Bahnweichen
Fehler an Bahnweichen aus der Leistungsaufnahme ihrer Antriebe vorhersagen.
Bahnindustrie
Fehler an Bahnweichen vorhersagen
In diesem Projekt wird die Leistungsaufnahme von 300 Weichen in Watt überwacht. Die Weichen führen periodische Bewegungen aus und werden von einphasigen oder dreiphasigen Wechselstrom-Elektromotoren angetrieben. Diese komplexen Maschinen bewegen die schweren Weichen entweder über Reibantriebe oder mithilfe hydraulischer Übertragungssysteme.
Was und wie gemessen wird
Leistungsaufnahme jeder Weiche
Zu sehen ist die Leistungskurve eines Drehstrommotors, der die Weichenzunge bewegt. Der Motor ist an ein Hydrauliksystem angeschlossen, das die Kurve ausgleicht, was sehr empfindliche Messgeräte erfordert.
Die grosse Maschine und der Bedarf an hoher Empfindlichkeit bringen erhebliches Rauschen mit sich. Ohne PRECOG ist es fast unmöglich, die Probleme zu finden, weil manche Fehlerarten innerhalb des normalen Kurvenbereichs bleiben.
Strom und Spannung, in Innenräumen
Der Strom wird mit Stromzangen gemessen und die Spannung mit SIL-4-zertifizierten Spannungsmessgeräten. Die Leistungsaufnahme ergibt sich aus Strom mal Spannung. Die Geräte schützen Menschenleben, deshalb verwenden die Messungen SIL-4-zertifizierte Geräte.
Die Leistungsaufnahme wird anstelle der direkten Kraft gemessen, weil sich die Geräte im Innenraum im Relaisraum installieren lassen und dauerhaft messen. Geräte zur direkten Kraftmessung müssen im Freien stehen und eignen sich nur für temporäre Messungen.
Die Analyse solcher Signalverläufe ist auf der Seite Analyse periodischer Bewegungen beschrieben.
Maschinelles Lernen und Datenanalytik
Maschinelles Lernen
Die Algorithmen analysieren die Daten, um Ausfallmuster bei Anlagen wie Weichenantrieben zu finden. Sie helfen, die relevanten Referenzkurven auszuwählen, was das Rauschen verringert und die Genauigkeit der Vorhersage verbessert. Je mehr Daten gesammelt werden, desto grösser wird das Vertrauen in die Vorhersage des Verhaltens der Anlage und der Zeit bis zum Ausfall.
Datenanalytik
Grosse Datenmengen werden verarbeitet, um Trends zu finden und Probleme in Echtzeit zu diagnostizieren. Das hilft, Reparaturen zu priorisieren, ungeplante Ausfälle zu verringern und Wartungspläne zu optimieren.
Tests
Auch andere physikalische Grössen können eine Weiche beeinflussen, zum Beispiel Temperatur, Regen, Schnee und weitere Umwelteinflüsse. Sie spiegeln sich in den Zieldaten wider, die durch Tests der Weiche oder durch die Analyse von Langzeitdaten festgelegt werden können (siehe das Ziel in der Beschreibung der Eingabedatei). Das Testen möglicher Ausfälle und die Analyse der Daten zum Verständnis der physikalischen Zusammenhänge sind entscheidend, um mit PRECOG die richtige Strategie aufzusetzen.
Kostensenkung und Ergebnisse
- Kürzere Logistikketten und kleinere Lager sind mit gezielt eingesetzten Instandhaltungsteams möglich.
- Eine optimierte Nutzung der Anlagen führt zu langfristigen Einsparungen und höherer Zuverlässigkeit.
- Weniger ungeplante Ausfälle senken die Betriebskosten und optimieren den Personaleinsatz.
- Intelligente Instandhaltungsstrategien verbessern die Zuteilung von Ressourcen und die Sicherheit.
- Die Zustandsüberwachung aus der Ferne erkennt Ausfälle früh und verhindert Überwartung.
- Vorausschauende Instandhaltung mit Daten und maschinellem Lernen verringert Stillstände und verlängert die Lebensdauer der Anlagen.
- Es ist eine umweltfreundliche Lösung, weil weniger Instandhaltung einen kleineren CO2-Fussabdruck hinterlässt.
Verarbeitung der Messdaten
- SensorenStromzangen und SIL-4-Spannungsgeräte
- RelaisraumInnenraum, kontinuierliche Messung
- IoT-NetzwerkÜberträgt die Messwerte
- DatenserverRuft für die Analyse den PRECOG-Server auf
- PRECOG APILokal oder in der Cloud
PRECOG ist über eine API verfügbar, mit oder ohne Datenspeicherung, und kann lokal oder in der Cloud betrieben werden. Der Vorteil der Datenspeicherung ist, dass nur die neuesten Daten gesendet werden müssen, was die Zeit bis zur Vorhersage verkürzt. PRECOG befolgt bewährte Verfahren für Sicherheit und Datenschutz, um die Verbindung abzusichern.
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