Diese Diplomarbeit befasst sich mit dem Ziel, einen Dauertest für Schrankenantriebe
zu entwickeln, in dem die Aggregate mit einer am Schrankenbaum vorkommenden
Belastung geprüft werden. Der Dauertest soll entwickelt werden, um aus Gründen
der Sicherheit Frühausfälle noch vor der Auslieferung zu detektieren. Der
Schrankenantrieb HSM 10 E ist Teil der BUES 2000, einer voll rechnergesteuerten
Anlagentechnik für Bahnübergänge.
Der Prüfstand soll aus einem Steuer-PC bestehen, der via CAN-Bus die zu
testenden Aggregate sowie die mechanische Last ansteuert. Für die Aggregate soll
eine mechanische Aufhängung konzipiert werden. Zu Diagnosezwecken ist eine
Protokollierung der Telegramme auf dem CAN-Bus gefordert. Der Prüfstand soll
später in einem Klimaschrank installiert werden, daher ist auf Masse und Bauraum
zu achten. Es ist gefordert, die Prüflinge verschiedenen Teiltests zu unterziehen, wie
Stresstest, Ruhephase und Lasttest.
Als Prinzip für die mechanische Belastung der Prüflinge ist eine Wippe gewählt, auf
deren beider Seiten ein Schrankenantrieb eingespannt ist. Mittels Sonderfunktionen
ist es möglich einen Schrankenantrieb als Lastaggregat zu betreiben. Hierbei ist
darauf zu achten, dass es durch Fremdverwendung zu keinerlei Schäden am
Lastaggregat kommen kann.
Durch Einsetzen des „gläsernen“ Aggregats auf einer Seite der Wippe und mit dem
Durchlaufen aller vorgesehenen Belastungsvorgänge lassen sich letzte Zweifel
ausräumen, dass durch Ölvergasung oder Kavitation die Prüflinge beschädigt
werden könnten. Das Programm {Dauerteststand.vi} steuert daher die Aggregate von
bis zu vier Wippen so über den CAN-BUS an, dass jedes Aggregat mal als Last und
mal als Prüfling betrieben wird. Zu Diagnosezwecken protokolliert ein weiterer PC
sämtlichen Datenverkehr auf dem CAN-Bus, der auch Sondermeldungen des
Steuerprogramms enthält, so dass das Diagnoseprotokoll leichter zu lesen ist.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Motivation
- Aufgabenstellung
- Inhalt der Diplomarbeit
- Bedingter Inhalt der Diplomarbeit
- Voraussetzungen
- Das Bahnübergangssystem
- Prinzipien der mechanischen Belastung
- Zwei Aggregate prüfen sich gegenseitig
- Ein Aggregat wird von einem modifizierten Gut-Aggregat geprüft
- Ein Aggregat wird von einem externen Hydraulikzylinder geprüft
- Mechanische und elektrische Alternativen oder Ergänzungen
- Favorisiertes Prinzip
- Mögliche Ausschlusskriterien
- Strategie zur Klärung
- Entwicklungsumgebung und Versuchsaufbau
- Überblick
- Der Schrankenantrieb HSM 10 E
- Der Zylinder
- Die Hydraulikpumpe mit Asynchronmotor
- Das Steuerventil mit Schrittmotor
- Die HSE BG
- Die Wippe
- Steuerung
- CAN-Bus
- Rechner
- Programmiersystem LabVIEW
- Softwareentwicklung
- Programm zur Aufnahme der Kennlinien
- Anforderungen
- Programmstruktur
- Spezielle Vis
- Programm zur Simulation der Schrankenlast
- Anforderungen
- Programmstruktur
- Bedien- und Steuerprogramm
- Anforderungen
- Programmstruktur
- Spezielle Vis
- Gemeinsame Sub-VIs
- Vls für Bewegungsabläufe
- Vls zur CAN-Steuerung
- Vls für die Texterzeugung
- Sonstige VIs
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Dauertests für Schrankenantriebe. Der Fokus liegt dabei auf der Konstruktion eines Prüfstands, der die Aggregate unter realistischen Bedingungen mit Belastungen prüft, die bei normalem Betrieb an einem Schrankenbaum auftreten. Das Ziel ist es, durch den Dauertest Frühausfälle von Schrankenantrieben noch vor der Auslieferung zu detektieren und somit die Sicherheit im Bahnbetrieb zu erhöhen.
- Entwicklung eines Dauertests für Schrankenantriebe
- Konstruktion eines Prüfstands mit realistischen Belastungsbedingungen
- Früherkennung von Ausfällen zur Verbesserung der Sicherheit
- Integration von CAN-Bus-Kommunikation für Steuerung und Diagnose
- Softwareentwicklung in LabVIEW zur Ansteuerung des Prüfstands und Datenerfassung
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung stellt die Motivation und die Aufgabenstellung der Diplomarbeit dar. Sie erläutert den Hintergrund und die Notwendigkeit eines Dauertests für Schrankenantriebe sowie die Ziele und den Umfang der Arbeit. Im Kapitel „Voraussetzungen“ werden die technischen Grundlagen des Bahnübergangssystems erläutert und verschiedene Prinzipien für die mechanische Belastung der Prüflinge vorgestellt. Es wird das Prinzip der Wippe als bevorzugte Lösung ausgewählt und die Gründe für diese Entscheidung dargelegt. Das Kapitel „Entwicklungsumgebung und Versuchsaufbau“ gibt einen Überblick über den Aufbau des Prüfstands und beschreibt detailliert die einzelnen Komponenten wie den Schrankenantrieb HSM 10 E, die Wippe und das Steuersystem. Das Kapitel „Softwareentwicklung“ beleuchtet die Entwicklung und Implementierung der Softwarekomponenten, die für die Ansteuerung des Prüfstands und die Datenerfassung benötigt werden. Es werden die verschiedenen Programme und Sub-VIs vorgestellt und ihre Funktionsweise detailliert erläutert.
Schlüsselwörter
Dauertest, Schrankenantrieb, Bahnübergang, Prüfstand, Belastung, CAN-Bus, LabVIEW, Softwareentwicklung, Datenerfassung, Sicherheit, Ausfallsicherheit.
- Arbeit zitieren
- Christian Häsel (Autor:in), 2002, Entwicklung und Gestaltung eines rechnergesteuerten Dauerteststands von Hydraulikaggregaten für die Bahnübergangssicherung, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/20995
