IPEmotion zur Prüfstandsintegration bei Kraftstoffpumpen-Prüfständen

Anwendung für IPEmotion Control Modul und Remote Kernal

Die Firma UTC Aerospace ist ein internationaler Dienstleister und Systemlieferant für die militärische und zivile Luftfahrtindustrie. Die UTC Niederlassung in Neuss ist unter anderem darauf spezialisiert, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffregler für die Turbinenantriebe zu überprüfen, zu kalibrieren und zu generalüberholen.

Die Herausforderung

Die Triebwerke von Flugzeugen werden über Pumpen mit Kerosin versorgt. Das gesamte System besteht aus Booster-  und Hochdruckpumpen mit Reglern. Dabei handelt es sich um mechanische Bauteile, die dem Verschleiß unterliegen. Mit zunehmenden Betriebsstunden lassen Leistung, Druck und Fördermenge nach.

UTC in Neuss verfügt über Prüfstände, die mit der IPEmotion Prüfstandssoftware ausgerüstet sind, um die Leistung der Hochdruckpumpe und die Funktionsweise des Kraftstoffreglers auf die zulässigen Grenzwerte hin zu überprüfen.

Anforderungen

  • Ausführung der Mess- und Regelungsprozesse auf einem Echtzeit-Embedded-Rechner
  • Anbindung an SIEMENS Anlagensteuerung über ProfiBus
  • Serielle Anbindung an Steuergeräte
  • Excel Schnittstelle für den Import der Testabläufe und für die Reporterstellung
  • Schnittstelle zu BECKHOFF-TwinCAT-IO-Busklemmen
  • Anbindung an IPETRONIK Counter-Module zur Durchflussmessung

Die Lösung

IPEmotion hat sich hier als optimale Softwarelösung angeboten, weil durch das offene PlugIn-Konzept und die Hardware Unabhängigkeit verschiedenen Mess- und Steuerungssysteme eingebunden werden konnten.

Die besondere Herausforderung lag in der Integration verschiedener bestehender Komponenten, die schon im Prüfstand verbaut wurden. Da die IPEmotion Software offene Schnittstellen besitzt, konnten die vorhandenen Systeme sehr gut integriert werden.

Zu den Hardware-Komponenten gehören u.a. BECKHOFF TwinCAT Klemmen, eine Profus DP Kopplung zur SPS, die Anbindung spezieller LMM Durchflussmessgeräte die über Druck, Dichte, Temperatur und Viskosität den Kraftstoff-Volumenstrom ermitteln und eine serielle RS232 Anbindung zur Steuergeräte-TestBox für den Kraftstoffregler. Zum Schluss wurde eine serielle Anbindung an die fahrbare Kalibrierstation realisiert, da die Anlage regelmäßig nach einer Modellumrüstung durch einen Korrelationslauf überprüft werden muss.

Eine weitere Vorgabe war, dass die neue Software auf die bestehenden Prüfpläne und Prüfschritte, die schon im Vorgängersystem in einer Excel Anwendung entwickelt wurden, mit einbezogen werden sollte.

Der Prüfablauf für den jeweiligen Prüfling wird auf Basis der Datenblätter über ein Excel Schema definiert. Der Anwender muss nur über eine einfache Maske die Prüfschritte aus der Excel Vorlage importieren. Die Software steuert dann automatisch den Prüfablauf und zeichnet die Messwerte auf. Externe Softwareanwendungen wie Excel konnten über die Skripting (COM) und VBA-Skripte in IPEmotion integriert werden.

 

Remote-Kernal

Eine Besonderheit bei diesem Prüfstand ist, dass die Mess- und Regelungsfunktionen von IPEmotion auf einen lüfterlosen Embedded-IPC ausgelagert sind. UTC ist eine hardwarenahe Messdatenverarbeitung besonders wichtig. Somit wurden das Bedieninterface und die Messdatenverarbeitung auf zwei PCs aufgeteilt. In der Messanwendung sind über 60 verschiedene Regeln, Rampen und Grenzwertüberwachungen mit integrierter Meldungsausgabe hinterlegt.

Die Vorteile

Die IPEmotion Software bietet die folgenden Vorteile:

  • Remote-Kernal-Architektur, um Steuerungsfunktionen vom Anwenderrechner zu trennen
  • Offene PlugIn-Schnittstellen zur Einbindung verschiedenen Mess- und SPS-Systeme
  • Integration externer Programme wie MS Excel
  • Einbindung von Visual Basic Skripten (.vbs) zur automatischen Report Erstellung
  • Benutzerfreundliche Bedienoberfläche für den Prüfstandsbetrieb

Download des Whitepapers zu diesem Praxisbeispiel