DE102011118962A1

DE102011118962A1 - diagnostic module

Info

Publication number: DE102011118962A1
Application number: DE201110118962
Authority: DE
Inventors: Wilfried Eichner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-11-19
Filing date: 2011-11-19
Publication date: 2013-05-23
Also published as: WO2013072145A2; WO2013072145A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Diagnosemodul mit einem integrierten Schwingungssensor. Es stellt sich die Aufgabe, ein Diagnosemodul zu schaffen, das kompakt und kostengünstig ist und umfassend und zuverlässig den kompletten Gerätezustand überwacht. Dies wird dadurch erreicht, dass das Diagnosemodul zumindest einen weiteren integrierten Sensor aufweist.The invention relates to a diagnostic module with an integrated vibration sensor. The object is to provide a diagnostic module that is compact and cost-effective and comprehensively and reliably monitors the complete device state. This is achieved in that the diagnostic module has at least one further integrated sensor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Diagnosemodul gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a diagnostic module according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Diagnosemodule mit integrierten Schwingungssensoren erfassen die Schwingungsdaten einer Maschine und führen eine automatische Maschinendiagnose durch. Der Maschinenzustand wird am Messort ermittelt und mittels einer standardisierten Software auf vorgegebene Grenzwerte überwacht und verwaltet. Das ermöglicht eine zustandsbezogene Instandhaltung. Die Schwingungsdiagnosemodule weisen oft interne Applikationen zur zentralen Überwachung auf. Andere weisen zur Übertragung der Messdaten Standard-Datenschnittstellen zur dezentralen Überwachung der Maschinen auf.Such diagnostic modules with integrated vibration sensors detect the vibration data of a machine and perform an automatic machine diagnosis. The machine condition is determined at the measuring location and monitored and managed by means of standardized software to specified limit values. This enables condition-based maintenance. The vibration diagnostic modules often have internal applications for central monitoring. Others have standard data interfaces for decentralized monitoring of the machines for transmitting the measured data.

Nachteilig an derartigen Schwingungsdiagnosemodulen ist, dass sie einer umfassenden Maschinendiagnose an rotierenden Geräten, insbesondere an hydraulischen Verdrängermaschinen, nicht genügen. Ihr Einsatz an rotierenden Geräten ermöglicht lediglich eine standardisierte Diagnose auf Basis der Schwingungsüberwachung. Zur Zustandsermittlung eines rotierenden Gerätes sind Abfragen weiterer zusätzlicher Zustandsgrößen wichtig, die wiederum zusätzliche Diagnosevorrichtungen erforderlich machen. Die daraus resultierende Zusatzsensorik und die damit verbundene Aufbau- und Verbindungstechnik zur Erzeugung einer aussagekräftigen und umfassenden Maschinendiagnose an einem rotierenden Gerät wirken sich nachteilig auf den Projektierungsaufwand, die Kostensituation und die Instandhaltung der Geräte aus.A disadvantage of such vibration diagnostic modules is that they do not satisfy a comprehensive machine diagnosis on rotating equipment, in particular on hydraulic displacement machines. Their use on rotating equipment only allows a standardized diagnosis based on the vibration monitoring. To determine the state of a rotating device, querying further additional state variables is important, which in turn make additional diagnostic devices necessary. The resulting additional sensor technology and the associated assembly and connection technology for generating meaningful and comprehensive machine diagnostics on a rotating device have a disadvantageous effect on the configuration effort, the cost situation and the maintenance of the devices.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Diagnosemodul zu schaffen, das kompakt und kostengünstig ist und umfassend und zuverlässig den kompletten Gerätezustand überwacht.In contrast, the invention is based on the object to provide a diagnostic module that is compact and inexpensive and comprehensively and reliably monitors the complete device state.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Diagnosemodul nach Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.This object is achieved by a diagnostic module according to claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Diagnosemodul weist zumindest einen weiteren integrierten Sensor auf. Durch zumindest einen weiteren integrierten Sensor kann eine weitere Zustandsgröße eines zu diagnostizierenden Gerätes ausgewertet werden. Der integrierte Schwingungssensor kann beispielsweise ein mehrdimensionales mikromechanisches Element oder ein mehrdimensionales Piezoelement sein. Durch intelligente Auswertung der Schwingungsdaten mittels der modulinternen Diagnosesoftware kann die Drehzahl des zu überwachenden Gerätes direkt im Diagnosemodul berechnet werden.The diagnostic module according to the invention has at least one further integrated sensor. By means of at least one further integrated sensor, a further state variable of a device to be diagnosed can be evaluated. The integrated vibration sensor may be, for example, a multi-dimensional micromechanical element or a multi-dimensional piezoelectric element. Through intelligent evaluation of the vibration data by means of the module-internal diagnostic software, the speed of the device to be monitored can be calculated directly in the diagnostic module.

