Die TU Wien präsentiert Innovationen, die sich im industriellen Einsatz bereits bewährt haben, einem breiten internationalen Industriepublikum. Auf der <link http: www.mesago.de de sps fuer_besucher aussteller_produkte index.htm link_extern>SPS IPC Drives, der wichtigsten Fachmesse für Elektrische Automatisierung, werden gleich mehrere technologische Neuerungen der TU Wien präsentiert: ein industrieller Batterie-Schnelltester, Neuerungen im "Automation Service Bus®" sowie die erstmalige Anwendung einer hochdynamischen sensorlosen Antriebsregelung in einem Lüfter. Sie werden alle weltweit zum ersten Mal von 26. bis 28. November 2013 öffentlich präsentiert.

Batterie-Schnelltester – für richtige Ladezustands-Anzeigen in Echtzeit
Dass Batterie-Ladezustandsanzeigen nicht immer besonders zuverlässig sind, erlebt man jeden Tag – etwa beim Handy oder bei der Fotokamera. Bei großen Batterien, bei denen die Belastung zeitlich stark variiert, beispielsweise in Hybrid- oder Elektro-Fahrzeugen, ist dieses Problem noch viel schwerwiegender. Für genaue Ladezustandsanzeigen benötigt man ein mathematisches Modell, mit dem sich das Verhalten der Batterie in möglichst allen Situationen beschreiben lässt. Ein Forschungsteam um Prof. Jakubek hat sich darauf spezialisiert, solche Modelle aus wenigen, optimal maßgeschneiderten Versuchsmessungen abzuleiten. Normalerweise wird das Testergebnis umso genauer, je länger man misst. Doch Zeit ist Geld: Längere Messungen sind teurer und verbrauchen Ressourcen. Bei optimaler Planung der Messung lässt sich auch mit kurzen Testsignalen die nötige Information auslesen.

Besonders bei Hochleistungseinsätzen, in denen sich die Beanspruchung der Batterie zeitlich stark ändert, ist die datenbasierte Lösung der TU-Forschungsgruppe äußerst nützlich. Auch für den Bau von batteriebetriebenen Invertern benötigt man das vom Ladungszustand abhängige Spannungsverhalten der Batterie - sowohl für das Design des Inverters als auch für die weitere Optimierung des Gesamtsystems, in dem dieser verwendet werden soll. Auch hier ermöglicht die TU-Methodik Zeitgewinn und Kostenreduktion.

Der industrielle Batteriezelltester zur präzisen Bestimmung des Ladezustandes einer Batteriezelle wird auf der SPS IPC Drives 2013 erstmals dem Fachpublikum öffentlich präsentiert.

Qualitätssicherung im parallelen Engineering von Industrieanlagen – mit dem Automation Service Bus© (ASB)
Automatisierung hat nicht nur mit dem optimierten Betrieb von Maschinen und Gesamtanlagen zu tun, sondern auch mit der Optimierung von Planungs- und Instandhaltungsabläufen. Wie lässt sich das Zusammenspiel einer Vielzahl von Fachbereichen und beteiligten Personen bei einem Großprojekt sinnvoll überblicken? Wenn etwa ein Sensor in einem Gerät geändert wird – auf welche Weise müssen dann auch ExpertInnen aus dem Software- oder Maschinenbaubereich anderer Anlagenteile davon informiert werden?

Bestehende Softwarelösungen aus den einzelnen Bereichen greifen nicht nahtlos ineinander, vorhandene Lücken werden durch Behelfsimplementierungen und informell organisierten Datenaustausch nur aufwändig und nicht ausreichend zuverlässig geschlossen. Prof. Stefan Biffl und sein Team entwickeln an der TU Wien Softwarelösungen, mit denen Planung, Inbetriebnahme und Management von industriellen Anlagen und industriellen Prozessen einfacher und effizienter werden. Heute spricht man von verteiltem Anlagen-Engineering. Dafür wurde gemeinsam mit dem Industriepartner logi.cals der Automation Service Bus® (ASB) entwickelt. Dieser ermöglicht auch, Optimierungen höchst effizient umzusetzen, die aus einer Potenzialanalyse gemäß VDI-Richtlinie 3695 gewonnen wurden.

Auf der SPS IPC Drives 2013 werden u.a. folgende Neuerungen des Automation Service Bus® (ASB) präsentiert: Die Semantic Dropbox – sie ermöglicht die automatische Synchronisation von Planungsdaten zwischen heterogenen Software-Werkzeugen unterschiedlicher Fachbereiche.
Das Multi-Model-Dashboard – es erlaubt die übergreifende Beobachtung definierter Datenpunkte in Planungsdokumenten von Projektkonsortien mit heterogenen Datenmodellen.

Intelligente, sensorlose Regelung für Elektromotoren
Bei vielen Antrieben setzt man heute Permanentmagnet-Synchronmotoren ein, besonders in der Robotik und bei Werkzeugmaschinen. Sie zeigen eine hervorragende Regeldynamik und haben im Leistungsbereich von einigen kW einen Wirkungsgrad von etwa 90% gegenüber 85% von Asynchronmotoren. Das  macht sie für Hersteller, die auf Energieeffizienz bedacht sind, immer attraktiver. Von batteriebetriebenen Fahrzeugen über die Heizungs- und Klimatechnik (24/7 Betrieb) bis hin zum Einsatz in Haushaltsgroßgeräten (Energieeffizienzklasse A+++) werden sie zunehmend eingesetzt.

Viele sinnvolle Anwendungen von Permanentmagnet-Synchronmotoren werden derzeit deshalb noch nicht realisiert, weil bisher die Verwendung eines Lagesensors als notwendig erachtet wurde – dies vor allem dann, wenn ein hohes Anfahrmoment gewünscht wird. Von Prof. Manfred Schrödl und seiner Arbeitsgruppe an der TU Wien wurde eine Regelung entwickelt, die ohne eigenen Bewegungs- oder Lagesensor auskommt und dennoch das maximale Drehmoment – entsprechend der Stromaufnahme - in jedem Betriebspunkt sicherstellt. Sie erlaubt, Motoren vom Stillstand weg unter veränderlicher Last „ruckelfrei“ und hochdynamisch zu beschleunigen und zu bremsen, auch wenn Umgebungsbedingungen oder Wartungssicherheit den Einbau eines Drehgebers nicht zulassen.

Heuer wird auf der SPS IPC Drives u.a. demonstriert, wie ein Lüfter mit einem Permanentmagnet-Synchronmotor ohne Drehzahlgeber innerhalb kürzester Zeit, in nur 0,5 Sekunden, auf volle Umdrehungszahl hochgeregelt werden kann.

Weiters werden Ergebnisse von fortgeschrittenen Studentenprojekten ausgestellt, an denen die hohe Anwendungsorientierung ersichtlich wird, die im Rahmen eines Studiums an der TU Wien möglich ist – z.B. eine mobile Solareinheit.

Am TU-Stand, in Halle 4 - Stand 575, zeigen die Experten der TU Wien gerne weitere Details.

<link http: www.tuwien.ac.at sps2013 link_extern>Weiteres Infomaterial / Bilder

Rückfragehinweis:
Dipl.-Ing. Peter Heimerl
Stabsstelle Forschungsmarketing
Technische Universität Wien
Karlsplatz 13, 1040 Wien
T: +43-1-58801-406110
<link>forschungsmarketing@tuwien.ac.at