DE102023109794A1 - Method for monitoring the condition of a machine, system, computer program - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Maschine, wobei die Maschine ein Sensorsystem aufweist, welches einen Schwingungs- und/oder Temperatursensor zur Messung einer Maschinenschwingung und/oder einer Temperatur der Maschine, und einen Triggersensor umfasst, wobei das Sensorsystem in einem Lernmodus und in einem Zustandsüberwachungsmodus betreibbar ist.The invention relates to a method for monitoring the condition of a machine, wherein the machine has a sensor system which comprises a vibration and/or temperature sensor for measuring a machine vibration and/or a temperature of the machine, and a trigger sensor, wherein the sensor system can be operated in a learning mode and in a condition monitoring mode.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Maschinenzustandes, insbesondere zur Zustandsüberwachung einer Maschine. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes System und Computerprogramm.The invention relates to a method for determining a machine condition, in particular for monitoring the condition of a machine. The invention further relates to a corresponding system and computer program.
Bei der schwingungsbasierten Zustandsüberwachung oder der temperaturbasierten Zustandsüberwachung werden üblicherweise Sensoren mit Kabeln verwendet, was in der Regel zu recht teuren Systemen und Methoden führt. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass die manuelle Installation solcher Sensoren, einschließlich der Installation und des Schutzes der Kabel, zeitaufwendig ist. Eine kostengünstigere Zustandsüberwachung kann durch den Einsatz drahtloser vibrations- oder temperaturbasierter Zustandsüberwachungssysteme realisiert werden. Solche Systeme, insbesondere die Sensoren, sind in der Regel batteriebetrieben. Die typische Batterielebensdauer von drahtlosen batteriebetriebenen Schwingungssensoren beträgt z. B. etwa 5 Jahre.Vibration-based condition monitoring or temperature-based condition monitoring typically use sensors with cables, which usually results in quite expensive systems and methods. One of the main reasons for this is that manual installation of such sensors, including installation and protection of the cables, is time-consuming. More cost-effective condition monitoring can be realized by using wireless vibration- or temperature-based condition monitoring systems. Such systems, especially the sensors, are usually battery-powered. The typical battery life of wireless battery-powered vibration sensors, for example, is about 5 years.
In solchen herkömmlichen Systemen messen die batteriebetriebenen drahtlosen Schwingungssensoren die Daten nach einem Zeitplan. Beispielsweise werden KPI's (Key Performance Indicators), wie die ISO-Schwingstärke 10-1000 Hz RMS, alle 4 Stunden und Rohdaten alle 24 Stunden gemessen. Solche Messungen, die nach einem festen Zeitplan durchgeführt werden, können jedoch zu einer unzureichenden Datenqualität und einer nachteiligen Zustandsüberwachung für eine Vielzahl unterschiedlicher Maschinen und Anwendungen führen, z. B. für nicht kontinuierlich arbeitende Maschinen oder Maschinen mit unterschiedlichen Betriebszuständen oder -modi oder -bedingungen, da die Messdaten häufig gewonnen werden, wenn die Maschine nicht läuft oder sich in einem Betriebsmodus befindet, der für die Zustandsüberwachung nicht geeignet ist.In such traditional systems, the battery-powered wireless vibration sensors measure data on a schedule. For example, KPI's (Key Performance Indicators), such as ISO vibration severity 10-1000 Hz RMS, are measured every 4 hours and raw data every 24 hours. However, such measurements performed on a fixed schedule can result in insufficient data quality and detrimental condition monitoring for a wide range of different machines and applications, such as machines that do not operate continuously or machines with different operating states or modes or conditions, since the measurement data is often obtained when the machine is not running or is in an operating mode that is not suitable for condition monitoring.
Vor diesem Hintergrund offenbart die
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Zustandsüberwachung einer Maschine bereitzustellen, insbesondere so, dass eine verbesserte Zustandsüberwachung für nicht kontinuierlich arbeitende Maschinen oder Maschinen mit unterschiedlichen Betriebszuständen oder -modi oder Bedingungen erreicht werden kann.Against this background, the object of the invention is to provide an improved condition monitoring of a machine, in particular such that an improved condition monitoring can be achieved for non-continuously operating machines or machines with different operating states or modes or conditions.
Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung eines Maschinenzustandes, insbesondere zur Zustandsüberwachung einer Maschine, vor, wobei die Maschine ein Sensorsystem umfasst, wobei das Sensorsystem umfasst:
- - einen Schwingungs- und/oder Temperatursensor zur Messung einer Maschinenschwingung und/oder einer Temperatur der Maschine, und
- - einen Trigger-Sensor;
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- --- a) Betreiben des Sensorsystems im Lernmodus zur Bestimmung einer Auslöseschwelle für den Auslösesensor, bevor das Sensorsystem im Zustandsüberwachungsmodus betrieben wird, wobei der Betrieb des Sensorsystems im Lernmodus die folgenden Schritte umfasst:
- -- in einem Lernmessschritt wird der Triggersensor periodisch gemäß einem vordefinierten Zeitintervall aktiviert, um jedes Mal eine Maschinenvibration und/oder Temperaturprobe der Maschine zu messen und die Maschinenvibration und/oder Temperaturprobe in einer Speichereinheit des Sensorsystems als Lerndaten zu speichern,
- -- in einem Schritt zur Berechnung der Auslöseschwelle werden die im Lernmodus gewonnenen Lerndaten zur Bestimmung der Auslöseschwelle verwendet, die im Zustandsüberwachungsmodus des Sensorsystems zu verwenden ist, insbesondere in Schritt b);
- --- b) Betreiben des Sensorsystems im Zustandsüberwachungsmodus, wobei das Betreiben des Sensors im Zustandsüberwachungsmodus die folgenden Schritte umfasst:
- -- in einem Triggerschritt misst der Triggersensor ein Maschinensignal der Maschine,
- -- in dem Messschritt misst der Schwingungs- und/oder Temperatursensor ein Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine zur Bestimmung des Zustandszustandes der Maschine.
