Modellbasierte Funktionsentwicklung von Gasheizungen
Von der Systemanalyse bis zur automatisierten Offline-Kalibrierung
DOI:
https://doi.org/10.17560/atp.v61i8.2407Schlagworte:
Modellbasierte Funktionsentwicklung, Modellbasierte Entwicklung, Rapic Control Prototyping, Offline-KalibrierungAbstract
Die Vorentwicklung und Auslegung von Heizgerätefunktionen sind häufig geprägt durch aufwendiges Experimentieren im Labor mit seriennahen Prototypen. Stetig steigende Effizienz-, Komfort- und Umweltanforderungen gepaart mit ambitionierten Kosten- und Zeitvorgaben sowie einer immer komplexeren Technik und größerer Gerätevarianz erfordern ein Optimieren der Produktentwicklung. Zusätzlich zur stetigen Optimierung des statischen Verhaltens rückt die Betrachtung der Dynamik immer
stärker in den Fokus. Die frühzeitige und effiziente Entwicklung optimierter und robuster Funktionen ist hierfür erfolgskritisch. Die Vaillant Group setzt daher verstärkt auf durchgängige modellbasierte Entwicklungstätigkeiten von der Systemanalyse über die Funktions- und Softwareentwicklung bis zur automatisierten Offline-Kalibrierung von Funktionen. Ein umfassender Realitätsabgleich
wird durch leistungsfähige Rapid-Control-Prototyping-Methoden gewährleistet. Dieser Beitrag stellt anhand
von anschaulichen Praxisbeispielen entlang der Entwicklungskette die Erfahrungen aus einem mehrjährigen erfolgreichen Einsatz der modellbasierten Entwicklung in der Gasgeräteentwicklung dar.
Literaturhinweise
VDI 2206. (2004). Entwicklungsmethodik für mechatronische Systeme. VDI: www.vdi.de
Grunert, T., Schade, C., Michalik, C., Fielsch, S., Brandes, L., Kummert, A. (2018). ODESCA: A tool for control oriented modeling and analysis in MATLAB. In 2018 European Control Conference (ECC) (pp. 2959-2964). IEEE.
Grunert, T., Fielsch, S., Stursberg, M. (2015). Estimating the outlet temperature of a plate heat exchanger: Application of bilinear observers. In 2015 IEEE Conference on Control Applications (CCA) (pp. 466-471). IEEE.
CEN – EN 13203-:2015. (2015). Gas fired domestic appliances producing hot water - Part 1: Assessment of performance of hot water deliveries. European Committee for Standardization (CEN): www.globalspec.com
Papageorgiou, M., Leibold, M., Buss, M. (2015). Optimale Steuerung dynamischer Systeme. In Papageorgiou, M., Leibold, M., Buss, M. Optimierung: Statische, dynamische, stochastische Verfahren für die Anwendung, Berlin, Heidelberg, Springer Berlin Heidelberg, 2015, (pp. 207-240).
Andersson, J. A., Gillis, J., Horn, G., Rawlings, J. B., Diehl, M. (2019). CasADi: a software framework for nonlinear optimization and optimal control. Mathematical Programming Computation, 11(1), (pp. 1-36).
Houska, B., Ferreau, H. J., Diehl, M. (2011). ACADO toolkit—An open‐source framework for automatic control and dynamic optimization. Optimal Control Applications and Methods, 32(3), (pp. 298-312).
Akguen, G. (2017). Entwicklung und Evaluierung eines Fullpass-Rapid Control Prototyping Systems als Entwicklungsplattform für den Laborbetrieb von wandhängenden Gasgeräten. Ruhr-Universität Bochum.
Stursberg, M., Pohlheim, H. (2017). 20 Varianten, ein Release: Plattformstrategie in der Controller-Softwareentwicklung bei Vaillant. In Tagungsband Automation, 18. Leitkongress der Mess- und Automatisierungstechnik, Baden Baden, 2017.
Stursberg, M., Löhr, C. (2018). Effizienter mit digitalen Zwillingen – Modellbasierte Funktionsentwicklung bei der Vaillant Group. In Tagungsband Automation, 18. Leitkongress der Mess- und Automatisierungstechnik (pp. 481 – 493), Baden Baden, 2018.
Pohlheim, H. (2013). Evolutionäre Algorithmen: Verfahren, Operatoren und Hinweise für die Praxis. Springer-Verlag.
Downloads
Veröffentlicht
Ausgabe
Rubrik
Lizenz
Die Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen Systemen. Auch die Rechte der Wiedergabe durch Vortrag, Funk- und Fernsehsendung, im Magnettonverfahren oder ähnlichem Wege bleiben vorbehalten.