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Simuliert auch extreme Fahrt

Umfassendes Leitsystem für Windkanäle sorgt für mehr Effizienz
Simuliert auch extreme Fahrt

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In der Fahrzeugentwicklung ist der Einsatz moderner Windkanaltechnik ein wichtiger Baustein. Das Windkanalzentrum in Ingolstadt bietet mit seinen drei Windkanälen ideale Testmöglichkeiten. Das weiß auch der dort ansässige Automobilbauer zu nutzen.

Audi hat in Ingolstadt einen Klima-Windkanal eingeweiht. Die Anlage ist so ausgelegt, dass die Fahrt auf der Straße auch bei extremen Klimabedingungen realitätsnah für Pkw, SUV, Sport- und Rennwagen simuliert wird. Damit verfügen die Ingolstädter nun über ein Windkanalzentrum mit drei Bereichen:

  • Aeroakustik-Windkanal für aeroakustische und aerodynamische Untersuchungen an Modellen und realen Fahrzeugen
  • Thermo-Windkanal für Versuche zur Kühlung von Motor, Getriebe und Bremsen
  • Klima-Windkanal für Tests wie etwa Scheibenenteisung, Kühlleistungsmessung bei hohen Außentemperaturen und Aufheizen bei niedrigen Temperaturen.
Im Rahmen vom Neubau dieses Windkanalzentrums wurde auch die Leittechnik modernisiert.
So verfügt der Klima-Windkanal nun über ein Leitsystem, das auf dem Produkt WTCS (Wind Tunnel Control System) von Werum und S.E.A basiert. Bereits im Jahr 2003 haben die beiden Spezialisten für Software in Großprüfständen für den Aerodynamik- und Aeroakustik-Windkanal von Audi ein WTCS-Leitsystem projektiert und installiert. Beide Leitsysteme haben sich bisher gut bewährt. Sie sind im Wesentlichen mit dem gleichen Layout ausgestattet.
Beliebig viele Arbeitsplätze einrichten
Die WTCS-Plattform von Werum basiert auf genau definierten und in sich abgeschlossenen Funktionskomponenten. Sie besteht aus konfigurierbaren Kernkomponenten und anwendungsspezifischen Modulen. Dieses Baukastensystem stützt sich auf eine durchgängige Client-Server-Architektur. Dadurch ist beispielsweise ein Einrichten beliebig vieler Bedien- und Anzeige-Arbeitsplätze möglich. Jedes einzelne Sub- oder Messsystem wird unabhängig individuell verbunden und angesteuert.
Wesentliche Funktionskomponenten, wie das Konfigurations- und Datenmanagement oder die Steuerung von Testabläufen, sind Standardmodule von Werum. Die Schnittstellen zu den verschiedenen Subsystemen und Funktionen sind so gestaltet, dass Standardtools einfach anschließbar sind. Darüber hinaus gehende, projektspezifische Leitsystemfunktionen und Verfahren hat Werum nach Vorgaben von Audi in enger Abstimmung mit den Betreibern und Anwendern realisiert.
Je nach Anforderungen und Ausbaustufe ist das Gesamtsystem auf mehrere Rechner verteilbar. Dazu wird jede Funktionskomponente durch Konfiguration gezielt einem Rechner zugeordnet. Die Hardwarebasis bilden Standard-PC-Systeme mit den Betriebssystemen Win-dows und Linux. Die Leitsysteme der Windkanäle werden autark betrieben. Der Datenserver, auf dem die zentralen Prozesse und Datenbanken ablaufen, ist zugleich der Übergang in das Datennetz der Ingolstädter.
Für alle Komponentenebenen steht das Konfigurations- und Datenmanagement zur Verfügung. Ersteres umfasst die gesamten Daten für die Parametrierung der Leitstandsfunktionen und den koordinierten Betrieb (unter anderem auch Aufbaudefinitionen und Ablaufpläne). Auf diesen Daten basiert die Qualitätssicherung des Windkanals. Das Datenmanagement verwaltet die Messdaten, verknüpft sie mit den korrespondierenden Versuchskonfigurationen und übergibt sie an das Archiv, sodass die Ergebnisse den Entwicklern von Audi auch bei späteren Tests zur Verfügung stehen.
Das Leitsystem in der Praxis
Für den Betrieb der Windkanäle haben die Benutzer des WTCS zurzeit mehr als 50 verschiedene Dialoge und Anzeigen zur Verfügung. Das Leitsystem unterscheidet die Benutzer dabei nach ihren Rollen: Operator, Administrator, Versuchsingenieur, Messtechniker, Nutzer. Je nach seiner Rolle erhält ein Benutzer entsprechende Ausführungsrechte.
Im Vergleich zum früher eingesetzten Leitsystem kann der Windkanal-Operator deutlich mehr Informationen aus den Versuchen gewinnen. Audi und Werum haben deshalb auf eine übersichtliche Bedienoberfläche Wert gelegt, die der Operator intuitiv erfassen und bedienen kann. Zentrale Anzeige für ihn ist das Cockpit, das die wichtigsten Windkanal-Parameter übersichtlich präsentiert. Für jedes Subsystem stellt eine Statusanzeige den Betriebszustand farblich dar und springt bei einer Abweichung von den Sollwerten sofort auf Rot. So muss der Operator die Prozessparameter nicht mehr direkt überwachen, sondern wird optisch auf eventuelle Abweichungen aufmerksam gemacht.
Weiterhin zeigt das Cockpit bei Bedarf online eine Auswahl der wichtigsten Prozessparameter wie zum Beispiel Windgeschwindigkeit, Luftfeuchte und Lufttemperatur an. Denn neben vorgefertigten Anzeigen und Darstellungen kann der Anwender bei WTCS auch mit individuell gestalteten Anzeigeelementen arbeiten. Das Layout der Anzeigeoberfläche haben die Windkanal-Spezialisten von Audi gemeinsam mit Werum festgelegt. Die Visualisierung des Leitsystems ist von den eigentlichen Betriebsabläufen (zum Beispiel Datenmanagement, Grenzwertüberwachung, Ereignismanagement) technisch unabhängig; daher können die Dialoge schon getestet werden, bevor sie vor Ort im Windkanal in Betrieb genommen werden.
Tests mit unterschiedlichem Datum vergleichen
Mithilfe der Ablaufsteuerung kann der Prüfstandsfahrer zuvor komplett konfigurierte Testsequenzen automatisiert durchführen.
So werden Fehleingaben und -quellen minimiert. Im Vergleich dazu musste der Operator früher während der Versuche viele Parameter von Hand einstellen.
Heute ruft er aus einer Datenbank einfach die vorbereiteten Testkonfigurationen auf oder passt andere Tests an die Bedürfnisse an. Dieser Fundus garantiert eine hohe Wiederverwendbarkeit bestehender Testkonfigurationen und ermöglicht den Vergleich gleicher Windkanal-Tests unterschiedlichen Datums. Ein weiterer Vorteil des einheitlichen Leitsystems sind die für einen Versuch durchgängig zeitsynchronen Messwerte.
Für neue Testszenarien erreicht Audi durch die kurzen Einrichtungszeiten mehr Effizienz. Das Leitsystem ermöglicht nicht zuletzt durch die Testdatenbank und das geregelte Datenmanagement einen schnelleren Testbeginn und reibungslosen Ablauf. In der gleichen Zeit sind nun im Vergleich zum vorherigen Thermo-Windkanal bis zu viermal so viele Tests möglich.
Werum Software und Systems;
Telefon: 04131 89000;
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