- - a vibration and/or temperature sensor for measuring a machine vibration and/or a machine temperature, and
- - a trigger sensor;
the method comprising the following steps:
- --- (a) operating the sensor system in learning mode to determine a trigger threshold for the trigger sensor before operating the sensor system in condition monitoring mode, wherein operating the sensor system in learning mode comprises the following steps:
- -- in a learning measurement step, the trigger sensor is periodically activated according to a predefined time interval to measure a machine vibration and/or temperature sample of the machine each time and to store the machine vibration and/or temperature sample in a storage unit of the sensor system as learning data,
- -- in a trigger threshold calculation step, the learning data obtained in the learning mode are used to determine the trigger threshold to be used in the condition monitoring mode of the sensor system, in particular in step b);
- --- b) operating the sensor system in condition monitoring mode, wherein operating the sensor in condition monitoring mode comprises the following steps:
- -- in a trigger step, the trigger sensor measures a machine signal from the machine,
- -- in the measuring step, the vibration and/or temperature sensor measures a machine vibration and/or temperature signal of the machine to determine the condition of the machine.
Erfindungsgemäß ist es möglich, dass der Messschritt im Condition-Monitoring-Modus des Sensorsystems in Abhängigkeit von dem durch den Triggersensor gewonnenen Maschinensignal und einer zuvor bestimmten Triggerschwelle durchgeführt wird. Die Ermittlung der Triggerschwelle erfolgt während einer in Schritt a) durchgeführten Lernphase des Sensorsystems. Dabei ist es möglich, dass die Triggerschwelle an das jeweilige Sensorsystem und die jeweilige Maschine sowie an die Umgebungseinflüsse und Geräusche, denen das Sensorsystem in seiner Anwendung ausgesetzt ist, angepasst wird. Durch die Verwendung der Triggerschwelle kann die Datenqualität des Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignals für die Zustandsüberwachung verbessert werden, da die Menge der Daten, die zu Zeiten gemessen werden, in denen die Maschine nicht oder nicht in einem für die Zustandsüberwachung nützlichen Zustand betrieben wird, vorteilhaft reduziert werden kann. Dadurch wird es möglich, dass Daten aus gültigen Maschinenzuständen gesammelt werden können, während das Sammeln von Datenpunkten außerhalb dieser Zustände minimiert wird. Gleichzeitig kann der Gesamtenergieverbrauch für die Zustandsüberwachung reduziert werden, so dass die Batterielebensdauer der Sensoren verlängert wird oder die Energy Harvesting Power für den Betrieb der Sensoren ausreicht. Generell ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, die Verarbeitung und Übertragung unnötiger Daten zu minimieren, wodurch Kosten gesenkt und Energie gespart werden können.According to the invention, it is possible for the measuring step to be carried out in the condition monitoring mode of the sensor system depending on the machine signal obtained by the trigger sensor and a previously determined trigger threshold. The trigger threshold is determined during a learning phase of the sensor system carried out in step a). It is possible for the trigger threshold to be adapted to the respective sensor system and the respective machine as well as to the environmental influences and noises to which the sensor system is exposed in its application. By using the trigger threshold, the data quality of the machine vibration and/or temperature signal for condition monitoring can be improved, since the amount of data measured at times when the machine is not operating or not in a state useful for condition monitoring can be advantageously reduced. This makes it possible to collect data from valid machine states while minimizing the collection of data points outside of these states. At the same time, the overall energy consumption for condition monitoring can be reduced, so that the battery life of the sensors is extended or the energy harvesting power is sufficient to operate the sensors. In general, within the scope of the present invention, it is possible to minimize the processing and transmission of unnecessary data, thereby reducing costs and saving energy.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die verbesserte Zustandsüberwachung, die durch den erfindungsgemäßen Lernmodus erreicht werden kann, auf automatisierte Weise realisiert werden kann, die weder Expertenwissen noch Benutzereingaben erfordert. Dies wird durch den erfindungsgemäßen lernenden Messschritt erreicht, bei dem der Schwingungs- und/oder Temperatursensor periodisch nach einem vordefinierten Zeitintervall aktiviert wird, um ein Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine zu messen. Diese zu periodischen Zeitpunkten aufgenommenen Messwerte werden in einer Speichereinheit des Sensorsystems als Lerndaten gespeichert und dann im Schritt der Triggerschwellenberechnung zur Ableitung einer für das Sensorsystem passenden Triggerschwelle verwendet. Dies ist insbesondere bei Sensorsystemen, die in hohen Stückzahlen produziert werden, von Vorteil. Auch wenn identische Sensorsysteme für mehrere identische Maschinen eingesetzt werden, sind die individuellen Einsatzbedingungen und die Einflüsse der Umgebung typischerweise für jede einzelne Maschine und jedes Sensorsystem unterschiedlich. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann für jedes einzelne Sensorsystem und jede einzelne Maschine automatisiert eine individuell gelernte Auslöseschwelle ermittelt werden, wodurch die Qualität der Zustandsüberwachung verbessert und Experten- und Benutzereingaben vermieden werden.It is an advantage of the present invention that the improved condition monitoring that can be achieved by the learning mode according to the invention can be realized in an automated manner that requires neither expert knowledge nor user input. This is achieved by the learning measurement step according to the invention, in which the vibration and/or temperature sensor is periodically activated after a predefined time interval to measure a machine vibration and/or temperature signal of the machine. These measured values recorded at periodic points in time are stored in a storage unit of the sensor system as learning data and then used in the trigger threshold calculation step to derive a trigger threshold suitable for the sensor system. This is particularly advantageous for sensor systems that are produced in large quantities. Even if identical sensor systems are used for several identical machines, the individual operating conditions and the influences of the environment are typically different for each individual machine and each sensor system. With the help of the present invention, an individually learned trigger threshold can be determined automatically for each individual sensor system and each individual machine, thereby improving the quality of the condition monitoring and avoiding expert and user input.
