Entwicklung und Gestaltung eines rechnergesteuerten Dauerteststands von Hydraulikaggregaten für die Bahnübergangssicherung

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Motivation

1.2 Aufgabenstellung

1.2.1 Inhalt der Diplomarbeit

1.2.2 Bedingter Inhalt der Diplomarbeit

2 Voraussetzungen

2.1 Das Bahnübergangssystem

2.2 Prinzipien der mechanischen Belastung

2.2.1 Zwei Aggregate prüfen sich gegenseitig

2.2.2 Ein Aggregat wird von einem modifizierten Gut-Aggregat geprüft

2.2.3 Ein Aggregat wird von einem externen Hydraulikzylinder geprüft

2.2.4 Mechanische und elektrische Alternativen oder Ergänzungen

2.3 Favorisiertes Prinzip

2.3.1 Mögliche Ausschlusskriterien

2.3.2 Strategie zur Klärung

3. Entwicklungsumgebung und Versuchsaufbau

3.1 Überblick

3.2 Der Schrankenantrieb HSM 10 E

3.2.1 Der Zylinder

3.2.2 Die Hydraulikpumpe mit Asynchronmotor

3.2.3 Das Steuerventil mit Schrittmotor

3.2.4 Die HSE BG

3.3 Die Wippe

3.4 Steuerung

3.4.1 CAN-Bus

3.4.2 Rechner

3.4.3 Programmiersystem LabVIEW

4 Softwareentwicklung

4.1 Programm zur Aufnahme der Kennlinien

4.1.1 Anforderungen

4.1.2 Programmstruktur

4.1.3 Spezielle VIs

4.2 Programm zur Simulation der Schrankenlast

4.2.1 Anforderungen

4.2.2 Programmstruktur

4.3 Bedien- und Steuerprogramm

4.3.1 Anforderungen

4.3.2 Programmstruktur

4.3.3 Spezielle VIs

4.4 Gemeinsame Sub-VIs

4.4.1 VIs für Bewegungsabläufe

4.4.2 VIs zur CAN-Steuerung

4.4.3 VIs für die Texterzeugung

4.4.4 Sonstige VIs

5 Experimentelle Untersuchung

5.1 Aufnahme der Kennlinien

5.1.1 Kennlinien zweier Aggregate an der Wippe

5.1.2 Kennlinien des Aggregates an einer Schranke

5.1.3 Analyse und Vergleich beider Kennlinien

5.2 Rekonstruktion der Kennlinien

5.2.1 Simulation des Öffnungsvorgangs

5.2.2 Simulation des Schließungsvorgangs

5.2.3 Simulation des Ersatzschließungsvorgangs

5.3 Verträglichkeitsprüfung der Prozessparameter des Lastaggregats

5.3.1 Das „gläserne“ Aggregat

5.3.2 Suche nach verträglichen Prozessparametern

6 Schlusswort

Zielsetzung & Themen

Die Diplomarbeit hat das Ziel, einen rechnergesteuerten Dauerteststand für hydraulische Schrankenantriebe (Modell HSM 10 E) zu entwickeln. Durch die Simulation realer Belastungsszenarien sollen Frühausfälle der Aggregate vor der Auslieferung detektiert und so die Sicherheit an Bahnübergängen erhöht werden.

• Konzeption einer mechanischen Belastungsvorrichtung (Wippe)
• Entwicklung der Steuersoftware mit LabVIEW
• Implementierung einer CAN-Bus-basierten Kommunikation und Diagnose
• Durchführung experimenteller Untersuchungen zur Kennlinienermittlung

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Beschreibt die Motivation zur Entwicklung des Dauerteststands für den HSM 10 E und definiert die konkreten Aufgabenstellungen.

2 Voraussetzungen: Analysiert das Bahnübergangssystem BUES 2000 und evaluiert verschiedene Prinzipien für die mechanische Belastung der Testaggregate.

3. Entwicklungsumgebung und Versuchsaufbau: Detailliert den technischen Aufbau des Teststands, die Komponenten des Schrankenantriebs, die mechanische Wippe und die Steuerungstechnik.

4 Softwareentwicklung: Dokumentiert die Entwicklung der Steuerungssoftware in LabVIEW, einschließlich Programmstrukturen und spezieller Sub-VIs für Diagnose und Ablaufsteuerung.

5 Experimentelle Untersuchung: Beschreibt die Aufnahme von Kennlinien an Wippe und Schranke sowie die Validierung der Simulationsparameter mittels eines gläsernen Aggregats.

6 Schlusswort: Führt ein Fazit der erreichten Ergebnisse auf und diskutiert das Potenzial für zukünftige Optimierungen des Teststands.

Schlüsselwörter

Dauerteststand, HSM 10 E, Schrankenantrieb, Hydraulikaggregat, CAN-Bus, LabVIEW, Simulation, Bahnübergang, Kavitation, Ölvergasung, Lastprüfung, Testzyklus, Automatisierung, Messtechnik, Diagnose.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?

Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Gestaltung eines rechnergesteuerten Dauerteststands für hydraulische Schrankenantriebe, um deren Zuverlässigkeit zu erhöhen.

Was sind die zentralen Themenfelder?

Die Schwerpunkte liegen auf der mechanischen Konstruktion einer Prüfwippe, der elektronischen Steuerung via CAN-Bus und der Softwareentwicklung zur Testautomatisierung.

Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?

Ziel ist es, Frühausfälle von Schrankenantrieben unter realitätsnahen Belastungsbedingungen vor der Auslieferung automatisiert zu detektieren.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Es wird ein experimenteller Ansatz mit einer Versuchsaufbau-Umgebung gewählt, bei dem reale Aggregate in Prüfzyklen vermessen und die Lastverhältnisse rechnergestützt simuliert werden.

Was wird im Hauptteil behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die technologische Entwicklungsumgebung, die Software-Programmarchitektur und die praktische experimentelle Verifizierung der Testparameter.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Zu den prägenden Begriffen gehören insbesondere Schrankenantrieb, Dauertest, CAN-Bus, LabVIEW-Programmierung und Kavitationsvermeidung.

Warum wurde ein gläsernes Aggregat für die Versuche eingesetzt?

Das Aggregat mit Plexiglas-Bestandteilen ermöglicht die visuelle Kontrolle des Ölflusses, um sicherzustellen, dass keine Kavitation oder Ölvergasung bei den Testeinstellungen auftritt.

Wie werden die Anforderungen an den Klimaschrank berücksichtigt?

Aufgrund begrenzter Kapazität im Klimaschrank wurde besonderer Wert auf kompakte Bauweise, geringes Gewicht und reduzierte Wärmekapazität des Prüfaufbaus gelegt.