Durch die kabellose Datenübertragung entfällt der Verkabelungsaufwand komplett. Als kabellose Datenübertragungstechnik kann z. B. W-LAN oder Bluetooth eingesetzt sein.Due to the wireless data transmission, the cabling effort is completely eliminated. As wireless data transmission technology can, for. B. W-LAN or Bluetooth.

Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn das Diagnosemodul mittels Batterie betrieben wird. Somit funktioniert auch die Energieversorgung des Diagnosemoduls kabelfrei.It is particularly preferred if the diagnostic module is operated by means of battery. Thus, the power supply of the diagnostic module works wirelessly.

Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel hat zumindest einen Temperatursensor als weiteren integrierten Sensor. Damit ist ein sehr wichtiger Parameter am Gerät überwachbar und es können z. B. Betriebszustände detektiert und Überhitzung verhindert werden.A particularly preferred embodiment has at least one temperature sensor as a further integrated sensor. This is a very important parameter on the device monitored and it can, for. B. Operating conditions detected and overheating can be prevented.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel hat zumindest einen Drucksensor als weiteren integrierten Sensor. Damit ist ein weiterer wichtiger Parameter am Gerät mittels eines einzigen Diagnosemoduls überwachbar, es können auch hier z. B. Betriebszustände detektiert und Überdruck verhindert werden.Another preferred embodiment has at least one pressure sensor as a further integrated sensor. Thus, another important parameter on the device by means of a single diagnostic module can be monitored, it can also z. B. Operating conditions detected and overpressure can be prevented.

Besonders bevorzugt weist das Diagnosemodul einen integrierten Temperatursensor und einen integrierten Drucksensor auf. Die Kombination eines integrierten Schwingungssensors, insbesondere eines mikromechanischen Elementes mit einem integrierten Temperatur- und einem integrierten Drucksensor schafft eine kompakte und intelligente Diagnose-/Prognosemöglichkeit zur Ermittlung des exakten Betriebs- und Verschleißzustandes des Gerätes, insbesondere des rotierenden Gerätes. Dadurch entfallen externe Druck-, Temperatur-, Drehzahl- und sonstige Sensoren zur Bestimmung des aktuellen Betriebszustandes.Particularly preferably, the diagnostic module has an integrated temperature sensor and an integrated pressure sensor. The combination of an integrated vibration sensor, in particular a micromechanical element with an integrated temperature sensor and an integrated pressure sensor, provides a compact and intelligent diagnostic / prognosis possibility for determining the exact operating and wear state of the device, in particular of the rotating device. This eliminates external pressure, temperature, speed and other sensors to determine the current operating condition.