Erfindungsgemäß bestehen die vom Schwingungs- und/oder Temperatursensor periodisch gemessenen Lerndaten aus einer Vielzahl von einzelnen Maschinenschwingungs- und/oder Temperaturproben, wobei die Proben zu zeitlich voneinander getrennten Zeitpunkten genommen werden. Indem nur einzelne Proben zu periodischen Zeitpunkten entnommen werden, kann die Menge der erfassten Lerndaten im Vergleich zu dem aus der
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung misst der Vibrations- und/oder Temperatursensor in dem Schritt der Lernmessung kein Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal der Maschine zwischen den periodischen Aktivierungen. Der Vibrations- und/oder Temperatursensor kann zwischen den periodischen Messungen deaktiviert werden, so dass der Stromverbrauch des Vibrations- und/oder Temperatursensors auf ein Minimum reduziert werden kann.According to a preferred embodiment of the present invention, in the step of learning measurement, the vibration and/or temperature sensor does not measure any machine vibration and/or temperature signal of the machine between the periodic activations. The vibration and/or temperature sensor can be deactivated between the periodic measurements so that the power consumption of the vibration and/or temperature sensor can be reduced to a minimum.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Lernmessschritt für eine vorgegebene Dauer durchgeführt, wobei nach Ablauf der vorgegebenen Dauer die Lerndaten analysiert werden und wobei in Abhängigkeit von der Analyse der Lerndaten der Lernmessschritt um eine vorgegebene Verlängerungszeit verlängert wird. Dieser Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass im Lernmessschritt eine bestimmte Anzahl von Proben gemessen werden muss, um brauchbare Lerndaten zur Bestimmung der Auslöseschwelle zu gewinnen. Durch die Analyse der Lerndaten nach Ablauf der vorbestimmten Dauer kann überprüft werden, ob der Betriebszustand der Maschine durch die Lerndaten abgedeckt ist. Falls die Analyse ergibt, dass die Lerndaten den Betriebszustand der Maschine nicht ausreichend abdecken, kann der Lernmessschritt um die vorgegebene Verlängerungszeit verlängert werden. Die Verlängerungszeit ermöglicht es, dass mehr Lerndaten gesammelt werden und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Lerndaten den Betriebszustand der Maschine richtig abdecken.According to a preferred embodiment of the present invention, the learning measurement step is carried out for a predetermined period of time, wherein after the predetermined period of time has elapsed, the learning data is analyzed and, depending on the analysis of the learning data, the learning measurement step is extended by a predetermined extension time. This approach is based on the knowledge that a certain number of samples must be measured in the learning measurement step in order to obtain usable learning data for determining the trigger threshold. By analyzing the learning data after the predetermined period of time has elapsed, it can be checked whether the operating state of the machine is covered by the learning data. If the analysis shows that the learning data does not adequately cover the operating state of the machine, the learning measurement step can be extended by the predetermined extension time. The extension time allows more learning data to be collected and increases the probability that the learning data correctly covers the operating state of the machine.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Schritt der Berechnung der Auslöseschwelle durch das Sensorsystem, insbesondere durch eine Recheneinrichtung des Sensorsystems, vorzugsweise durch eine Recheneinrichtung des Schwingungs- und/oder Temperatursensors, durchgeführt. Durch die Durchführung des Auslöseschwellenberechnungsschritts durch eine Recheneinrichtung des Sensorsystems kann der Datentransfer zu externen Recheneinrichtungen reduziert werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, zunächst die Lerndaten an eine externe Recheneinrichtung zu übertragen, die externe Recheneinrichtung die Auslöseschwelle berechnen zu lassen und die berechnete Auslöseschwelle an das Sensorsystem zu übertragen. Folglich kann, insbesondere in Installationen mit mehreren Sensorsystemen, der Netzwerkverkehr aufgrund der Berechnung der Auslöseschwelle im Lernmodus reduziert werden.According to a preferred embodiment of the present invention, the step of calculating the trigger threshold is carried out by the sensor system, in particular by a computing device of the sensor system, preferably by a computing device of the vibration and/or temperature sensor. By carrying out the trigger threshold calculation step by a computing device of the sensor system, the data transfer to external computing devices can be reduced. In particular, it is not necessary to first transmit the learning data to an external computing device, have the external computing device calculate the trigger threshold and transmit the calculated trigger threshold to the sensor system. Consequently, in particular in installations with multiple sensor systems, the network traffic due to the calculation of the trigger threshold in the learning mode can be reduced.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Schritt der Berechnung der Auslöseschwelle eine Metrik berechnet, die eine Streuung der Lerndaten quantifiziert - wobei die Metrik insbesondere die Streuung der Lerndaten quantifiziert, die aufgezeichnet wurden, während sich die Maschine höchstwahrscheinlich im Betriebsmodus befand - und die Auslöseschwelle wird in Abhängigkeit von der Metrik berechnet, vorzugsweise als ein vorbestimmter Bruchteil der Metrik. Die Berechnung der Metrik, die die Streuung der Lerndaten quantifiziert, ermöglicht die Ableitung der Auslöseschwelle mit geringem zusätzlichem Aufwand. Die Auslöseschwelle kann in Abhängigkeit von der Metrik berechnet werden, z.B. als ein vorbestimmter Bruchteil der Metrik.According to a preferred embodiment of the present invention, in the step of calculating the trigger threshold, a metric is calculated that quantifies a scatter of the learning data - wherein the metric in particular quantifies the scatter of the learning data recorded while the machine was most likely in the operating mode - and the trigger threshold is calculated as a function of the metric, preferably as a predetermined fraction of the metric. The calculation of the metric that quantifies the scatter of the learning data enables the derivation of the trigger threshold with little additional effort. The trigger threshold can be calculated as a function of the metric, e.g. as a predetermined fraction of the metric.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Lerndaten und/oder die im Schritt der Triggerschwellenberechnung ermittelte Triggerschwelle - insbesondere über eine Gateway-Einheit - an ein Backend-System gesendet. Diese optionale Ausführungsform hat den Vorteil, dass die lokal von den Rechenmitteln des Sensorsystems durchgeführte Triggerschwellenberechnung durch Rechenmittel des Backend-Systems ergänzt werden kann. Das Backend-System kann z.B. mittels einer Cloud realisiert werden.According to a preferred embodiment of the present invention, the learning data and/or the trigger threshold determined in the trigger threshold calculation step are sent to a backend system - in particular via a gateway unit. This optional embodiment has the advantage that the trigger threshold calculation carried out locally by the computing means of the sensor system can be supplemented by computing means of the backend system. The backend system can be implemented using a cloud, for example.
Vorzugsweise wird die ermittelte Auslöseschwelle im Backend-System validiert. Die Validierung im Backend-System kann durch die Verwendung der im Lernmodus gewonnenen Lerndaten und durch die Verwendung von: -
- statistische Methoden, und/oder
- - maschinelles Lernen, und/oder
- - künstliche Intelligenz.
- statistical methods, and/or
- - machine learning, and/or
- - artificial intelligence.
