Zustandsüberwa­chung an elektromagne­tisch betätigten Ventilen

Aufgabe / Zielsetzung

Ziel ist die Nutzbarmachung inhärenter Zusammenhänge des   elektro- magnetischen Umformers, um zusätzliche Informationen über den Ventilzustand zu generieren. Es wird der Ansatz verfolgt, aus  Magnet-spannung und -strom auf die Ventil-schieberposition zu schließen. Durch die systematische Untersuchung  unter- schiedlicher  Ansätze wird das vollständige Potential der sensorlosen Positionsschätzung für die Fluidtechnik  aufgezeigt. Mit der Demonstration an zwei Ventilen unterschiedlicher Anwendungsgebiete wird die Funktionalität und Übertragbarkeit nachgewiesen.

Die generierten Informationen werden gezielt für die Fehlerdiagnose am Ventil eingesetzt. Ziel ist die Verfügbarkeit sowie die Sicherheit von Komponente und Anlage zu erhöhen.

Lösungsweg

Die inhärenten Zusammenhänge werden anhand von Simulationsmodellen analysiert. Die Ergebnisse dienen dazu, unterschiedliche Ansätze zur sensorlosen  Positionsschätzung zu vergleichen. Eine gezielte Anpassung beseitigt  Schwachstellen. Ergebnis ist eine einfache, praxistaugliche Implementierung in Form eines Demonstrators. Grundlage für die Fehlererkennung am Ventil ist die Beschreibung der Zusammenhänge von Fehlerort und -wirkung unter Berücksichtigung der komplexen Wirkmechanismen des Ventils. Mit der intelligenten Verknüpfung fehlerrelevanter Informationen können Ort, Umfang und Ursache des Fehlers eingegrenzt werden. In Abhängigkeit der Fehlerart kann damit gezielt eine geeignete Gegenmaßnahme eingeleitet werden.

Der Artikel basiert auf den Ergebnissen des Forschungsprojektes  "Sicherheitsorientierte Zustandsüberwachung an elektromagnetisch betätigten Ventilen", welches vom Forschungsfonds Fluidtechnik im VDMA (FKM Nr. 702700) initiiert und finanziert wurde.