Ein weiteres besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist mit einem integrierten Temperatursensor, einem integrierten Drucksensor und zumindest einem weiteren integrierten Sensor ausgeführt. Diese Ausführung ermöglicht eine flexible und umfassende Auswertung des exakten Betriebszustandes eines Gerätes, insbesondere eines rotierenden Gerätes. Alle erforderlichen Sensoren sind im Diagnosemodul integriert. Die Konfigurations- und Diagnosesoftware des Diagnosemoduls verarbeitet die kompletten Messdaten aller integrierten Sensoren und erlaubt somit eine intelligente Diagnose-/Prognosemöglichkeit.Another particularly preferred embodiment is embodied with an integrated temperature sensor, an integrated pressure sensor and at least one further integrated sensor. This design allows a flexible and comprehensive evaluation of the exact operating state of a device, in particular a rotating device. All required sensors are integrated in the diagnostic module. The configuration and diagnostic software of the diagnostic module processes the complete measurement data of all integrated sensors and thus allows an intelligent diagnosis / prognosis option.

Das Diagnosemodul wird besonders bevorzugt zur Diagnose eines rotierenden Gerätes, insbesondere einer hydraulischen Verdrängermaschine oder einem Getriebe verwendet. Das Diagnosemodul ist optimal an die hydraulische Verdrängermaschine bzw. an das Getriebe angepasst.The diagnostic module is particularly preferably used for the diagnosis of a rotating device, in particular a hydraulic displacement machine or a transmission. The diagnostic module is optimally adapted to the hydraulic displacement machine or to the gearbox.

Als besonders vorteilhaft erweist sich eine geschickte Platzierung des Diagnosemoduls an/in dem rotierenden Gerät. Ist das Diagnosemodul im rotierenden Gerät angeordnet, entfällt für den Anwender des Gerätes jegliche Vor- bzw. Aufbereitung einer Diagnosevorrichtung.A particularly advantageous is a clever placement of the diagnostic module on / in the rotating device. If the diagnostic module is arranged in the rotating device, the user of the device no longer needs any preparation or preparation of a diagnostic device.

Wenn das rotierende Gerät eine hydraulische Verdrängermaschine ist, die einen Zugang zu einem Verdrängermedium aufweist, gelangen die Sensoren mit diesem in Kontakt, sodass eine integrierte, kompakte Verschleiß-Diagnose/Prognose an der Einheit möglich ist.If the rotating device is a positive displacement hydraulic machine having access to a displacer medium, the sensors contact it, allowing integrated, compact wear diagnostics / forecasting on the unit.

Im Folgenden wird anhand der 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt eine schematische Darstellung einer mit einem erfindungsgemäßen Diagnosemodul versehenen, rotierenden Maschine. 1 zeigt eine erfindungsgemäße rotierende Maschine 1. Die rotierende Maschine 1 weist eine Öffnung 2 auf, die Zugang zu einem in der rotierenden Maschine 1 befindlichen Medium 3 ermöglicht. Die rotierende Maschine 1 weist ein Diagnosemodul 5 auf. Das Diagnosemodul 5 ist in die rotierende Maschine 1 integriert. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Diagnosemodul außen an der rotierenden Maschine 1 angeordnet ist. Das Diagnosemodul 5 beinhaltet eine Batterie 6. Die Batterie 6 dient als Energieerzeugungseinrichtung für das Diagnosemodul 5. Im Diagnosemodul 5 ist ein Mikrocontroller 7 angeordnet. Das Diagnosemodul 5 ist mit einer kabellosen Datenübertragungstechnik (z. B. W-LAN, Bluetooth,) 8 ausgestattet. Das Diagnosemodul 5 weist einen integrierten Schwingungssensor 10, einen integrierten Drucksensor 11 und einen integrierten Temperatursensor 12 auf.The following is based on the 1 an embodiment of the invention described. It shows a schematic representation of a provided with a diagnostic module according to the invention, rotating machine. 1 shows a rotating machine according to the invention 1 , The rotating machine 1 has an opening 2 on, access to one in the rotating machine 1 located medium 3 allows. The rotating machine 1 has a diagnostic module 5 on. The diagnostic module 5 is in the rotating machine 1 integrated. However, it is also conceivable that the diagnostic module outside of the rotating machine 1 is arranged. The diagnostic module 5 includes a battery 6 , The battery 6 serves as an energy generating device for the diagnostic module 5 , In the diagnostic module 5 is a microcontroller 7 arranged. The diagnostic module 5 is with a wireless data transmission technology (eg W-LAN, Bluetooth,) 8th fitted. The diagnostic module 5 has an integrated vibration sensor 10 , an integrated pressure sensor 11 and an integrated temperature sensor 12 on.

