Intelligenter Sensor erkennt Leckagen

Unter Druck

Die lästige Suche nach Lecks in Druckluftanlagen könnte bald sehr viel einfacher werden: Das Fraunhofer IPA entwickelt zusammen mit Sick einen Leckage-Zusatzservice für einen intelligenten Durchflusssensor. Selbstlernende Algorithmen werten die Messdaten aus und kommen so undichten Stellen auf die Schliche.
 Zentrales Element ist das Clustering: Leckagen schlagen sich in charakteristischen Kurvenverläufen nieder, ein intelligenter Algorithmus erkennt sie und schlägt Alarm.
Zentrales Element ist das Clustering: Leckagen schlagen sich in charakteristischen Kurvenverläufen nieder, ein intelligenter Algorithmus erkennt sie und schlägt Alarm.Bild: Fraunhofer – Institut IPA

Die Norm ISO50001 verpflichtet Unternehmen zum Energiesparen. Sie müssen sich selbst ein Ziel setzen, wie viel Energie sie in den kommenden Jahren einsparen wollen – und dieses dann auch erreichen. Große Einsparpotenziale gibt es beispielsweise bei der Druckluft, einer der verbreitetsten und teuersten Energieformen in der deutschen Industrie. Rund 60.000 Druckluftanlagen sind hierzulande in Betrieb. Zusammen verbrauchen sie Jahr für Jahr 16,6 Terawattstunden, was sieben Prozent des gesamten Stromverbrauchs der heimischen Industrie entspricht. Bis zu 30 Prozent der eingesetzten Energie entweicht jedoch ungenutzt aus winzigen Lecks. Diese Löcher, Knicke oder undichten Verbindungsstücke aufzuspüren, ist bisher jedoch mit großem Aufwand verbunden. „Die auf dem Markt verfügbaren Produkte und Methoden zur Erkennung von Leckagen rechnen sich für viele Anwender nicht“, sagt Daniel Umgelter von der Abteilung Industrielle Energiesysteme am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. „Um sie anzuwenden, muss man entweder immer wieder mit einem Ultraschallgerät Leckagen aufspüren oder neue Ventile zur Einzelüberwachung der Pneumatikaktoren nachrüsten.“ In vielen Unternehmen lebt man deshalb notgedrungen mit der Verschwendung.

Bild: Fraunhofer – Institut IPA

Sensor erkennt Leckagen

Doch künftig soll es keinen Grund mehr geben, Druckluft unnötig entweichen zu lassen und auf die Energieeinsparpotenziale zu verzichten. Denn Forscher Umgelter entwickelt in enger Zusammenarbeit mit Sick einen Leckage-Zusatzservice für deren intelligenten Durchflusssensor. Er zeichnet laufend Druck, Temperatur und Durchflussrate auf und generiert daraus lückenlose Kurvenverläufe. Auswerten soll diese Kurven ein selbstlernender Algorithmus. „Der Clou ist dabei das sogenannte Clustering: Leckagen schlagen sich in charakteristischen Kurvenverläufen nieder. Diese erkennt der Algorithmus und schlägt Alarm“, erklärt Umgelter.

Durchflusssensor lernt sich selber ein

Die Implementierung soll denkbar einfach werden: Der Sensor muss weder mit der Maschinensteuerung der Druckluftanlage noch mit einem Industrie-PC verbunden werden. Stattdessen verfügt der Durchflusssensor selbst über ein kleines Display und weitere Schnittstellen wie MQTT und OPC-UA, welche eine automatisierte Benachrichtigung des Anwenders erlauben.

Zusätzlich kann der Anwender über ein Web-Interface auf den Sensor zugreifen. Außerdem wird sich der Algorithmus selbstständig einlernen. Bei diesem sogenannten unüberwachten maschinellen Lernen muss ein Mensch am Ende nur überprüfen, ob der Algorithmus die richtigen Schlüsse aus den vorliegenden Informationen gezogen hat.

Das könnte Sie auch Interessieren

Weitere Beiträge

Bild: Optalio GmbH
Bild: Optalio GmbH
Leistung ankurbeln

Leistung ankurbeln

Obwohl Ingenieure Maschinen und Anlagen kontinuierlich verbessern, bleibt ihnen das komplette Potenzial im laufenden Betrieb häufig verborgen. Daten- und KI-getriebene Analysen können hier Licht ins Dunkel bringen – und eine Vielzahl an positiven Effekten bewirken, wie die Performance von Maschinen verbessern oder neue Erkenntnisse über Produktionsprozesse gewinnen, wie die Lösung von Optalio zeigt.

mehr lesen
Bild: Althen GmbH Mess- und Sensortechnik
Bild: Althen GmbH Mess- und Sensortechnik
Auf Fehlersuche 
im Führerstand

Auf Fehlersuche im Führerstand

Elektrische Lokomotiven sind mit Überspannungsableitern ausgestattet, die wie Blitzableiter funktionieren und die Instrumente vor Schäden durch plötzliche Überspannung schützen. Was aber, wenn diese Überspannungsableiter aus ungeklärten Gründen nicht zuverlässig funktionieren? Meinke Energy bietet Messdienstleistungen an, um Fehlern auf den Grund zu gehen und verlässt sich dabei auf die Datenerfassung mit den Datenloggern von Althen.

mehr lesen

Anzeige

Anzeige

Anzeige