„More Electric Aircraft“

Prozess-I/O-Module regeln und überwachen simulierte Belastungsszenarien in Flugzeugen

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Lastsimulationen bei 270 VDC

Noch höher als in der zivilen Luftfahrt ist das Potenzial der MEA-Entwicklung im militärischen Bereich. Da in Kampfjets, Drohnen u.ä. sehr viel Technik auf kleinstem Raum untergebracht ist, wirkt sich das Nebeneinander unterschiedlicher Energiesysteme mit entsprechend vielen redundanten Komponenten bei diesen Maschinen besonders negativ aus. Gute Gründe dafür, dass sich auch Cassidian intensiv mit dem MEA-Potenzial beschäftigt.

Im Rahmen eines MEA-Projektes haben die Ingenieure bei Cassidian zur Simulation von induktiven und kapazitiven Lasten im, bei militärischen Luftfahrzeugen üblichen, 270VDC-Netz einen Simulations-Schaltschrank mit vier baugleichen 270VDC-Kanälen entwickelt. Durch das Hinzu- oder Abschalten unterschiedlicher R-, L- und C-Anteile wird der SSPC (Solid State Power Controller) einer 270 VDC Stromversorgung auf vielfältige Arten belastet. So lassen sich alle erdenklichen Betriebs- und Belastungsszenarien von elektrischen Flugzeugkomponenten sowie von gesamten Systemen simulieren. Angesteuert werden die Kanäle zentral über einen CAN-Feldbus. Zur Prozessregelung und -überwachung greift man bei Cassidian auf die intelligenten Prozess-I/O-Module von Hesch Industrie-Elektronik zurück.

Neben der zentralen CAN-Busansteuerung verfügt das modulare Simulationssystem über Ansteuerungsmodule, beispielsweise für die einzelnen Lasten, sowie digitale Eingangsmodule, welche die Rückgabewerte erfassen. Die Kontaktoren werden jeweils separat über Relaismodule angesteuert, um den erforderlichen Eingangsstrom schalten zu können. Pro C- und L-Modul werden acht Kondensatoren bzw. Spulen verwendet und pro Lastpfad vier Lastwiderstände.

Intelligente Module regeln und überwachen Lastsimulationen

Die systeminterne Regelung und Überwachung der Lastsimulationen übernehmen im Schaltschrank intelligente I/O-Module von Hesch. Der CANopen-Feldbuskoppler HE 5811 verbindet den Schaltschrank mit dem CAN-Bus, steuert bis zu 64 Module und versorgt davon bis zu 16 Module mit Spannung. Zusammen mit einem Powermodul HE 5850 für 16 weitere I/O-Module sind damit alle Steuerungsgeräte ohne weitere Verkabelung mit Spannung versorgt. Für die Ansteuerung der Lasten verwendet Cassidian Relais-Ausgangsmodule HE 5826 von Hesch, welche die Signale vom Feldbus über vier potenzialfreie Wechslerkontakte weiterleiten. Die digitalen Eingangsmodule HE 5820 bzw. HE 5822 erfassen jeweils acht bzw. vier binäre Rückgabewerte und leiten diese an den Feldbus weiter.

Durch die umfangreiche Funktionalität der einzelnen Module im I/O-System konnte Cassidian auf eine Prozesssteuerung „aus einem Guss“ zurückgreifen, mit der sich auch komplexe und umfangreiche Abläufe in einem Prozess beobachten und steuern lassen. Pro Modulkanal wird eine hohe Bandbreite an konfigurierbaren Funktionen zur Verfügung gestellt. Da das System über viele Multifunktionsmodule verfügt, reduzieren sich die Anzahl verschiedener Module, Anschaffungskosten und auch Lagerhaltungskosten erheblich.

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