Automatisierte Vibrationserkennung von industriell eingesetzten Riemenantrieben in Hardware in the Loop (HiL)

Publikation: Beitrag in Buch/Bericht/Sammelwerk/KonferenzbandAufsatz in KonferenzbandForschungPeer-Review

Autoren

  • D. Beckmann
  • M. Dagen
  • J. Immel
  • T. Ortmaier

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Details

OriginalspracheDeutsch
Titel des SammelwerksTagungsband zur SPS/IPC/DRIVES 2013
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2013

Abstract

In diesem Beitrag wurde ein onlinefähiges Verfahren zur Vibrationserkennung basierend auf der diskreten Wavelet-Transformation (DWT) vorgestellt. Damit ist es möglich, zeitlich exakt eine auftretende Resonanzfrequenz zu detektieren. Durch diese Eigenschaft eignet sich das Verfahren besonders als Kontrollmethode für eine (teil)automatisierte Reglereinstellung sowie für eine manuelle Parametrierung im laufenden Betrieb der Anlage. Durch eine FFT ist die Detektion von Schwingungen häufig nur durch einen Vorher-Nachher-Vergleich zu erkennen. Zudem kommt bei einer FFT erschwerend hinzu, dass geeignete Schwellwerte definiert werden müssen, die unter Umständen von Anlage zu Anlage variieren können. Durch die Normierung der Bänder einer DWT wird dieser Nachteil eliminiert und somit ist eine breitere Einsetzbarkeit gewährleistet. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren für Condition Monitoring. Das entwickelte Konzept wurde an einem institutseigenen Hardware-in-the-Loop System getestet und validiert. Eine prozessornahe SPI-Schnittstelle ermöglicht dabei den direkten Zugriff auf interne Mess- und Stellgrößen des Antriebs im Reglertakt. Diese Methode bietet besonders im Entwicklungsprozess deutliche Vorteile, da Algorithmen direkt in Verbindung mit dem Mikroprozessor umgesetzt werden können. Liefern die Methoden den gewünschten Erfolg, können sie durch automatische Code-Generierungsverfahren direkt in die Firmware des Prozessors übernommen werden. Durch den Vorteil der prozessornahen Schnittstelle sind mit dieser HiL-Umgebung weiterführender Regelungskonzepte (z.B. beobachtergestützte Zustandsregelung) und Parameterschätzung einfach auf Mikroprozessoren umsetzbar.

Zitieren

Automatisierte Vibrationserkennung von industriell eingesetzten Riemenantrieben in Hardware in the Loop (HiL). / Beckmann, D.; Dagen, M.; Immel, J. et al.
Tagungsband zur SPS/IPC/DRIVES 2013. 2013.

Publikation: Beitrag in Buch/Bericht/Sammelwerk/KonferenzbandAufsatz in KonferenzbandForschungPeer-Review

Beckmann, D, Dagen, M, Immel, J & Ortmaier, T 2013, Automatisierte Vibrationserkennung von industriell eingesetzten Riemenantrieben in Hardware in the Loop (HiL). in Tagungsband zur SPS/IPC/DRIVES 2013.
Beckmann, D., Dagen, M., Immel, J., & Ortmaier, T. (2013). Automatisierte Vibrationserkennung von industriell eingesetzten Riemenantrieben in Hardware in the Loop (HiL). In Tagungsband zur SPS/IPC/DRIVES 2013
Beckmann D, Dagen M, Immel J, Ortmaier T. Automatisierte Vibrationserkennung von industriell eingesetzten Riemenantrieben in Hardware in the Loop (HiL). in Tagungsband zur SPS/IPC/DRIVES 2013. 2013
Beckmann, D. ; Dagen, M. ; Immel, J. et al. / Automatisierte Vibrationserkennung von industriell eingesetzten Riemenantrieben in Hardware in the Loop (HiL). Tagungsband zur SPS/IPC/DRIVES 2013. 2013.
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TY - GEN

T1 - Automatisierte Vibrationserkennung von industriell eingesetzten Riemenantrieben in Hardware in the Loop (HiL)

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AU - Ortmaier, T.

