HIL Protection Application – Systemübersicht
FPGA-basierte Echtzeit-Validierung von Schutzfunktionen für moderne Energie- und Regelungssysteme.
Einführung in die HIL Protect Application
Die HIL Protection Application ist eine spezialisierte Hardware-in-the-Loop-(HIL)-Testplattform für Schutzsysteme, die zur Echtzeitbewertung, Überwachung und Analyse von Relais-Schutzfunktionen entwickelt wurde. Sie ermöglicht es Ingenieuren und Forschern, direkt mit Schutzlogiken zu interagieren, während diese unter realistischen elektrischen Bedingungen arbeiten, und liefert eine klare sowie präzise Darstellung des Verhaltens von Schutzsystemen in realen Stromnetzen.
Anstatt lediglich als Konfigurations- oder Steueroberfläche zu dienen, fungiert die Anwendung als eine aktive Betriebsumgebung, in der Schutzentscheidungen kontinuierlich bewertet, visualisiert und aufgezeichnet werden. Während Eingangsströme verarbeitet werden, überwacht die Anwendung deren Größe und Dauer in Echtzeit und löst automatisch einen Abschaltbefehl aus, sobald definierte Schutzkriterien erfüllt sind. Dieses Verhalten entspricht sehr genau dem von physischen Schutzrelais im realen Feldeinsatz.
Schutzlogik und Überstrom-Sicherheitsmechanismen
Schutzlogik- und Sicherheitsarchitektur
Die HIL Protection Application verwendet eine zweistufige Sicherheitsarchitektur, um sichere und realistische Fehlertests zu gewährleisten. Sie kombiniert intelligente softwarebasierte Schutzfunktionen mit schnellen, unabhängigen Hardware-Sicherheitsmechanismen.
Warum das wichtig ist:
-
Reproduziert reales Schutzverhalten
-
Verhindert Schäden an empfindlicher Leistungselektronik
-
Schafft ein Gleichgewicht zwischen Testflexibilität und physischer Sicherheit
Durch die Trennung konfigurierbarer Algorithmen von festen Hardwaregrenzwerten bietet das System sowohl Genauigkeit als auch Zuverlässigkeit bei anspruchsvollen Testszenarien.
Verhalten des Überstrom-Algorithmus
Die Anwendung verwendet einen zeitverzögerten Überstromschutz-Algorithmus, der Stromwerte kontinuierlich überwacht und nur dann auslöst, wenn Grenzwerte über eine definierte Zeitdauer überschritten werden.
Wesentliche Vorteile:
-
Vermeidet Fehlauslösungen durch kurze Stromspitzen
-
Spiegelt das reale Verhalten von Schutzrelais präzise wider
-
Unterstützt realistische Kurzschluss- und Belastungstests
Das Modell ist in Stateflow (MATLAB Simulink) implementiert, transparent aufgebaut und leicht validierbar, sodass Ingenieure die Logik überprüfen und für erweiterte Testszenarien anpassen können.
Optischer Überstromschutz auf Hardwareebene
Zur Ergänzung der Software-Schutzfunktionen verfügt das System über eine dedizierte optische Überstromschutzschaltung als letzte Sicherheitsebene.
Hauptmerkmale:
-
Werkseitig definierter, nicht konfigurierbarer Auslösegrenzwert
-
Extrem schnelle Reaktion auf schwere Fehlerströme
-
Vollständig unabhängig von benutzerdefinierten Softwareeinstellungen
Diese Hardwareebene fungiert als letzte Schutzinstanz, gewährleistet langfristige Zuverlässigkeit und verhindert irreversible Schäden bei extremen Fehlerbedingungen.
Echtzeitüberwachung, Protokollierung und Analyse
Echtzeit-Signalüberwachung
Die HIL Protection Application bietet eine kontinuierliche Echtzeitüberwachung aller aktiven Eingangssignale während des gesamten Testprozesses. Ingenieure können das Systemverhalten live beobachten, ungewöhnliche Betriebszustände schnell erkennen und Leistungstrends verfolgen, ohne Tests anzuhalten oder neu zu starten. Diese unmittelbare Transparenz erhöht die Testeffizienz, verkürzt die Fehlersuche und unterstützt sichere Entscheidungen in kritischen Fehlersituationen.
Automatische Signalmetriken und Auswertung
Zusätzlich zur Live-Anzeige berechnet das System automatisch wesentliche Qualitäts- und Leistungskennwerte der Signale zur sofortigen Analyse.
Verfügbare Metriken:
-
Minimal- und Maximalwerte
-
Spitze-zu-Spitze-Amplitude
-
RMS- und Durchschnittswerte
-
Geschätzte Signalfrequenz
Diese Messwerte ermöglichen es Ingenieuren, den Systemzustand und die Reaktionsgenauigkeit unmittelbar zu bewerten, ohne manuelle Berechnungen durchführen zu müssen.
Datenprotokollierung und Nachbearbeitung
Für detailliertere Analysen unterstützt die HIL Protection Application eine strukturierte Datenaufzeichnung während des Betriebs. Aufgezeichnete Datensätze können exportiert werden, um Offline-Analysen durchzuführen, verschiedene Testläufe zu vergleichen und eine langfristige Dokumentation zu erstellen. Diese Funktion gewährleistet die Nachvollziehbarkeit und Reproduzierbarkeit von Testergebnissen und macht das System ideal für Forschung, Validierung und industrielle Verifikationsprozesse.
Key Use Cases of the Impedyme HIL Protection Application
Leistungswandler-Tests
Validiert das Überstromschutzverhalten in Leistungskonvertern, bevor reale Fehler auftreten.
IGBT-Fehlersimulation
Testet die Schutzreaktion von Halbleitern bei Kurzschluss- und Überstromereignissen.
Motorantriebsanalyse
Unterscheidet Einschaltstromspitzen von tatsächlichen Fehlerzuständen in Motoranwendungen.
Algorithmusentwicklung
Ermöglicht die sichere Abstimmung und Validierung von Schutzalgorithmen in Echtzeit.
Factory Acceptance Testing
Bestätigt die Funktionsfähigkeit von Schutzsystemen vor Auslieferung und Inbetriebnahme.
Forschung und Schulung
Bietet eine sichere HIL-Plattform für Ausbildung und experimentelle Validierung.
Häufig gestellte Fragen
Bereit, Ihre Schutzsystem-Validierung zu verbessern?
Erfahren Sie, wie die Impedyme HIL Protection Application eine FPGA-basierte Echtzeitvalidierung von Schutzalgorithmen ermöglicht.
Produkte
