Mit stetig kürzer werdenden Produktentwicklungszeiten, von Kleinstkomponenten bis hin zum Großgetriebe, steigen die Kundenanforderungen an die Prüfstände zur Absicherung der Produktqualität. Die Bandbreite erstreckt sich dabei vom Tischaufbau für den Laborbereich bis hin zum Großkomponenten-Prüfstand für Windenergieanlagen und Schiffsantriebe. Gleichzeitig sind viele Gemeinsamkeiten erkennbar: Moderne Prüfstände müssen sich den wechselnden Anforderungen bei entwicklungsbegleitenden Untersuchungen anpassen lassen − was ein modulares Konzept voraussetzt. Erst eine hohe Synchronität von Messdaten bei minimalen Messunsicherheiten ermöglicht es, die Auswirkungen konstruktiver Änderungen quantitativ und reproduzierbar zu bewerten.
Ein Automatisierungssystem für Prüfstände bedient zudem eine Vielzahl von Schnittstellen zum Prüfling und zu weiteren spezialisierten Mess- und Prüfsystemen. Die Integration von kompakter und verteilter Antriebstechnik für Positionieraufgaben sowie die Ansteuerung großer Antriebsregler, z. B. für Belastungsmaschinen, sind zentrale Bestandteile eines Prüfstandes. Physikalische Sensoren, u. a. für Temperaturen, Drücke, Kräfte, Drehmomente, Positionen und Verschiebungen, sind präzise zu erfassen und kontinuierlich auf korrekte Funktion zu überwachen. Mit einer tiefen Diagnose aller Prüfparameter kann sich der Anwender auf seinen Prüfling konzentrieren und zügig im Entwicklungsprozess vorankommen. Messsignale und Prozessparameter werden synchron erfasst, für den Anwender visualisiert und gleichzeitig zuverlässig in Dateien oder Datenbanken für weitere Analysen gespeichert.
Die Integration von komplexen Regelalgorithmen und Machine Learning in die PC-basierte Steuerung verknüpft zuverlässige Mess- und Regelungstechnik mit agiler, modellbasierter Produktentwicklung. Modelle können ohne weitere Adaption sowohl in einer Simulationsumgebung als auch auf dem realen Prüfstand verwendet werden.
Beckhoff bietet mit seinem Baukastensystem das optimale Fundament für anspruchsvolle Prüfstandsprojekte:
- hochsynchrone EtherCAT-Messdatenerfassung, -Antriebs- und -Regelungstechnik, skalierbar durch PC-basierte Steuerungstechnik − mit Zugriff auf sämtliche Prozessdaten
- Interfaces für sämtliche Sensoren − zentral im Klemmensystem oder dezentral als Box
- präzise, kalibrierte und langzeitstabile Messtechnik mit bis zu 100 kSps und 25 ppm Messunsicherheit, auch ISO17025- oder DAkkS-kalibriert
- skalierbare EtherCAT-Antriebstechnik für bis zu 255 Achsen − vom kleinen Servomotor bis zum Lineartransportsystem XTS
- performante Visualisierung und Signalanalyse mit TwinCAT Scope View
- Datenbankanbindung über den TwinCAT Database Server, u. a. an SQL, Oracle und InfluxDB
- Target und Interface für MATLAB®/Simulink®, Inferenzmaschinen für Machine Learning und Neuronale Netze per ONNX
- Anbindung an LabVIEW™ per ADS-Client-VIs
- IoT-Schnittstellen, u. a. OPC UA, MQTT, REST, und Feldbusse, u. a. PROFINET oder CANopen
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