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - In diesem Beitrag wurde ein onlinefähiges Verfahren zur Vibrationserkennung basierend auf der diskreten Wavelet-Transformation (DWT) vorgestellt. Damit ist es möglich, zeitlich exakt eine auftretende Resonanzfrequenz zu detektieren. Durch diese Eigenschaft eignet sich das Verfahren besonders als Kontrollmethode für eine (teil)automatisierte Reglereinstellung sowie für eine manuelle Parametrierung im laufenden Betrieb der Anlage. Durch eine FFT ist die Detektion von Schwingungen häufig nur durch einen Vorher-Nachher-Vergleich zu erkennen. Zudem kommt bei einer FFT erschwerend hinzu, dass geeignete Schwellwerte definiert werden müssen, die unter Umständen von Anlage zu Anlage variieren können. Durch die Normierung der Bänder einer DWT wird dieser Nachteil eliminiert und somit ist eine breitere Einsetzbarkeit gewährleistet. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren für Condition Monitoring. Das entwickelte Konzept wurde an einem institutseigenen Hardware-in-the-Loop System getestet und validiert. Eine prozessornahe SPI-Schnittstelle ermöglicht dabei den direkten Zugriff auf interne Mess- und Stellgrößen des Antriebs im Reglertakt. Diese Methode bietet besonders im Entwicklungsprozess deutliche Vorteile, da Algorithmen direkt in Verbindung mit dem Mikroprozessor umgesetzt werden können. Liefern die Methoden den gewünschten Erfolg, können sie durch automatische Code-Generierungsverfahren direkt in die Firmware des Prozessors übernommen werden. Durch den Vorteil der prozessornahen Schnittstelle sind mit dieser HiL-Umgebung weiterführender Regelungskonzepte (z.B. beobachtergestützte Zustandsregelung) und Parameterschätzung einfach auf Mikroprozessoren umsetzbar.

AB - In diesem Beitrag wurde ein onlinefähiges Verfahren zur Vibrationserkennung basierend auf der diskreten Wavelet-Transformation (DWT) vorgestellt. Damit ist es möglich, zeitlich exakt eine auftretende Resonanzfrequenz zu detektieren. Durch diese Eigenschaft eignet sich das Verfahren besonders als Kontrollmethode für eine (teil)automatisierte Reglereinstellung sowie für eine manuelle Parametrierung im laufenden Betrieb der Anlage. Durch eine FFT ist die Detektion von Schwingungen häufig nur durch einen Vorher-Nachher-Vergleich zu erkennen. Zudem kommt bei einer FFT erschwerend hinzu, dass geeignete Schwellwerte definiert werden müssen, die unter Umständen von Anlage zu Anlage variieren können. Durch die Normierung der Bänder einer DWT wird dieser Nachteil eliminiert und somit ist eine breitere Einsetzbarkeit gewährleistet. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren für Condition Monitoring. Das entwickelte Konzept wurde an einem institutseigenen Hardware-in-the-Loop System getestet und validiert. Eine prozessornahe SPI-Schnittstelle ermöglicht dabei den direkten Zugriff auf interne Mess- und Stellgrößen des Antriebs im Reglertakt. Diese Methode bietet besonders im Entwicklungsprozess deutliche Vorteile, da Algorithmen direkt in Verbindung mit dem Mikroprozessor umgesetzt werden können. Liefern die Methoden den gewünschten Erfolg, können sie durch automatische Code-Generierungsverfahren direkt in die Firmware des Prozessors übernommen werden. Durch den Vorteil der prozessornahen Schnittstelle sind mit dieser HiL-Umgebung weiterführender Regelungskonzepte (z.B. beobachtergestützte Zustandsregelung) und Parameterschätzung einfach auf Mikroprozessoren umsetzbar.

M3 - Aufsatz in Konferenzband

BT - Tagungsband zur SPS/IPC/DRIVES 2013

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