Die Steuerelektronik von Großdieselmotoren für Hochseeschiffe erfordert zahlreiche Temperatursensoren, die den korrekten Betrieb der Motoren überwachen.

Die Steuerelektronik von Großdieselmotoren für Hochseeschiffe erfordert zahlreiche Temperatursensoren, die den korrekten Betrieb der Motoren überwachen. Pickering Interfaces

Für den Systemtest seiner Großdieselmotoren suchte ein Unternehmen, dessen Dieselmotoren in Schiffen und Kraftwerken eingesetzt werden, nach einer kostengünstigen und praktikablen Lösung für die Temperatursimulation. Die Steuerelektronik solcher Großdieselmotoren für Hochseeschiffe erfordert zahlreiche Temperatursensoren, die den korrekten Betrieb der Motoren überwachen. Die Sensoren stellen sicher, dass der Motor im richtigen Temperaturbereich arbeitet und Überhitzungen schnell erkannt werden.

Sensor-Simulationen

Für den Systemtest einen Motor zur Verfügung zu stellen, wäre äußerst zeit- und kostenaufwendig. Sensor-Simulationen sind hier eine kostengünstige Alternative. Diese Vorgehensweise erfordert die Entwicklung eines Motorsteuergeräts (Engine Control Unit ECU) für Schiffsdiesel mit 40.000 kW. Neben anderen ECU-Aufgaben bestand eine Anforderung darin, gleichzeitig 144 Kanäle für PT100-Temperatursensoren zu simulieren. Bei diesen Sensoren handelt es sich im Gegensatz zu Thermoelementen um Widerstandsthermometer (RTDs = Resistant Temperature Detectors). Der Temperaturbereich erstreckte sich bei den Systemtests von -20 bis +250  °C, der Widerstandsbereich reicht von 92,160342 bis 194,074250 Ω. Extrem hoch waren die Genauigkeitsanforderungen. So lag die zulässige Temperaturabweichung beim unteren Grenzwert von -20 °C bei 0,11 °C (entsprechend einer Widerstandsabweichung von weniger als 43 mΩ) und beim oberen Grenzwert von +250 °C bei 0,65  °C (entsprechend einer Widerstandsabweichung von weniger als 220 mΩ).

Die ursprüngliche Vorgehensweise des Kunden bei der Sensor-Simulation war rein manuell. Die Testhardware umfasste 288 Präzisionspotentiometer mit Grob- und Feineinstellung sowie 144 Schalter zur Simulation von Kurzschlüssen und weitere 144 Schalter zur Simulation von Unterbrechungen, um fehlerhafte Verdrahtungen der Sensoren zu simulieren. Alle Komponenten wurden während der Tests manuell justiert beziehungsweise geschaltet. Um Zeit zu sparen und die Wiederholbarkeit zu verbessern, war es notwendig, die Simulation zu automatisieren.

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