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Anlagendiagnose Pneumatik

Das Vorhaben "Diagnose in der Pneumatik" (AiF-Nr. 14564 N/1) wurde aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e. V. (AiF) gefördert. Das Projekt wurde durch einen industriedominierten Arbeitskreis des Forschungsfonds des Fachverbandes Fluidtechnik im VDMA begleitet und unterstützt. Das Institut dankt allen Beteiligten für die finanzielle Förderung und die fachliche Unterstützung. Der Schlussbericht zu diesem Vorhaben kann über den Fachverband Fluidtechnik im VDMA bezogen werden.

Kontext

Für Handhabungs- und Montageaufgaben werden vielfach elektropneumatische Anlagen eingesetzt, die über eine zentrale Steuerung angesteuert werden. Der Ausfall einzelner Komponenten ist häufig mit längeren und kostenaufwendigen Stillstandszeiten der gesamten Anlage verbunden. Darüber hinaus ist Leckage in pneumatischen Anlagen oftmals ein bedeutender Kostenfaktor. Um einem längeren Produktionsausfall zuvorzukommen, werden bisher vielfach präventive Wartungsarbeiten vorgenommen. Dabei werden in fest vorgeschriebenen Abständen alle Komponenten, die beim Ausfall ein Stillstehen der Anlage zur Folge haben, ausgetauscht. Die Zeiträume zwischen den Wartungsarbeiten werden dabei so kurz gewählt, dass viele der pneumatischen Bauteile noch weit von einem Lebensdauerende entfernt sind. Durch eine ständige Überwachung der Anlage kann jedoch eine frühzeitige Fehlererkennung möglich gemacht und eventuelle Leckagen detektiert werden. Damit können drohende Anlagenausfälle angekündigt und eine zustandsabhängige Wartung ermöglicht werden.

Ziele

Ziel des geplanten Projektes ist die Entwicklung neuer Methoden zur Funktionsüberwachung zentral gesteuerter pneumatischer Anlagen durch Beobachtung von Betriebszuständen.

Feldbusanbindung einer fluidischen Achse am Beispiel CAN

Das Ergebnis des Projektes " Diagnosemöglichkeiten für pneumatische Anlagen", welches von der AiF gefördert wird (Aif-Nr.14564), liegt in der zuverlässigen Klärung der Fragen welche Signalkenngrößen genutzt werden können, um anlagenspezifische Zustandsänderungen und Fehler zu überwachen und durch welche Messgrößen diese Signale sinnvoll ergänzt werden können, um eine bessere Diagnosetiefe zu erhalten. Darüber hinaus sollen Rechenmethoden entwickelt werden, die aus der Fülle der Signale fehlerhafte Betriebszustände zu detektieren vermögen.

Vorgehensweise

Anhand der vorhandenen Signale und Prozeßgrößen werden mathematische Funktionen entworfen, die in der Lage sind Anlagenfehler qualitativ zu erkennen. Eine Kopplung mit physikalischen Modellen und Korrelationen kann parallel die erkannten Fehler quantifizieren. Die gefundenen Rechenmethoden werden zunächst in ein mathematisches Modell implementiert, welches anhand eines Simulationsmodells auf seine Einsatzfähigkeit getestet wird. In einem nachgeschaltetem Schritt erfolgt die Verifizierung und der Abgleich der Simulationsdaten am realen Modell. Zu prüfen ist weiterhin, inwieweit die Diagnose online, das heißt während des eigentliche Arbeitsprozesses, stattfinden kann oder ob ein gesonderter Diagnosemodus entworfen werden muss.

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