GRAZ. Vom Fahrzeug bis zur Solar-Anlage: So gut wie alle Systeme werden immer komplexer, entwickeln sich rasch weiter und müssen vor ihrer Anwendung umfassend getestet werden. Kristl seibt team stats. Entsprechend leistungsfähige und flexible Prüfstände braucht es – diese zu entwickeln, ist allerdings eine immer größere Herausforderung. "Geeignete Testmöglichkeiten zu schaffen, ist eine äußerst relevante Zukunftsproblematik der Industrie. Und hier ist die Regelungstechnik ganz stark gefragt", so Martin Horn, Leiter des Instituts für Regelungs- und Automatisierungstechnik der TU Graz. Mit seinem vierköpfigen Team und in Kooperation mit dem Grazer Prüftechnikspezialisten Kristl Seibt und dem Villacher Ausrüster für die Halbleiterindustrie, Lam Research, befasst sich Horn in den kommenden sieben Jahren intensiv mit Regelungskonzepten für Prüfstandssysteme – im neuen "Christian Doppler Labor für modellbasierte Regelung komplexer Prüfstandssysteme", für das am 23. Oktober der Startschuss an der TU Graz gefallen ist.
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"Die Frage ist schnell beantwortet" sagt Christian Ellersdorfer lachend. "Wir konzipieren und bauen einen Prüfstand nach unseren eigenen Anforderungen. " Der Forscher hat gemeinsam mit seinen Kollegen bereits mehrere Prüfstände für das Institut für Fahrzeugsicherheit an der TU Graz umgesetzt. "Forschung heißt immer, ganz vorne zu sein und neue Probleme zu bearbeiten", erklärt Jörg Moser, Leiter des Batterien-Forschungszentrums Battery Safety Center Graz. Wir bauen einen Prüfstand!. "Oft gibt es am Markt keine passenden Prüfanlagen, mit denen wir die für uns interessanten Parameter messen können. Also müssen wir sie selbst bauen. " Ein Prüfstand ist eine Testanlage, auf der unterschiedliche Komponenten – etwa Motoren, Brennstoffzellen, Batterien oder Baumaterialien – nach unterschiedlichen Parametern unter anderem auf Sicherheit, Betriebsfestigkeit oder Betriebsverhalten hin untersucht werden bevor eine neue Entwicklung in den Regelbetrieb übergehen kann oder wenn ein Bauteil optimiert werden soll. Warum es Prüfstände überhaupt in der Wissenschaft braucht, erklärt Martin Horn vom Institut für Regelungs- und Automatisierungstechnik, der sich wissenschaftlich mit Prüfständen an sich beschäftigt: "Prüfstände sind ein komplexes System, das realistische Bedingungen simulieren kann.
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"Beide Firmen sind für uns attraktive Kooperationspartner, weil sie unerwünschten Phänomenen ihrer Produkte nachhaltig auf den Grund gehen und nicht nur von konkreten Kundenwünschen getrieben sind. Wir finden dort zahlreiche Ansatzpunkte für regelungstechnische Grundlagenforschung", betont Horn. Ein Fokus des CD-Labors liegt auf der Regelung komplexer Prüfstände für die Automobilindustrie, etwa Fahrdynamikprüfstände oder Hochvolt-Batteriesimulatoren, wie sie die Grazer Firma Kristl, Seibt & Co GmbH kundenspezifisch entwickelt. Derartig umfangreiche Systeme bringen immer wieder unerwünschte Phänomene wie Schwingungen oder Druckschwankungen mit sich, die auf lange Sicht nach einer Regelungsoptimierung verlangen. Dabei behilft sich die Regelungstechnik eines bemerkenswerten Tricks: "Nicht alle Größen, die man für die Regelung braucht, lassen sich einfach messen. Kristl seibt team builder. Technisch oder monetär ist es oft nicht möglich, überall, wo gewünscht, Sensoren anzubringen. Wir entwickeln dann virtuelle Sensoren, sogenannte Beobachter, die – basierend auf mathematischen Modellen – nicht messbare Größen schätzen.
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Eine eigene Kunst der Regelungstechnik", sagt Horn. Der zweite Schwerpunkt des CD-Labors befasst sich mit tellergroßen Scheiben aus reinem Siliziumkristall, sogenannten Wafern, die die Basis der gesamten Halbleitertechnik bilden. Bis aus diesen dünnen Siliziumscheiben die Grundplatten für elektronische Bauteile werden, durchlaufen sie einen aufwendigen Herstellungs- und Reinigungsprozess, der zahlreiche regelungstechnische Aufgabenstellungen mit sich bringt. Kristl, Seibt & Co GesmbH aus Graz - Telefonnummer & mehr. (red)
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Der älteste Prüfstand ist bereits zehn Jahre alt – die hydraulische Presse "Presto 420". Wenige Monate alt hingegen ist der Prüfstand ROBIN, der für die Konditionierung von Batterien genutzt wird. Im Battery Safety Center Graz wird die Sicherheit von Batterien getestet. © Lunghammer – TU Graz Neben diesen völlig neu entwickelten Prüfständen gibt es auch Anlagen, die zugekauft und adaptiert worden sind. Oder Prüfstände, die für andere Versuchsreihen geplant und später für neue Fragestellungen adaptiert wurden. "Ein Prüfstand ist nie wirklich fertig", verrät Ellersdorfer. "Er wird ständig weiterentwickelt und wir denken bereits in der Konzeption verschiedene weitere Anwendungsmöglichkeiten mit. Eine solche Anlage ist ja auch eine große Investition und soll nachhaltig genutzt werden können. " Neben ROBIN gibt es im Battery Safety Center Graz übrigens auch noch die Prüfstände BATMAN und RIDDLER. Zwei neue Christian-Doppler-Labors an TU Graz eingerichtet - Innovationen - derStandard.at › Web. Zu auffällig für einen Zufall, oder? "Wir haben uns einen Sport daraus gemacht, einprägsame Akronyme für unsere Prüfstände zu finden.