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Hardware in the Loop Virtuell auf Herz und Nieren geprüft

| Redakteur: Benedikt Hofmann

Mit „Hardware in the Loop“-Softwaresimulationen führt Linde Material Handling (Linde-MH) einen Teststandard ein, der es dem Unternehmen ermöglicht, komplexe Systeme und elektronische Steuerungen an virtuellen Staplermodellen zu prüfen.

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Mit der Datenbrille bewertet der Ingenieur die Sichtverhältnisse aus der Position des Staplerfahrers. Die 3D-Rundumsicht basiert auf den CAD-Daten des Gabelstaplers. So können auch neue Anbauteile wie Hubmasten schon in der Entwicklungsphase getestet werden.
Mit der Datenbrille bewertet der Ingenieur die Sichtverhältnisse aus der Position des Staplerfahrers. Die 3D-Rundumsicht basiert auf den CAD-Daten des Gabelstaplers. So können auch neue Anbauteile wie Hubmasten schon in der Entwicklungsphase getestet werden.
(Bild: Linde-MH )

Mit dem Linde Safety Pilot (LSP) brachte Linde-MH im letzten Jahr ein Assistenzsystem für Gabelstapler auf den Markt, das im Betrieb fortlaufend Fahrzeugparameter wie Hubhöhe, Lastschwerpunkt, Lastgewicht und Geschwindigkeit überwacht und den Fahrer warnt, sobald er sein Fahrzeug in den Grenzbereich bewegt. Wenn gewünscht greift das LSP-System aktiv in die Fahrzeugsteuerung ein, verlangsamt zum Beispiel den Stapler oder schränkt die Mastbewegung ein. Parallel zur Entwicklung des LSP bauten die Versuchsingenieure von Linde ein sogenanntes ‚Hardware in the Loop‘-Testverfahren (HIL) auf, das es ihnen ermöglicht, komplexe Systeme wie LSP oder andere elektronische Steuerungen und Systeme an virtuellen Staplermodellen zu prüfen und auf dieser Basis weiterzuentwickeln.

Kosten und Zeit gespart

Der Linde Safety Pilot war zuerst für die Elektrogabelstapler im Traglastbereich von zwei bis fünf Tonnen verfügbar. In diesen beiden Baureihen bietet Linde-MH 34 verschiedene Fahrzeugmodelle an, hinzukommen etliche Mastvarianten und Anbaugeräte – für jede dieser Varianten muss das Assistenzsystem ausgelegt und getestet werden. „LSP für jede verfügbare Fahrzeugvariante im Feld zu testen würde nicht nur den finanziellen Rahmen sprengen, sondern auch viel zu viel Zeit in Anspruch nehmen“, erklärt Hans-Joachim Wenzel. Er blickt auf 27 Jahre Erfahrung in der Konstruktion und im Versuch bei Linde zurück und leitet seit 2003 den Fahrzeugversuch im Entwicklungszentrum von Linde-MH. „Mit unserem Hardware-in-the-Loop-Verfahren schaffen wir das viel schneller und kosteneffizienter – aber mehr noch: Wir können auch Neuentwicklungen am virtuellen Staplermodell testen und Innovationen rascher zur Serienreife bringen.“

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Von manuell zu vollautomatisiert

Nahezu alle Funktionen an einem Gabelstapler von Linde werden heute elektronisch gesteuert. Das Fahrzeug fährt und arbeitet überwiegend „by wire“, ohne direkte mechanische oder hydraulische Kraftübertragung. Die Versuchsingenieure müssen verifizieren, dass alle elektronischen Systeme, insbesondere sicherheitsrelevante wie elektronische Lenksysteme, Maststeuerung per Joystick oder komplexe Assistenzsysteme wie der Linde Safety Pilot, zuverlässig unter allen äußeren Bedingungen funktionieren. Im Fehlerfall müssen die integrierten Sicherheits- und Überwachungssysteme das Fahrzeug in einen sicheren Zustand überführen.

Für diese Tests wurden in der Vergangenheit Fahrzeug und Steuergeräte über Messadapter verbunden und manuell mit Kurzschlüssen, Leitungsunterbrechungen und Störsignalen beschaltet, um zum Beispiel zu prüfen, dass alle aus Sicherheitsgründen redundant ausgeführten Schaltungen auch bei Fehlern keine ungewollte Fahrzeugbewegung zulassen. Das Verfahren erforderte über tausend Einzelprüfschritte, die durchzuführen, zu bewerten und zu dokumentieren waren.

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