Kann die vom Sensorsystem ermittelte Auslöseschwelle vom Backend-System validiert werden, sind keine Anpassungen erforderlich, und das Sensorsystem kann ohne weitere Eingaben des Backend-Systems im Zustandsüberwachungsmodus arbeiten. Wenn andererseits der vom Sensorsystem berechnete Auslöseschwellenwert vom Backend-System nicht validiert wird, kann das Backend-System einen geeigneten Auslöseschwellenwert auf der Grundlage der dem Backend-System bereitgestellten Lerndaten berechnen. Das Backend-System kann im Vergleich zu den Rechenmitteln des Sensorsystems effizientere Rechenmittel umfassen, die präzisere Algorithmen und/oder Techniken zur Berechnung der Auslöseschwelle implementieren können. Falls die vom Sensorsystem berechnete Auslöseschwelle vom Backend-System nicht bestätigt wird, kann alternativ ein Benutzer des Sensorsystems informiert und aufgefordert werden, die Auslöseschwelle für das Sensorsystem manuell festzulegen.If the trigger threshold determined by the sensor system can be validated by the backend system, no adjustments are required and the sensor system can operate in condition monitoring mode without any further input from the backend system. On the other hand, if the trigger threshold calculated by the sensor system is not validated by the backend system, the backend system can calculate an appropriate trigger threshold based on the learning data provided to the backend system. The backend system may comprise more efficient computing means compared to the computing means of the sensor system, which may implement more precise algorithms and/or techniques for calculating the trigger threshold. Alternatively, if the trigger threshold calculated by the sensor system is not confirmed by the backend system, a user of the sensor system may be informed and prompted to manually set the trigger threshold for the sensor system.
Erfindungsgemäß ist es möglich, dass der Zustandszustand der Maschine mittels oder basierend auf dem von dem Schwingungs- und/oder Temperatursensor gemessenen Maschinenvibrationssignal und/oder Temperatursignal der Maschine, insbesondere im Zustandsüberwachungsmodus des Sensorsystems in Schritt b), ermittelt wird. Vorteilhafterweise kann das Maschinensignal des Triggersensors dazu verwendet werden, zu erkennen, ob die Maschine in Betrieb ist, insbesondere ob die Maschine in Betrieb ist, so dass ein Zustandszustand der Maschine ermittelt werden kann. Insbesondere wird in Schritt b) durch Vergleich des Maschinensignals (des Triggersensors) mit der Triggerschwelle ermittelt, ob die Maschine in Betrieb ist, insbesondere ob sich die Maschine in einem Betriebszustand befindet, so dass der Zustandszustand der Maschine ermittelt werden kann. Vorzugsweise wird nur dann, wenn festgestellt wird, dass sich die Maschine in einem solchen Betriebszustand befindet, der Schwingungs- und/oder Temperatursensor derart getriggert, dass der Schwingungs- und/oder Temperatursensor aktiviert und/oder in einen Messzustand zur Messung des Schwingungs- und/oder Temperatursignals überführt wird.According to the invention, it is possible for the state of the machine to be determined by means of or based on the machine vibration signal and/or temperature signal of the machine measured by the vibration and/or temperature sensor, in particular in the state monitoring mode of the sensor system in step b). Advantageously, the machine signal of the trigger sensor can be used to detect whether the machine is in operation, in particular whether the machine is in operation, so that a state of the machine can be determined. In particular, in step b), by comparing the machine signal (of the trigger sensor) with the trigger threshold, it is determined whether the machine is in operation, in particular whether the machine is in an operating state, so that the state of the machine can be determined. Preferably, only when it is determined that the machine is in such an operating state is the vibration and/or temperature sensor triggered in such a way that the vibration and/or temperature sensor is activated and/or transferred to a measuring state for measuring the vibration and/or temperature signal.
Es ist denkbar, dass sich der Zustandszustand der Maschine z.B. darauf bezieht, ob die Maschine einen Defekt aufweist oder Verschleißerscheinungen zeigt. Solche Auswirkungen können im Schwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine oder mittels des Schwingungs- und/oder Temperatursignals der Maschine erkannt werden.It is conceivable that the condition of the machine relates, for example, to whether the machine has a defect or is showing signs of wear. Such effects can be detected in the vibration and/or temperature signal of the machine or by means of the vibration and/or temperature signal of the machine.
Vorzugsweise ist es denkbar, dass der Schwingungs- und/oder Temperatursensor zumindest ein MEMS (mikroelektromechanisches System) zur Messung eines Maschinenschwingungssignals umfasst. Vorzugsweise ist es denkbar, dass der Triggersensor zumindest ein MEMS (mikroelektromechanisches System) zur Messung eines Maschinenvibrationssignals umfasst.Preferably, it is conceivable that the vibration and/or temperature sensor comprises at least one MEMS (microelectromechanical system) for measuring a machine vibration signal. Preferably, it is conceivable that the trigger sensor comprises at least one MEMS (microelectromechanical system) for measuring a machine vibration signal.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Auslöseschwelle ein Auslöseschwellenwert sein.In the context of the present invention, the trigger threshold may be a trigger threshold value.
Gemäß einer Ausführungsform ist es bevorzugt, dass in Schritt b) (d.h. im Zustandsüberwachungsmodus des Sensorsystems) in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen dem vom Triggersensor gemessenen Maschinensignal und der Triggerschwelle der Vibrations- und/oder Temperatursensor von einem Aus-Zustand oder Ruhezustand in den Messzustand überführt wird, so dass ein Messschritt mittels des Vibrations- und/oder Temperatursensors durchgeführt wird. Vorzugsweise ist der Vibrations- und/oder Temperatursensor in dem Aus-Zustand oder Ruhezustand des Vibrations- und/oder Temperatursensors deaktiviert, so dass der Vibrations- und/oder Temperatursensor das Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal der Maschine nicht misst. Besonders bevorzugt ist es, dass im Aus-Zustand oder Ruhezustand des Vibrations- und/oder Temperatursensors der Energieverbrauch des Vibrations- und/oder Temperatursensors geringer ist als im Messzustand.According to one embodiment, it is preferred that in step b) (i.e. in the condition monitoring mode of the sensor system), depending on the comparison between the machine signal measured by the trigger sensor and the trigger threshold, the vibration and/or temperature sensor is transferred from an off state or idle state to the measuring state, so that a measuring step is carried out by means of the vibration and/or temperature sensor. Preferably, the vibration and/or temperature sensor is deactivated in the off state or idle state of the vibration and/or temperature sensor, so that the vibration and/or temperature sensor does not measure the machine vibration and/or temperature signal of the machine. It is particularly preferred that in the off state or idle state of the vibration and/or temperature sensor, the energy consumption of the vibration and/or temperature sensor is lower than in the measuring state.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass es sich bei der Maschine um eine nicht kontinuierlich arbeitende Maschine und/oder um eine Maschine mit unterschiedlichen Betriebszuständen bzw. -modi oder -bedingungen handelt. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Maschine umfasst oder ist eine:
- -- eine Baumaschine, insbesondere ein Kran,
- -- eine Bergbaumaschine,
- -- eine Landmaschine,
- -- eine Bearbeitungsmaschine,
- -- Logistikmaschine, insbesondere Regalbediengerät,
- -- Transportmaschine, insbesondere U-Bahn, Eisenbahn oder Zug
- -- Pumpe oder Förderer in einer Zellstofffabrik.
