Der Bremsprüfstand „DAISY“ ist seit 1996 bei Safran Landing Systems in Villeurbanne im Einsatz. Er ermöglicht die Prüfung von Luft- und Automobilbremsen in verschiedenen Situationen und die Darstellung der Eigenschaften der getesteten Bremse anhand eines Berichts.
Ziel war es, einen Bremsprüfstand mit veralteter proprietärer Hardware und Software für eine dauerhafte und skalierbare Lösung zu renovieren, die eine signifikante Verbesserung der Ergonomie und Zuverlässigkeit bietet.
Unsere Lösung bestand darin, offene und angepasste Lösungen zu verwenden, die durch die Verwendung von NI CompactRIO-Hardware und NI LabVIEW-Software ermöglicht wurden, um veraltete Komponenten zu ersetzen und die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern.
Diese Testmethode muss eine große Anzahl von Parametern verwalten. Es steuert den Bremsdruck oder das Bremsmoment sowie die Drehzahl der Motorwelle, um eine Bremsung zu erzeugen. Eine Materialträgheit, die mit acht Massen auf die Motorwelle aufgebracht wird, ermöglicht es, die gewünschte Trägheit so genau wie möglich zu erreichen.
Die Kompensation zwischen der Materialträgheit und der gewünschten Trägheit erfolgt durch eine Trägheitssimulation durch Eingreifen in den Wert des vom Motor gelieferten zusätzlichen Drehmoments. Da die Tests so nah wie möglich an den tatsächlichen Einsatzbedingungen sein müssen, ist es auch ratsam, den Luftstrom, die Umgebungstemperatur und die Luftfeuchtigkeit zu überprüfen.
Schließlich ermöglicht eine große Anzahl von Messkanälen (Temperaturen, Verschiebung von Wagenhebern usw.) eine möglichst gute Charakterisierung des Bremsens.
Bestimmte Geräte müssen renoviert werden und andere nicht. Während die Mechanik der Bank robust und relevant bleibt, weist das heruntergekommene Steuerungssystem hohe Wartungskosten, übermäßig lange Eingriffszeiten und Unsicherheiten in Bezug auf die Zuverlässigkeit auf.
Es war notwendig, sich mit der Veralterung bestimmter Geräte wie dem VME-Steuercomputer, dem mit seiner proprietären Software ausgestatteten Steuer-PC, dem spezifischen Bremsregler und dem Steuergerät für das Klima-Lüftungsmanagement zu befassen.
Darüber hinaus litt der Betrieb der Bank unter einer schlechten Ergonomie des Ganzen. Das Erstellen von Testprogrammen war komplex und das Importieren von Daten unmöglich. Darüber hinaus war die Anzeige der Daten während des Tests schlecht und die Aufzeichnungen unbrauchbar.
Aus Sicht der Software war es notwendig, die bereits vorhandenen Funktionen beizubehalten und zu verbessern. Die Steuerschnittstelle musste die Steuerung der verschiedenen Komponenten autonom im manuellen oder Einstellmodus autorisieren.
Für die Durchführung der eigentlichen Tests war die Hinzufügung eines automatischen Modus wesentlich. Die Tests werden von Testblättern gestartet, die die Bremszyklen mit der Einstellung der verschiedenen Leistungsbedingungen und dem Zeitpunkt des Bremsens definieren. Durch die Echtzeitanzeige der aktuellen Werte und die Visualisierung ihrer zeitlichen Entwicklung kann der Test präzise und schnell überwacht werden.
Die Echtzeitsteuerung von 1000 Pferden ist komplex und gefährlich! Ebenso müssen Druck und Drehmoment reguliert werden, während die Sicherheit der zu prüfenden Ausrüstung und der Maschine gewährleistet ist. Die Trägheitssimulation erfordert die direkte Einwirkung auf das Motordrehmoment mit einer Zykluszeit von 1 ms. Die Steuerung der Bremse (Druckbeaufschlagung und Aktivierung) und des Drehmoments entspricht einer Zykluszeit von 4 ms. Schließlich mussten alle Messungen mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 500 Hz erfasst, verarbeitet und gespeichert werden.
Anschließend werden zwei Arten der Regelung mobilisiert: Regelung am Steuer-PC für die Klimatisierung und Regelung an Bord eines FPGA (im RIO MXI-Express-Chassis integriert) für sich schnell ändernde kritische Parameter (Geschwindigkeitsrampen, Druck, Drehmoment) .
Ansicht der beiden instrumentierten Renn- (Formel 1) und Luftfahrtbremsstationen:
Die Sicherheit auf hoher Ebene wird vom PC verwaltet (Überschreiten des Überwachungsschwellenwerts), wodurch der Test angehalten oder gestoppt werden kann. Niedrige Sicherheit (Warnungen, Alarme) wird weiterhin von einer Siemens S5-SPS unterstützt, die bestimmte Arten des Herunterfahrens verwaltet. Die Kommunikation zwischen der SPS und dem Steuer-PC erfolgt über eine serielle RS 485-Verbindung. Das System kann somit ohne Risiko für das Gerät und die Benutzer betrieben werden.
Als Ersatz für das bisherige System, das sperrig und ungeeignet geworden ist, basiert das ausgewählte Gerät auf einem RIO-Erweiterungsgehäuse NI 9159 und einer MXI-Express-Karte für die Kommunikation mit dem Steuer-PC. Dank seiner 14 Steckplätze können Sie mit dem NI 9159-Chassis alle Ein- / Ausgänge der Bremsbank verkabeln, indem Sie:
Das MXI-Express RIO-Gehäuse verfügt weiterhin über drei Steckplätze, die mögliche Erweiterungen ermöglichen.
Die Handhabung der Bank ist jetzt erheblich einfacher. Die Testverwaltung basiert auf Excel-Arbeitsmappen mit drei separaten Datenbanken und einer Arbeitsmappe für Testverfahren. Die Datenbanken bieten Zugriff auf Material-, Proben- und Testanfragen. In der Arbeitsmappe werden die verschiedenen im Laufe der Zeit durchgeführten Tests definiert.
Ein Makro generiert automatisch ein "Testblatt" mit allen notwendigen Informationen. Dieses "Testblatt" wird von der Steuerungssoftware nach der Syntaxprüfung interpretiert.
Das Hauptfenster der Benutzeroberfläche ermöglicht es, die Kurven und die angezeigten Werte in Echtzeit zu verfolgen, das Scrollen auszusetzen, zu zoomen ... Somit ist es möglich, mögliche Anomalien im Zusammenhang mit einer schlechten Definition des Testprotokolls sehr schnell zu visualisieren Dies ist wichtig, um einerseits die korrekte Verwendung der Geräte und andererseits die Angemessenheit der Einstellungen in Bezug auf die Nachfrage sicherzustellen.
Die Benutzeroberfläche visualisiert den Fortschritt der Testphasen, sodass der Benutzer den guten Fortschritt seiner Tests steuern kann.
Die Verwendung von LabVIEW ermöglichte es, die Schnittstellen schnell zu prototypisieren. Ihre Genehmigung ging der Entwicklung von Softwaremodulen voraus, die an die Erwartungen der Betreiber angepasst waren.
Dieses Großprojekt erforderte den Wechsel wesentlicher Phasen der konzeptionellen Analyse und Validierung. Er demonstrierte die Bedeutung der Zusammenarbeit zwischen Technikern, dem Projektmanager von Safran Landing Systems und dem qmt- Entwicklungsteam. Das erzielte Ergebnis ermöglicht es, die Fortsetzung der Bremstests gelassen zu betrachten.