Entwicklungsumgebung von Steuerungsanwendungen für technische Prozesse und Prüfstände

Quelle: © GFE Schmalkalden e.V.

Die Kern Technik GmbH & Co. KG in Schleusingen fertigt hochwertige Magnetsteuerventile für Anwendungen in Industrie, Automotive sowie Luft- und Raumfahrt. Überall dort, wo mit Hydraulik, Pneumatik oder anderen Medien gesteuert, geregelt und angetrieben wird, bietet die Kern Technik GmbH & Co. KG Lösungen auf Basis der Magnettechnik an.

Problemstellung

In vielen Anwendungsgebieten sind Magnetsteuerventile verantwortlich für den korrekten Ablauf von Prozessen. Sie werden unter anderem in sicherheitsrelevanten Bereichen in Industrie, Fahrzeugen und Luftfahrzeugen eingesetzt. Hier gilt es höchsten Anforderungen hinsichtlich des Einsatzverhaltens der Produkte (Genauigkeit und Beständigkeit im Dauereinsatz, sowie Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einflüsse) zu entsprechen. Die in großer Stückzahl gefertigten Magnetsteuerventile, sind daher im Fertigungsprozess einer 100% Inline-Prüfung zu unterziehen. Hierbei werden verschiedene technische Paramater, wie u.a. magnetische Eigenschaften, Ansteuerverhalten und Dichtheit überprüft. Hierzu sind Prüfsysteme zur Inline-Qualitätsüberwachung der Fertigungsprozesse für die Kern Technik GmbH & Co. KG notwendig. Mit Blick auf die hard- und softwareseitige Integration in bestehende Fertigungsabläufe, kann die Entwicklung von Prüfsystemen, aufgrund einer Vielzahl von zu betrachtenden Parametern und Einflüssen/ Wechselwirkungen mitunter sehr komplex, langwierig und auch kostenintensiv sein.

Zielsetzung

Den Entwicklungsprozess von Prüfsystemen gilt es durch geeignete digitale Mittel entscheidend zu verkürzen, um einen wichtigen Beitrag zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen in verschiedensten industriellen Bereichen zu erzielen. Ziel des Projektes ist eine signifikante Reduktion der Entwicklungszeit von Prüfsystemen. Hierbei sollen sowohl hardwareseitige Wechselwirkungen (Sensoren, Aktoren), als auch softwareseitige Entwicklungen (Steuerungseinheiten, Übergabeprotokolle, Schnittstellen usw.) berücksichtigt werden.

Projektbeschreibung

Die Modellfabrik Prozessdaten der GFE Schmalkalden e.V. hat eine hard- und softwaregestützte Entwicklungsumgebung geschaffen, um Steuerungsanwendungen für technische Prozesse und Prüfstände in einem frühen Entwicklungsstadium zu erproben. Auf Basis von Siemenssteuerungen und entsprechender Sensorik (Druck, Temperatur, Durchfluss, Kraft, Beschleunigung, Schwingung u.a.) können Prüfsysteme konzeptioniert und in einem frühen Entwicklungsstadium bereits erprobt werden. Insbesondere die Wechselwirkungen mit weiteren Komponenten im Fertigungsprozess können abgebildet und optimiert werden. Die Erprobung von Schnittstellen, technischen Übergabeprotokollen, Ansteuerungen von Baugruppen, Safety-Funktionen, Verhalten im Dauereinsatz und Verhaltenszustände von Arbeitszyklen unter wechselnden äußeren Einflüssen in einem frühen Entwicklungsstadium zeichnet dieses System aus.

Das System verfügt neben einem Industrie-PC, verschiedenen Steuerungselementen und Sensoren sowie Aktoren über eine Entwicklungsumgebung zur Konzeptionierung um Umsetzung von Softwaremodulen und Benutzeroberflächen.

Mit diesem System können umfassend Prüfsysteme für verschiedenste Produkte hard- und softwareseitig konzeptioniert und in einem frühen Entwicklungsstadium erprobt und optimiert werden. Dies verkürzt wesentlich die Entwicklungszeit und senkt enorm die Kosten solcher Systeme. Hierdurch können in Unternehmen bei Einführung neuer Produkte schnell bestehende Prüfsysteme angepasst, bzw. neue Prüfsysteme zügig konzeptioniert und entwickelt werden.

Dieses Entwicklungssystem kam bei der Konzeptionierung und Umsetzung einer 100% Inline-Prüfung von Magnetsteuerventilen der Kern Technik GmbH & Co. KG zum Einsatz und steht für die Entwicklung weiterer Prüfsysteme industrieller Anwendungen zu Verfügung.