Der Drucksensor 11 und der Temperatursensor 12 nehmen Messwerte aus dem Medium 3 der rotierenden Maschine 1 auf, indem sie über die Öffnung 2 in das Medium 3 hineinragen. Die Messdaten der Sensoren 11 und 12 und die Schwingungsdaten des Sensors 10 werden vom Controller 7 verarbeitet.The pressure sensor 11 and the temperature sensor 12 take readings from the medium 3 the rotating machine 1 on, passing over the opening 2 into the medium 3 protrude. The measured data of the sensors 11 and 12 and the vibration data of the sensor 10 be from the controller 7 processed.

Das erfindungsgemäße Diagnosemodul 5 ermöglicht die integrierte, intelligente Maschinendiagnose/-prognose auf Basis der zur Verfügung stehenden Messdaten zu zahlreichen Betriebsparametern bezüglich des Mediums 3 und bezüglich der gesamten rotierenden Maschine 1 mittels einer integrierten Konfigurations- und Diagnosesoftware. Die kabellose Übertragung 8 erleichtert den Aufbau der Diagnosevorrichtung und ermöglicht eine Ferndiagnose auf einfache Weise. Eine kabelgebundene Verbindungstechnik ist auch denkbar, erhöht allerdings den Verkabelungsaufwand und reduziert die Flexibilität.The diagnostic module according to the invention 5 enables integrated, intelligent machine diagnostics / prognosis based on the available measurement data for numerous operating parameters with regard to the medium 3 and with respect to the entire rotating machine 1 by means of an integrated configuration and diagnostic software. The wireless transmission 8th Facilitates the construction of the diagnostic device and allows remote diagnosis in a simple manner. A wired connection technique is also possible, but increases the cabling and reduces the flexibility.

Claims

Diagnostic module ( 5 ) with an integrated vibration sensor ( 10 ), characterized in that the diagnostic module ( 5 ) at least one further integrated sensor ( 11 . 12 ) having.

Diagnostic module ( 5 ) according to claim 1, characterized in that the diagnostic module ( 5 ) to a wireless transmission ( 8th ) of measurement data is provided.

Diagnostic module ( 5 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the diagnostic module ( 5 ) by means of battery ( 6 ) is operated.

Diagnostic module ( 5 ) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the at least one further integrated sensor ( 11 . 12 ) a temperature sensor ( 12 ).

Diagnostic module ( 5 ) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the at least one further integrated sensor ( 11 . 12 ) a pressure sensor ( 11 ).

Diagnostic module ( 5 ) according to one of the preceding claims, characterized in that two further integrated sensors ( 11 . 12 ), namely a pressure sensor ( 11 ) and a temperature sensor ( 12 ) available.

Diagnostic module ( 5 ) according to claim 6, characterized in that in addition to the temperature sensor ( 12 ) and the pressure sensor ( 11 ) at least one further integrated sensor is present.

Rotating device ( 1 ), in particular hydraulic displacement machine or gear with a diagnostic module ( 5 ) according to one of the preceding claims 1 to 7.

Rotating device ( 1 ) according to claim 8, characterized by a clever placement of the diagnostic module ( 5 ) on the rotating device ( 1 ).

Hydraulic displacement machine ( 1 ) according to claim 8 or 9, characterized in that it has an access ( 2 ) to a displacement medium ( 3 ), via which the at least one integrated sensor ( 11 . 12 ) with the displacer medium ( 3 ) comes in contact.