- -- a construction machine, in particular a crane,
- -- a mining machine,
- -- an agricultural machine,
- -- a processing machine,
- -- Logistics machine, in particular storage and retrieval machine,
- -- transport machine, especially subway, railway or train
- -- Pump or conveyor in a pulp mill.
Alternativ kann es sich auch um eine kontinuierlich arbeitende Maschine handeln.Alternatively, it can also be a continuously operating machine.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Sensorsystem Teil der Maschine sein oder an der Maschine oder an einer Komponente der Maschine angebracht sein. Die genaue Position des Sensorsystems kann von der Art der Maschine abhängen. According to an embodiment of the present invention, the sensor system may be part of the machine or attached to the machine or to a component of the machine. The exact position of the sensor system may depend on the type of machine.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Vibrations- und/oder Temperatursensor und dem Auslösesensor um drahtlose Sensoren, die Energiespeicher und/oder Energiegewinnungseinrichtungen umfassen. So ist es beispielsweise denkbar, dass der Vibrations- und/oder Temperatursensor und/oder der Triggersensor eine oder mehrere Batterien umfassen. Es ist denkbar, dass der Triggersensor eine Komponente oder Unterkomponente des Vibrations- und/oder Temperatursensors ist. Es ist denkbar, dass der Triggersensor zumindest teilweise unabhängig von dem übrigen Vibrations- und/oder Temperatursensor verwendet und/oder betrieben wird. Es ist aber auch möglich, dass gemäß der vorliegenden Erfindung der Triggersensor und der Vibrations- und/oder Temperatursensor getrennte Sensoren sind.Preferably, the vibration and/or temperature sensor and the trigger sensor are wireless sensors that include energy storage and/or energy generation devices. For example, it is conceivable that the vibration and/or temperature sensor and/or the trigger sensor include one or more batteries. It is conceivable that the trigger sensor is a component or subcomponent of the vibration and/or temperature sensor. It is conceivable that the trigger sensor is used and/or operated at least partially independently of the rest of the vibration and/or temperature sensor. However, it is also possible that according to the present invention the trigger sensor and the vibration and/or temperature sensor are separate sensors.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
- - der Triggersensor zur Messung einer Maschinenschwingung der Maschine ausgebildet, wobei vorzugsweise das vom Triggersensor im Triggerschritt und/oder im Lerntriggerschritt gemessene Maschinensignal ein Triggerschwingungssignal der Maschine ist; und/oder
- - der Triggersensor zur Messung eines elektrischen Signals der Maschine, insbesondere eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung, ausgebildet, wobei vorzugsweise das vom Triggersensor im Triggerschritt und/oder im Lerntriggerschritt gemessene Maschinensignal ein elektrisches Signal der Maschine ist. Besonders bevorzugt ist es, dass der Triggersensor ein Schwingungssensor, insbesondere ein MEMS-Schwingungssensor,
- - the trigger sensor is designed to measure a machine vibration of the machine, wherein preferably the machine signal measured by the trigger sensor in the trigger step and/or in the learning trigger step is a trigger vibration signal of the machine; and/or
- - the trigger sensor is designed to measure an electrical signal of the machine, in particular an electrical current and/or an electrical voltage, wherein the machine signal measured by the trigger sensor in the trigger step and/or in the learning trigger step is preferably an electrical signal of the machine. It is particularly preferred that the trigger sensor is a vibration sensor, in particular a MEMS vibration sensor,
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vor dem Übergang des Vibrations- und/oder Temperatursensors in den Messzustand und/oder bevor der Vibrations- und/oder Temperatursensor das Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal im Messschritt misst, ein Maschinenstabilisierungsalgorithmus durchgeführt, insbesondere mittels Rechenmitteln des Triggersensors und/oder Rechenmitteln einer Gateway-Einheit und/oder Rechenmitteln der Maschine, wobei der Maschinenstabilisierungsalgorithmus umfasst, dass:
- -- eine Wartezeit abgewartet wird, bevor der Vibrations- und/oder Temperatursensor in den Messzustand übergeht und/oder bevor der Vibrations- und/oder Temperatursensor das Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal im Messschritt misst, und/oder
- -- eine Voranalyse zur Verifizierung oder Überprüfung, dass die Maschine in Betrieb ist und/oder zur Verifizierung oder Überprüfung, dass die Maschine in einem Betriebszustand ist, durchgeführt wird,
- -- a waiting time is waited before the vibration and/or temperature sensor goes into the measuring state and/or before the vibration and/or temperature sensor measures the machine vibration and/or temperature signal in the measuring step, and/or
- -- a preliminary analysis is carried out to verify or check that the machinery is in operation and/or to verify or check that the machinery is in an operating condition,
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die im Lernmodus gewonnenen Lerndaten zusätzlich zur Bestimmung eines, einiger oder aller der folgenden Parameter verwendet, die im Zustandsüberwachungsmodus, insbesondere in Schritt b), zu verwenden sind: -
- eine Dauer für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Triggerschritt,
- - eine Abtastrate für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Triggerschritt,
- - eine Wiederholrate oder ein Intervall oder eine Tageszeit oder eine Wochenzeit für die Durchführung des Triggerschritts, insbesondere für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Triggerschritt,
- - ein oder mehrere Parameter des Maschinenstabilisierungsalgorithmus, insbesondere eine Dauer der Wartezeit. Der oder die Parameter werden vorzugsweise unter Verwendung der im Lernmodus in Schritt a) gewonnenen Lerndaten und unter Verwendung von: - statistische Verfahren, und/oder
- - maschinelles Lernen, und/oder
- - künstliche Intelligenz. Dabei können nicht nur die Auslöseschwelle, sondern auch weitere Parameter für den Betrieb des Sensorsystems im Zustandsüberwachungsmodus auf Basis der im Lernmodus gewonnenen Lerndaten bestimmt oder berechnet werden.
