23.11.2021 – Kategorie: Komponenten & Systeme

Antriebssimulation: Virtuelle Inbetriebnahme für die Servohydraulik

AntriebssimulationQuelle: Baumüller

Virtuelle Inbetriebnahme für Servohydraulik: Der Automatisierungsspezialist Baumüller schafft neue Möglichkeiten in der Antriebssimulation.

  • Mit ProSimulation lassen sich die Servoantriebssysteme von Maschinen und Anlagen virtuell aufbauen, testen und optimieren.
  • Der Automatisierungsspezialist Baumüller erweitert jetzt den Funktionsumfang der Lösung für die Antriebssimulation.
  • Denn neben den Regler- und Mechanikmodellen sind nun auch Modelle für Hydrauliksysteme verfügbar, mit denen man das dynamische Betriebsverhalten der Servohydraulik simulieren kann.

Durch die Abbildung von Pumpeneigenschaften wie den volumetrischen und hydraulisch-mechanischen Wirkungsgrad und die Berücksichtigung von Systemeigenschaften wie variablem Ölvolumen, Leitungsverlusten und Leckageverhalten lassen sich komplette Servohydraulik-Anwendungen in der Antriebssimulation auslegen und virtuell in Betrieb nehmen. Diese Ergebnisse sind später auf die reale Anwendung übertragbar. Dabei reduziert sich der Aufwand für die Entwicklung und Inbetriebnahme von servohydraulischen Maschinen und Anlagen deutlich.

Kritische Zustände simulieren und vorab testen

Mit ProSimulation lassen sich nicht nur die idealen Reglereinstellungen für die spätere Maschine ermitteln. In einem weiteren Schritt können Anwender auch kritische Zustände simulieren und die Auswirkungen auf den Prozess sowie das Verhalten des Antriebssystems testen. Ein Beispiel hierfür ist die reglerintegrierte Funktion „Thermischer Pumpenschutz“. Diese smarte Funktion ist optional für die Baumüller-Servoumrichter verfügbar und verhindert eine thermische Überlast im Hydrauliksystem, welche im Maschinenzyklus insbesondere bei langen Haltezeiten von hohen Drücken und geringem Durchfluss auftreten kann. Dies erhöht den Verschleiß und kann somit zu einem vorzeitigen Ausfall der Pumpe führen. Über ein Temperaturmodell erfolgt direkt im Regler die Berechnung der thermischen Pumpenauslastung. Wird dabei ein kritischer Schwellwert erreicht, werden hydraulische Bypässe zur Entlastung der Pumpe zugeschaltet, welche für einen höheren Durchfluss und eine bessere Wärmeabfuhr sorgen. Das verschiebt den Betriebspunkt der Pumpe aus dem temporär zulässigen Betriebsbereich in den dauerhaft zulässigen Betriebsbereich und verhindert außerdem Schäden durch Heißlaufen.

In ProSimulation kann man das Hydrauliksystem zunächst komplett virtuell aufbauen und testen. Im zweiten Schritt erfolgt die Simulations des Maschinenzyklus und die Prüfung der Pumpe auf eine thermische Überlastung. Treten kritische Betriebspunkte auf, lässt sich die oben beschriebene Pumpenschutzfunktion auch in der Simulation aktivieren.. Auf diese Weise sind kritische Betriebspunkte schon im Entwicklungsprozess erkennbar und vermeidbar.

Mit Antriebssimulation 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. Somit können Maschinenbauer angesichts eines steigenden Kosten- und Wettbewerbsdrucks ihre internen Prozesse weiter optimieren. Gleichzeitig lassen sich die optimalen Reglereinstellungen direkt am Modell testen und für die spätere Applikation verwenden. Der Applikationsingenieur spielt die Parameter für den Antrieb bei der realen Inbetriebnahme dann nur noch auf.

Plug & Play für die optimalen Zykluszeiten

Die Antriebssimulation fördert aber auch die Nachhaltigkeit. Denn 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. Ganz nebenbei wird zudem noch der Footprint der Maschine optimiert.

Bild oben: Die Pumpe wird rechtzeitig vor dem Heißlaufen gespült um Schäden zu vermeiden –
diese Drive-basierte Funktion lässt sich zudem in ProSimulation virtuell testen.
Bildquelle: Baumüller

Weitere Informationen: https://www.baumueller.com/

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