Umbau auf AVS Römer Außenzahnradpumpe

Leonhard Schöner 26.06.2024 - Statusbericht

Die Pumpe am Pumpenprüfstand wurde ausgetauscht. Die erforderlichen Codeänderungen an der Prüfstands-GUI wurden vorgenommen. Für die Drehzahleinstellung wurde ein Slider eingeführt, wie im Änderungsumfang beschrieben. Bisher wurde an einigen Stellen im Code mit einer Variable flag_pumpe gearbeitet. Diese wurde auf „an“ oder „aus“ gesetzt und danach die Pumpe über den Funktionsaufruf „PumpeONOFFButtonValueChanged(app,event)“ in welchem die Variable verarbeitet wurde an- bzw. ausgeschaltet.

Die Variable flag_pumpe wurde entfernt und an den entsprechenden Stellen im Code, an welchen die Pumpe über die Variable ausgeschaltet wurde, wurde der Code über das Setzen eines neuen Werts für den Drehzahlslider (app.PumpendrehzahlSlider.Value = 0;) und den Aufruf der Callback-Funktion des Sliders (PumpendrehzahlSliderValueChanged(app, event);) angepasst.

Die entsprechenden Stellen im Code sind:

• case 8 „Füllstand“ in der Funktion Werte, Button „Pumpe an“ im Tab Kalibrierung

• case „app.BittewaehlenButton“ in der Funktion ButtonGroupSelectionChangedChanged

• Funktion „PumpeOFFandRESETButtonPushed“

Der Button „Pumpe an“ im Tab Kalibrierung wurde entfernt, das war die einzige Stelle an der die Pumpe über die flag_pumpe ausgeschaltet wurde. Zu beachten ist mit der AVS Römer Pumpe, dass zuerst die Microcontroller initialisiert werden müssen, dann das 24 V Netzteil angeschaltet werden muss und erst dann das 5 V Netzteil angesteckt werden darf. Das liegt zum einen daran, dass die Pumpe über die Platine etwas von der 5V Spannung abbekommt, was zu einer Fehlfunktion führt. Gemessen wurden 4,3 V. Die Statuslampe der Pumpe blinkt dann rot, was bedeutet, dass eine unbekannte Störung vorliegt.

Des Weiteren darf die Pumpe erst mit Versorgungsspannung beaufschlagt werden, wenn der zugehörige Microcontroller initialisiert wurde, da der DAC sonst einen nicht definierten Spannungswert ausgibt. Das hat zur Folge, dass die Pumpe anspringt und mit entsprechender Drehzahl betrieben wird. Zum Prüfstandsstart soll dies jedoch 0 sein.

Leonhard Schöner 26.05.2024 - Änderungsumfang Prüstandssoftware

Entfernung des An/Aus-Buttons:

Der Button für An-/Ausschalten der Pumpe aus dem „BEDIENUNG“-Tab in der GUI-Oberfläche muss entfernt werden, ebenso wie die zugehörigen Callback-Funktionen und Logik aus dem Code.

Integration eines Drehzahlsollwert-Sliders:

Statt dem Button und der manuellen Einstellung der Pumpendrehzahl bei der alten Pumpe, wird für die neue Pumpe ein Slider hinzugefügt, der den Drehzahlsollwert repräsentiert. Entsprechend der Angabe im Datenblatt der Pumpe, liegen die Werte, die eingestellt werden können im Bereich 940…4000 1/min oder „Aus“. Dabei entspricht „Aus“ einem Steuersignal < 0,5 V.

Der Programmcode der bisherigen Pumpeneinschaltung muss entfernt werden. Hierbei ist zu beachten, dass der Status der Pumpe von den Funktionen Datenverarbeitung im case 8 Füllstand, ausgelesen und verändert wird. Das muss an die neue Pumpensteuerung angepasst werden. Auch beim Button PumpeOFFandRESETButton, welcher beeinhaltet, dass die Pumpe ausgeschaltet wird, muss der Code an die neue Pumpensteuerung angepasst werden. Beim Slider wird der einstellbare Wert zwischen 0…4000 festgelegt, alle Werte, die unter 940 liegen, werden in dem hinterlegten Code auf 0 gesetzt.

Die Ausgangsspannung des DAC ist undefiniert und beträgt mehr als 5 V, daher muss sie geregelt werden. Um die Spannung zu messen, muss bei der NI-Messkarte ein weiterer Messkanal eingeführt werden. Dazu bedarf es Änderungen am NI-Setup und in der Funktion Datenverarbeitung. Die Datenmatrix erweitert sich dadurch um eine Spalte. Die bisherige Initialisierung der Hardware-Komponenten wird entsprechend der Multi-MCU Initialisierung nach der vorliegenden Kaffeemaschinen-GUI angepasst. Darin wird der vorliegende Code der Initialisierung, der im Callback des Buttons „ConnectNIButton“ hinterlegt ist, übernommen und angepasst. Ein neuer Kanal ai8 (das entspricht dem 9. Messkanal, da bei ai0 begonnen wird) wird hinzugefügt, in diesem wird die Spannung des DAC gemessen.

In der Funktion Datenverarbeitung wird in der for-Schleife die Zahl der Durchläufe um 1 erhöht und ein case 9 hinzugefügt in dem der Spannungswert des DAC eingelesen werden. Der Wert den die Messkarte ausgibt, liegt bereits als Spannungswert vor und muss deshalb nicht umgewandelt werden. Eine Entsprechende Variable, in der die Spannungswerte gespeichert werden, muss angelegt werden.

Der Spannungswert des DACs wird verwendet, um einen Umrechnungsfaktor zu bestimmen, der einen abgesicherten Initialwert hat. Dieser wird fortlaufend durch die Datenerfassung angepasst.

Im Anzeigebereich der Kontrollwerte wird der Eintrag „Wellendrehzahl“ durch „Pumpendrehzahl ersetzt und der Momentane Stellwert für die Pumpendrehzahl in 1/min ausgegeben. Die Messung der Drehzahl entfällt bei der neuen Pumpe und daher wird der zugehörige Code gelöscht.

Armin Rohnen, 15.02.2024

Im ursprünglich geplanten Systemaufbau des Pumpenprüfstands ist vorgesehen, dass zwischen Pumpenantrieb und Pumpe eine Drehmomentmessung und die Drehzahlerfassung möglich ist. Dies bedingt, dass die Pumpe nicht direkt mit dem Antrieb gekoppelt werden kann. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die verwendeten Drehschieberpumpen offensichtlich die Wellenlagerung des Antriebs benötigen. Durch die antriebsseitig fehlende Lagerung verschleißen die Drehschieberpumpen vorzeitig und es wird graphithaltiger Staub in den Wasserkreislauf eingebracht.

Zur Behebung des Problems wurde entschieden eine AVS Römer Außenzahnradpumpe zu verwenden. Der Umbau auf die AVS Römer Pumpe dient gleichzeitig der Erprobung dieser Pumpe.

Der Umbau hat Auswirkungen auf die MATLAB®-GUI. Das Ein-/Aus-Schalten des 24V-Netzteils entfällt dafür muss eine Steuerspannung 0 bis 5 V als Pumpenstellwert generiert werden. Ebenso wird eine Korrektur der Pläne erforderlich.