- a duration for measuring the machine signal of the machine in the trigger step,
- - a sampling rate for measuring the machine signal of the machine in the trigger step,
- - a repetition rate or an interval or a time of day or a time of week for performing the trigger step, in particular for measuring the machine signal of the machine in the trigger step,
- - one or more parameters of the machine stabilization algorithm, in particular a duration of the waiting time. The parameter or parameters are preferably determined using the learning data obtained in the learning mode in step a) and using: - statistical methods, and/or
- - machine learning, and/or
- - artificial intelligence. Not only the trigger threshold, but also other parameters for the operation of the sensor system in condition monitoring mode can be determined or calculated based on the learning data obtained in learning mode.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft möglich, dass das Sensorsystem und/oder die Maschine - vorzugsweise vor und/oder während des Betriebs des Sensorsystems im Lernmodus - mit vordefinierten Werten für einen, einige oder alle dieser Parameter versehen wird:
- - eine Dauer für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Lerntriggerschritt,
- - eine Abtastrate für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Lerntriggerschritt,
- - eine Wiederholrate oder ein Intervall oder eine Tageszeit oder eine Wochenzeit für die Durchführung des Lerntriggerschritts, insbesondere für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Lerntriggerschritt,
- - einen oder mehrere Parameter des Maschinenstabilisierungsalgorithmus, insbesondere eine Dauer der Wartezeitperiode.
- - a duration for measuring the machine signal of the machine in the learning trigger step,
- - a sampling rate for measuring the machine signal of the machine in the learning trigger step,
- - a repetition rate or an interval or a time of day or a time of week for performing the learning trigger step, in particular for measuring the machine signal of the machine in the learning trigger step,
- - one or more parameters of the machine stabilization algorithm, in particular a duration of the waiting period.
Die vordefinierten Werte der genannten Parameter können im Lernmodus, insbesondere im Schritt a), verwendet werden.The predefined values of the mentioned parameters can be used in the learning mode, especially in step a).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird während und/oder nach der Messung des Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignals mittels des Vibrations- und/oder Temperatursensors im Messschritt eine Abnahmeprüfung mittels eines Abnahmekriteriums für das gemessene Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal durchgeführt, wobei das gemessene Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal nur bei Erfüllung des Abnahmekriteriums zur Bestimmung des Maschinenzustands verwendet wird.According to a preferred embodiment of the present invention, during and/or after the measurement of the machine vibration and/or temperature signal by means of the vibration and/or temperature sensor in the measuring step, an acceptance test is carried out by means of an acceptance criterion for the measured machine vibration and/or temperature signal, wherein the measured machine vibration and/or temperature signal is only used to determine the machine condition if the acceptance criterion is met.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass die Abnahmeprüfung durch Rechenmittel des Vibrations- und/oder Temperatursensors durchgeführt wird, wobei das gemessene Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal nur dann von dem Vibrations- und/oder Temperatursensor und/oder von den Rechenmitteln des Vibrations- und/oder Temperatursensors an eine Gateway-Instanz übermittelt wird, wenn das Abnahmekriterium erfüllt ist. Insbesondere ist es möglich, dass der Schwingungs- und/oder Temperatursensor und/oder die Rechenmittel des Schwingungs- und/oder Temperatursensors das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal nicht übertragen, wenn das Akzeptanzkriterium nicht erfüllt ist. Dadurch kann der Energieverbrauch der Kommunikationsmittel, die für die Übertragung des gemessenen Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals vom Schwingungs- und/oder Temperatursensor an die Gateway-Instanz verwendet werden, minimiert werden, da vermieden wird, dass unbrauchbare Daten oder Daten mit unzureichender Qualität übertragen werden.According to a preferred embodiment of the present invention, it is conceivable that the acceptance test is carried out by computing means of the vibration and/or temperature sensor, wherein the measured machine vibration and/or temperature signal is only transmitted from the vibration and/or temperature sensor and/or from the computing means of the vibration and/or temperature sensor to a gateway instance if the acceptance criterion is met. In particular, it is possible for the vibration and/or temperature sensor and/or the computing means of the vibration and/or temperature sensor not to transmit the measured machine vibration and/or temperature signal if the acceptance criterion is not met. This makes it possible to minimize the energy consumption of the communication means used to transmit the measured machine vibration and/or temperature signal from the vibration and/or temperature sensor to the gateway instance, since it is avoided that unusable data or data with insufficient quality are transmitted.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Akzeptanzkriterium einen Akzeptanzschwellenwert, wobei die Akzeptanzprüfung die Überwachung umfasst, ob das gemessene Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal, insbesondere während der Messung des Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignals, unter den Akzeptanzschwellenwert für eine vordefinierte Anzahl von aufeinanderfolgenden Abtastungen des gemessenen Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignals fällt, wobei vorzugsweise das Akzeptanzkriterium nicht erfüllt ist, wenn das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal für die vorgegebene Anzahl aufeinanderfolgender Abtastwerte unter den Akzeptanzschwellenwert abfällt, wobei vorzugsweise das Akzeptanzkriterium erfüllt ist, wenn das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal während der Dauer eines Messzeitintervalls für die vorgegebene Anzahl aufeinanderfolgender Abtastwerte nicht unter den Akzeptanzschwellenwert abfällt. Es ist denkbar, dass das Messzeitintervall ein vordefiniertes Messzeitintervall ist. Das Messzeitintervall kann z.B. von einem Bediener gewählt oder ausgewählt werden und/oder kann von der Maschine und/oder den Einsatzbedingungen der Maschine abhängen. Beispielsweise kann das Messzeitintervall in der Größenordnung von Sekunden liegen, z.B. 3 Sekunden oder 5 Sekunden. Alternativ ist es denkbar, dass die Dauer des Messzeitintervalls unter Verwendung der im Lernmodus des Sensorsystems in Schritt a) gewonnenen Lerndaten bestimmt wird. Besonders bevorzugt ist es, dass beim Unterschreiten des Akzeptanzschwellenwertes des gemessenen Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals die Anzahl der aufeinanderfolgenden Abtastungen (z.B. die Anzahl der aufeinanderfolgenden Einzelmesswerte) des Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals