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Fertigungs- & Maschinenautomation
01  Bei der Formula Student Spain am Circuit de Catalunya in Barcelona erreichte das Rennteam Speeding
Scientists Siegen der Universität Siegen mit ihrem Elektrorennwagen einen vierten Platz
An der Schnittstelle
zum Rennerfolg
Im Motorsport ist eine ausgefeilte Antriebssteuerung von entscheidender
Bedeutung. Dem ist sich auch das Formula Student Team der Universität Siegen
bewusst. Deswegen setzte es bei der Entwicklung eines Elektrorennwagens auf
ein Canopen-Master-Interface von Hilscher, um die Fahrzeugsensorik an die
Motorsteuerung anzubinden.
Text: Christof Hunger
B
ei dem internationalen Rennsportwettbewerb Formula
Student treten studentische Teams mit selbst entwickelten Fahrzeugen gegeneinander an. Dabei kommt es nicht
nur auf die reine Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge an, sondern auch auf Kriterien, wie Engineering, Vermarktungsfähigkeit und Fertigungskosten.
Eines dieser Rennteams ist Speeding Scientists Siegen von
der Universität Siegen [1]. Nach ersten Erfolgen in den Jahren 2009 und 2010 mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren entwickelte das Team erstmals ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug und wechselte damit zur Rennsaison 2011 in
die Formula Student Electric. Die Firma Hilscher [2] beglei-
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tete das Team bei seiner Entwicklungsarbeit und steuerte
unter anderem wichtige Interfacekarten für das elektronische Steuerungssystem bei.
Erkennen und Reagieren
Ein wichtiger Faktor dafür, wie gut ein Rennwagen seine
Motorenergie auf die Straße bringen kann, ist die Effizienz
der Antriebssteuerung. Diese hängt von zahlreichen Messwerten ab, die von vielen verschiedenen Sensoren erfasst,
anschließend exakt aufbereitet und in einer für die Motorsteuerung verwertbaren Form bereitgestellt werden müssen
– das alles möglichst schnell und störungsfrei.
www.etz.de 7/2013
02  Das robuste und
störsichere CanopenMaster-Interface von
­Hilscher sorgt bei dem
Rennwagen für eine
­sichere Verbindung
zwischen Messtechnik
und Steuerung
Der von den Speeding Scientists Siegen entwickelte Rennwagen S3-12e
(Bild 1) verfügt dafür über eine Motorsteuerung, die mit einer ausgeklügelten Messtechnik kommuniziert. Die
Messtechnik hat dabei die Aufgabe,
sämtliche von den unterschiedlichen
Sensoren erfassten analogen Messdaten in einem Realtime-Prozess zu erfassen und in digitale Form umzuwandeln. Dabei sorgt eine intelligente
Steuerung dafür, dass zum Beispiel
unplausible Sensorwerte herausgefiltert und defekte Sensoren erkannt werden. Die Verbindung zwischen Sensorik und Motorsteuerung erfolgt über
den im Automotive-Bereich gängigen
CAN-Bus (Version 2.0A im Layer-2-­
Modus).
Mittler zwischen Protokollwelten
Um die Telegramme der Messtechnik
über den CAN-Bus zur Motorsteuerung übertragen zu können, ist eine
geeignete Schnittstellenkarte erforderlich. Hilscher steuerte dafür sein
Canopen-Master-Interface CIFX 104
(Bild 2) bei. Es hat die Form einer Interfacekarte und steht für unterschiedliche Schnittstellen zur Verfügung,
wobei das Canopen-Modul in der Lage ist, auch Layer-2-Kommunikation
abzuwickeln.
Beim elektrisch betriebenen Rennwagen S3-12e der Speeding Scientists
Siegen stellte sich dabei als besonders
vorteilhaft heraus, dass die zur Verfügung stehenden Treiber eine gute
Integration des Datenflusses in die
Steuerungssoftware der auf einem Industrie-PC laufenden Motorsteuerung
erlaubten. Von Vorteil waren außerdem die robuste Ausführung sowie die
hohe Störsicherheit der Karte selbst.
Sie konnte nämlich aus Gewichtsgrün-
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den nicht in einem Standardgehäuse
aus Metall untergebracht werden, sondern fand in einem extra angefertigten
Kohlefasergehäuse Platz.
Erfolgreiches Zusammenspiel
Dank dem Canopen-Master-Interface
klappte nicht nur das Zusammenspiel
zwischen Sensorik und Antriebssteuerung des Rennwagens. Auch die Zusammenarbeit zwischen Hilscher und
den Speeding Scientists Siegen erwies
sich als erfolgreich.
Bei der Formula Student Germany
2011, die auf dem Hockenheimring
stattfand, konnte das Team den
17. Platz belegen. Bedingt durch einen
Bremsendefekt konnte diese Platzierung in der Saison 2012 leider nicht
mehr gesteigert werden. Aber das
Team nutzte die anschließende Testphase zur weiteren Optimierung des
Fahrzeugs und konnte mit seinem
­S3-12e bei der Formula Student Spain
am Circuit de Catalunya in Barcelona
einen vierten Platz und damit sein bisher bestes Resultat erreichen. Erfolg
entsteht eben immer, wenn sich Experten zusammentun und die richtigen
Leute ein Team bilden. (no)
Literatur
[1] Universität Siegen, Siegen:
www.uni-siegen.de
[2] Hilscher Gesellschaft für System­
automation mbH, Hattersheim: ­
www.hilscher.com
Autor
Christof Hungerist
Produktmanager der
­Hilscher Gesellschaft für
Systemautomation mbH
in Hattersheim.
[email protected]
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