cahier scientifique revue technique luxembourgeoise

Entwicklung und Aufbau der mechatronischen Druckregeleinrichtung
An die Dosierung gasförmiger Medien werden zukünftig
deutlich höhere Anforderungen gestellt, denen bisher verwendete
rein mechanische Systeme nicht mehr gerecht
werden können. Hierbei bieten mechatronische Lösungsansätze
bezüglich Leistungsfähigkeit, Funktionalität und
Kompaktheit, aber auch aufgrund ihrer Flexibilität und
Adaptivität auf veränderliche Prozessparameter, wesentlich
bessere Potenziale. Die funktionelle Struktur der untersuchten
mechatronischen Druckregeleinheit ist in Bild 3
dargestellt. Diese besteht aus den Komponenten ECU
(Electronic Control Unit), elektromagnetischer Aktorik, Sensoren
(für Druck, Temperatur, Massenstrom, Lage, Strom,
Feuchte und Gaszusammensetzung) und einer optionalen
mechansichen Vordruckreduzierung. Alle Systemkomponenten
werden in einem kompakten Gehäuse vereint.
Bild 3_Funktionelle Struktur – mechatronische Druckregeleinheit
Die konzeptionelle Gestaltung und Entwicklung dieses
mechatronischen Systems führt zunächst über das aus der
VDI-Richtlinie 2206 bekannte V-Modell für das generische
Vorgehen beim Entwurf mechatronischer Systeme, das
jedoch auf den vorliegenden Anwendungsfall adaptiert
wurde (Bild 4). Ausgehend von konstruktiven Methoden,
die zu einem ersten Entwurf der Druckregeleinheit führen,
wird das Gesamtsystem zunächst in Teilfunktionen untergliedert,
der sich eine domänenspezifi sche physikalische
Modellbildung dieser Teilfunktionen anschließt.
CAHIER SCIENTIFIQUE | REVUE TECHNIQUE LUXEMBOURGEOISE 2 | 2010 25
Aus Bild 4 geht hervor, dass zur theoretischen Modellbildung
unterschiedliche Simulationsumgebungen benötigt
werden. Die Ergebnisse der Modellbildung / Simulation
dieser Teilfunktionen können anschließend in dem Simulationstool
Matlab / Simulink zusammenfassend abgebildet
und simuliert werden. Experimentelle Untersuchungen an
Bild 4_V-Modell
für das generische
Vorgehen beim
Entwurf mechatronischer
Systeme