so lange gezählt wird, wie das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal unterhalb des Akzeptanzschwellenwertes bleibt und/oder nicht über den Akzeptanzschwellenwert ansteigt. Es ist denkbar, dass diese Zählung der aufeinanderfolgenden Abtastwerte des gemessenen Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals aufgehoben und/oder zurückgesetzt wird, wenn das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal über den Akzeptanzschwellenwert ansteigt. Vorzugsweise wird, wenn das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal wieder unter den Akzeptanzschwellenwert fällt, die Zählung der aufeinanderfolgenden Abtastungen wieder bei Null begonnen. Erreicht die Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben die vordefinierte Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben, ist das Akzeptanzkriterium vorzugsweise nicht erfüllt. Vorzugsweise ist das Akzeptanzkriterium erfüllt, wenn die Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben die vordefinierte Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben nicht erreicht.According to a preferred embodiment of the present invention, the acceptance criterion comprises an acceptance threshold, wherein the acceptance test comprises monitoring whether the measured machine vibration and/or temperature signal, in particular during the measurement of the machine vibration and/or temperature signal, falls below the acceptance threshold for a predefined number of consecutive samples of the measured machine vibration and/or temperature signal, wherein preferably the acceptance criterion is not met if the measured machine vibration and/or temperature signal falls below the acceptance threshold for the predetermined number of consecutive samples, wherein preferably the acceptance criterion is met if the measured machine vibration and/or temperature signal does not fall below the acceptance threshold during the duration of a measurement time interval for the predetermined number of consecutive samples. It is conceivable that the measurement time interval is a predefined measurement time interval. The measurement time interval can, for example, be chosen or selected by an operator and/or can depend on the machine and/or the operating conditions of the machine. For example, the measurement time interval can be in the order of seconds, e.g. 3 seconds or 5 seconds. Alternatively, it is conceivable that the duration of the measurement time interval is determined using the learning data obtained in the learning mode of the sensor system in step a). It is particularly preferred that when the acceptance threshold of the measured machine vibration and/or temperature signal is undershot, the number of consecutive samples (e.g. the number of consecutive individual measured values) of the machine vibration and/or temperature signal is counted as long as the measured machine vibration and/or temperature signal remains below the acceptance threshold and/or does not rise above the acceptance threshold. It is conceivable that this counting of the consecutive samples of the measured machine vibration and/or temperature signal is canceled and/or reset when the measured machine vibration and/or temperature signal rises above the acceptance threshold. Preferably, when the measured machine vibration and/or temperature signal falls below the acceptance threshold again, the counting of the consecutive samples is started again from zero. If the number of consecutive samples reaches the predefined number of consecutive samples, the acceptance criterion is preferably not met. Preferably, the acceptance criterion is met if the number of consecutive samples does not reach the predefined number of consecutive samples.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass die Messung des Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals mittels des Schwingungs- und/oder Temperatursensors im Messschritt beendet wird:
- -- in Reaktion auf den Empfang eines weiteren Triggersignals durch den Vibrations- und/oder Temperatursensor, insbesondere von dem weiteren Sensor und/oder der Rechnereinrichtung, wobei das weitere Triggersignal anzeigt, dass sich die Maschine nicht im Betriebszustand befindet und/oder aus dem Betriebszustand übergegangen ist und/oder dass ein stabiler Arbeitszustand der Maschine beendet ist; und/oder
- -- als Reaktion auf den Empfang eines weiteren Triggersignals durch den Vibrations- und/oder Temperatursensor von dem Triggersensor, wobei das weitere Triggersignal anzeigt, dass sich die Maschine nicht in dem Betriebszustand befindet und/oder aus dem Betriebszustand übergegangen ist und/oder dass ein stabiler Arbeitszustand der Maschine beendet ist; und/oder
- -- wenn ein Messzeitintervall verstrichen ist; und/oder
- -- wenn eine vordefinierte Gesamtzahl von Abtastungen des Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignals erhalten wurde.
- -- in response to the receipt of a further trigger signal by the vibration and/or temperature sensor, in particular from the further sensor and/or the computer device, wherein the further trigger signal indicates that the machine is not in the operating state and/or has transitioned from the operating state and/or that a stable operating state of the machine has ended; and/or
- -- in response to the receipt of a further trigger signal by the vibration and/or temperature sensor from the trigger sensor, the further trigger signal indicating that the machine is not in the operating state and/or has transitioned from the operating state and/or that a stable operating state of the machine has ended; and/or
- -- when a measurement time interval has elapsed; and/or
- -- when a predefined total number of samples of the machine vibration and/or temperature signal have been obtained.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe schlägt die Erfindung ferner ein System zur Ermittlung eines Maschinenzustands, insbesondere zur Zustandsüberwachung einer Maschine vor, wobei das System ein Sensorsystem umfasst, wobei das System optional die Maschine umfasst, wobei das Sensorsystem an der Maschine anbringbar oder in der Maschine enthalten ist,
wobei das Sensorsystem umfasst: -
- einen Vibrations- und/oder Temperatursensor zum Messen einer Maschinenvibration und/oder einer Temperatur der Maschine, und
- - einen Triggersensor;
wobei das System konfiguriert ist, um ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße System ein computerimplementiertes System, das Mittel zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.To achieve the above-mentioned object, the invention further proposes a system for determining determination of a machine condition, in particular for monitoring the condition of a machine, wherein the system comprises a sensor system, wherein the system optionally comprises the machine, wherein the sensor system can be attached to the machine or is contained in the machine,
wherein the sensor system comprises: -
- a vibration and/or temperature sensor for measuring a machine vibration and/or a temperature of the machine, and
- - a trigger sensor;
wherein the system is configured to perform a method according to an embodiment of the present invention.
Preferably, the system according to the invention is a computer-implemented system comprising means for carrying out a method according to an embodiment of the present invention.
