ein Ventil für mehrere Anwendungen statt vieler Spezialventile
- Neue Steuer- und Regelfunktionen: Zu- und Ablauf sind entkoppelt, das Ventil kann sich je nach Druck oder Volumenstrom unterschiedlich verhalten
- Besser dosieren, Energie sparen: feinere Dosierung und weniger Pumpenarbeit
- Weniger Ventile, verteilte Systeme: Multiplexing reduziert die Zahl der Ventile; mehrere Steuergeräte arbeiten im Busverbund zusammen
Ergebnis
Die Vorentwicklung lief von 2014 bis 2015. Am Ende stand ein funktionsfähiges System, das bei Herstellern mobiler Arbeitsmaschinen vorgeführt wurde – unter anderem aus der Forst- und der Flurfördertechnik. Unser Teil war die Vorentwicklung der Firmware.
Mehr zu unserer Steuerungs- und Embedded-Software.
Häufige Fragen
Was sind aufgelöste Steuerkanten?
Zu- und Ablauf eines Hydraulikventils werden getrennt angesteuert statt über eine gemeinsame Steuerkante. Das reduziert Drosselverluste und ermöglicht neue Steuer- und Regelfunktionen.
Wofür wurde SimulationX eingesetzt?
Für die modellbasierte Simulation des Ventils. Ergänzend lief ein Rechenmodell der Steuerkante direkt im Steuergerät, und die Algorithmen wurden in rund sechs Monaten Prüfstandsarbeit verifiziert.