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Gehäusetechnik

Komplexe Klima-Regler vor Ort optimieren

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Anbieter zum Thema

Santox Gehäusesysteme GmbH
Heitec AG
MES Electronic Connect GmbH & Co. KG
ISH Ingenieursozietät GmbH

Durch diese Kombinationsmöglichkeiten lassen sich dem Einsatzgebiet entsprechende Testszenarien wirklichkeitsnah nachbilden. Für die Implementierung und Nutzung dieser „Raummodell-Bibliothek“ wurde als Prototyp ein HiL-System mit folgenden generellen Vorteilen entwickelt: Dem schnellen und kostengünstigen Aufbau von komplexen virtuellen Anlagen, der Simulationen unter definierten, auch extremen Verhältnissen (die sich so an realen Anlagen nicht reproduzierbar erzeugen lassen), der Bestimmung der Automationsqualität in einem frühen Projektstadium sowie der Zeitersparnis bei der Inbetriebnahme.

Was ist HiL?

Hardware in the Loop (HiL) bezeichnet ein Verfahren, bei dem ein eingebettetes System (z.B. reales elektronisches Steuergerät oder reale mechatronische Komponente) über seine Ein- und Ausgänge an ein angepasstes Gegenstück angeschlossen wird, welches im Allgemeinen HiL-Simulator genannt wird und als Nachbildung der realen Umgebung des Systems dient.

Hardware in the Loop ist eine Methode zum Testen und Absichern von eingebetteten Systemen. Das Verfahren dient zur Unterstützung während der Entwicklung, zur vorzeitigen Inbetriebnahme – beispielsweise von Maschinen und Anlagen – oder auch zur Optimierung von bereits bestehenden, komplexen Einrichtungen. Dabei wird das zu steuernde System über Modelle simuliert, um die korrekte Funktion des zu entwickelnden Regelungssystems (beispielsweise für Heizung, Kühlung und Belüftung eines Raumes oder Gebäudes) zu testen.

Die HiL-Simulation läuft meist in Echtzeit ab. Sie wird genutzt, um Entwicklungszeiten zu verkürzen, Kosten zu sparen oder vorhandene Lösungen zu testen und zu optimieren. Insbesondere lassen sich wiederkehrende Abläufe simulieren und dabei der Einfluss einzelner Parameter auf das Gesamtsystem erkennen. Dies hat den Vorteil, dass eine neue Version eines Gerätes oder eine geänderte Einstellung unter den gleichen Kriterien getestet werden kann wie die Vorgängerversion. Somit kann detailliert nachgewiesen werden, ob ein Fehler beseitigt – respektive eine Verbesserung (des Regelverhaltens) realisiert wurde.

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Die innerhalb des Forschungsprojekts HiL-RAS (Technologietransfer zwischen Hochschulen und KMU) entwickelten Umgebungen zum Test von Raumautomatisierungssystemen sind leicht bedienbar, damit die Nutzung durch unterschiedliche Nutzergruppen gewährleistet ist: Detaillierte Vorkenntnisse zu Systematik, den Modellen sowie zu den Programmen sind nicht erforderlich.

Stationär oder mobil – das ist hier die Frage

Gestartet wurde zunächst mit einem stationären HiL-Teststand, um erste Erfahrungen zu sammeln. Dem sollte dann ein mobiler Testkoffer folgen. Die Konstruktion einer mobilen HiL-Umgebung stellt allerdings eine echte Herausforderung dar: Die Einsatzgebiete sind dabei ständig wechselnde Orte, um die Raumregler im laufenden praktischen Betrieb zu analysieren. Benötigt wird damit eine Art Service-Koffer für die Regelungsoptimierung.

Das bedeutet, dass nicht nur alle Komponenten platzsparend zu platzieren sind. Sie müssen darüber hinaus systematisch so angeordnet sein, dass eine hohe ergonomische Funktionalität und eine weitgehend selbsterklärende Handhabung gewährleistet sind. Auch alle Ein-Ausgänge, Versorgungsspannungen, Netzteile etc. sind so zu verdrahten, dass vor Ort möglichst nur der „sprichwörtliche Stecker“ für die Inbetriebnahme gesteckt werden muss.

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