Zur Lösung des oben genannten Problems schlägt die Erfindung außerdem ein Computerprogramm vor, das Anweisungen enthält, die, wenn das Computerprogramm von einem oder mehreren Computermitteln - insbesondere von einem Sensorsystem und/oder von einer Maschine und/oder von einer Gateway-Einheit und/oder von einem Backend-System - ausgeführt wird, bewirken, dass das eine oder die mehreren Computermittel ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführen.To solve the above-mentioned problem, the invention further proposes a computer program containing instructions which, when the computer program is executed by one or more computer means - in particular by a sensor system and/or by a machine and/or by a gateway unit and/or by a backend system - cause the one or more computer means to carry out a method according to an embodiment of the present invention.
Für das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Computerprogramm können die gleichen Ausführungsformen, Vorteile und technischen Effekte erzielt werden, die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder in Verbindung mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wurden.For the system according to the invention and the computer program according to the invention, the same embodiments, advantages and technical effects can be achieved that were described in connection with the method according to the invention or in connection with an embodiment of the method according to the invention.
Diese und andere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die Beschreibung dient nur der Veranschaulichung, ohne den Umfang der Erfindung einzuschränken. Die nachstehend zitierten Bezugszahlen beziehen sich auf die beigefügten Zeichnungen.
-
-
-
3 zeigt eine schematische Darstellung des Betriebs eines Sensorsystems in einem Lernmodus zur Bestimmung einer Auslöseschwelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
-
-
6A zeigt ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem die gemessenen Daten einen Akzeptanztest nicht bestehen; -
6B zeigt ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem die gemessenen Daten einen Akzeptanztest bestehen.
-
-
-
3 shows a schematic representation of the operation of a sensor system in a learning mode for determining a trigger threshold according to an embodiment of the present invention; -
-
-
6A shows a method according to an embodiment of the present invention in which the measured data fails an acceptance test; -
6B shows a method according to an embodiment of the present invention, in which the measured data passes an acceptance test.
In
In
Nach Beendigung des Lernmessschritts S21, entweder mit oder ohne die zuvor erwähnte Verlängerungszeit, und vor dem Betrieb des Sensorsystems im Zustandsüberwachungsmodus wird das Sensorsystem in einen Triggerschwellenberechnungsschritt S23 überführt. Im Schritt S23 zur Berechnung der Auslöseschwelle werden die im Lernmodus erhaltenen Lerndaten zur Bestimmung der Auslöseschwelle verwendet, die im Zustandsüberwachungsmodus des Sensorsystems verwendet werden soll. Der Auslöseschwellenberechnungsschritt S23 wird durch das Sensorsystem, insbesondere durch eine Recheneinrichtung des Sensorsystems, vorzugsweise durch eine Recheneinrichtung des Schwingungs- und/oder Temperatursensors 10, durchgeführt. In dem Auslöseschwellenberechnungsschritt S23 wird eine Metrik berechnet, die eine Streuung der Lerndaten quantifiziert - wobei die Metrik insbesondere die Streuung der Lerndaten quantifiziert, die aufgezeichnet wurden, während sich die Maschine höchstwahrscheinlich im Betriebsmodus befand - und die Auslöseschwelle wird in Abhängigkeit von der Metrik berechnet, vorzugsweise als ein vorbestimmter Bruchteil der Metrik.After completion of the learning measurement step S21, either with or without the aforementioned extension time, and before operating the sensor system in the condition monitoring mode, the sensor system is transferred to a trigger threshold calculation step S23. In the trigger threshold calculation step S23, the learning data obtained in the learning mode are used to determine the trigger threshold to be used in the condition monitoring mode of the sensor system. The trigger threshold calculation step S23 is performed by the sensor system, in particular by a computing device of the sensor system, preferably by a computing device of the vibration and/or
Optional werden am Ende des Auslöseschwellenberechnungsschritts S23 die Lerndaten und/oder die im Auslöseschwellenberechnungsschritt S23 ermittelte Auslöseschwelle - insbesondere über eine Gateway-Einheit 50 - an das Backend-System 60 gesendet. Die ermittelte Auslöseschwelle kann dann im Backend-System 60 validiert werden.Optionally, at the end of the trigger threshold calculation step S23, the learning data and/or the trigger threshold determined in the trigger threshold calculation step S23 are sent - in particular via a gateway unit 50 - to the
In
In dem Messschritt misst der Vibrations- und/oder Temperatursensor 10 ein Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal der Maschine 1 zur Bestimmung des Zustands der Maschine. Im Schritt S33 wird für das gemessene Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal eine Abnahmeprüfung 303 mittels eines Abnahmekriteriums durchgeführt, wobei das gemessene Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal nur dann zur Bestimmung des Zustands der Maschine 1 verwendet wird, wenn das Abnahmekriterium erfüllt ist. Eine Ausführungsform des Akzeptanztests 303 wird anhand der
In the measuring step, the vibration and/or
In
Eine Ausführungsform des Akzeptanztests 303 wird anhand der
Erreicht die Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben die vordefinierte Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben, ist das Akzeptanzkriterium nicht erfüllt und die Akzeptanzprüfung nicht bestanden. Diese Situation ist in
Erreicht die Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben jedoch nicht die vordefinierte Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben, ist das Akzeptanzkriterium erfüllt und die Akzeptanzprüfung ist bestanden. Diese Situation ist in
Bezugszeichenreference sign
- 11
- Maschinemachine
- 1010
- Schwingungs- und/oder Temperatursensorvibration and/or temperature sensor
- 2020
- Auslösesensortrigger sensor
- 5050
- Gateway-Einheitgateway unit
- 6060
- Backend-System und/oder Netzwerkbackend system and/or network
- 7070
- Benutzergerätuser device
- 100100
- Akzeptanzschwellenwertacceptance threshold
- 200200
- Messzeitintervallmeasurement time interval
- 300300
- PunktPoint
- 301301
- Wartezeitwaiting time
- 302302
- Algorithmus zur Maschinenstabilisierungalgorithm for machine stabilization
- 303303
- Abnahmeprüfungacceptance test
- 900 - 905900 - 905
- Punktepoints
- 910 - 912910 - 912
- Zeitintervalletime intervals
- S21 - S23S21 - S23
- Schrittesteps
- S31 - S33S31 - S33
- Schrittesteps
- tt
- ZeitTime
- vv
- Vibrationvibration
- xx
- Messungenmeasurements
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102021129363 B3 [0004, 0009]DE 102021129363 B3 [0004, 0009]
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-
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