Intelligens érzékelő észleli a szivárgásokat

Ezt a folyadékszint-érzékelőt a Fraunhofer IPA egyik kutatója fejlesztette ki a SICK AG-vel közösen egy szivárgás-kiegészítő szolgáltatáshoz. © SICK AG

A többletszolgáltatás lényege a úgynevezett klaszterezés: a szivárgások jellemző görbékben jelennek meg. Egy intelligens algoritmus felismeri őket és riasztást küld. © Fraunhofer IPA/Fotó: Rainer Bez

Eddig az intelligens áramlásérzékelő még prototípus. Egy nyomáslevegő-demonstrációs berendezésen tesztelik és továbbfejlesztik. © Fraunhofer IPA/Kép: Rainer Bez

A nyugtalanító keresés a nyomástartó berendezések szivárgásainak megtalálására hamarosan sokkal egyszerűbbé válhat: a Fraunhofer IPA egy olyan szivárgás-kiegészítő szolgáltatást fejleszt a SICK AG-vel, amely egy intelligens áramlásérzékelőhöz készült. Az öntanuló algoritmusok értelmezik a mérési adatokat, így könnyebben felderítik a szivárgási helyeket.

A ISO 50001 szabvány kötelezi a vállalatokat az energiatakarékosságra. Maguknak kell kitűzniük egy célt, hogy mennyi energiát kívánnak megtakarítani a következő években – és ezt a célt el is kell érniük. Jelentős megtakarítási lehetőségek például a nyomástartó berendezéseknél vannak, amelyek a német ipar egyik legelterjedtebb és legdrágább energiaforrásai közé tartoznak. Körülbelül 60 000 nyomástartó berendezés működik az országban. Ezek évente összesen 16,6 terawattórát fogyasztanak, ami a helyi ipar teljes áramfogyasztásának hét százalékát teszi ki.

Azonban a felhasznált energia akár 30 százaléka is elillanhat kihasználatlanul apró szivárgások miatt. Ezeknek a lyukaknak, hajlításoknak vagy szivárgó csatlakozási pontoknak a felderítése eddig nagy erőfeszítést igényelt. „A piacon elérhető termékek és módszerek a szivárgások felismerésére nem térülnek meg sok felhasználónak” – mondja Christian Dierolf, az ipari energiarendszerek osztályának munkatársa a Fraunhofer Ipartechnikai és Automatizálási Intézetben (IPA). „Vagy ultrahangos eszközökkel kell folyamatosan szivárgásokat keresni, vagy új szelepeket kell felszerelni a pneumatikus működtetők egyedi megfigyelésére.” Ezért sok vállalatnak kénytelenek együtt élni a pazarlással.

Az áramlásérzékelő önmagát tanulja meg

De a jövőben nem lesz ok arra, hogy feleslegesen engedjük el a nyomástartó berendezések levegőjét, és lemondjunk az energia-megtakarítási lehetőségekről. Mert Dierolf kutató szoros együttműködésben fejleszt egy szivárgás-kiegészítő szolgáltatást a SICK AG intelligens áramlásérzékelőjéhez. Ez folyamatosan rögzíti a nyomást, hőmérsékletet és a folyadékszintet, és ebből szoros görbéket generál. Ezeket a görbéket egy öntanuló algoritmus értékeli ki. „A lényeg a úgynevezett klaszterezés: a szivárgások jellemző görbékben mutatkoznak meg. Az algoritmus felismeri ezeket, és riasztást küld” – magyarázza Dierolf.

A megvalósítás rendkívül egyszerű lesz: a szenzort, amelyet a Fraunhofer IPA és a SICK közösen fejleszt a koncepciótól a sorozatgyártásig, nem kell sem a nyomástartó berendezés vezérléséhez, sem ipari PC-hez csatlakoztatni. Ehelyett a folyadékszint-érzékelő saját kis kijelzővel és további interfészekkel rendelkezik, mint például MQTT és OPC-UA, amelyek lehetővé teszik az automatikus értesítést a felhasználó számára. Emellett a felhasználó webes felületen keresztül érheti el a szenzort. Továbbá a algoritmus önállóan tanul meg. Ebben a felügyelet nélküli gépi tanulási módszerben végül csak annyi a felhasználó feladata, hogy ellenőrizze, a algoritmus helyesen vont le következtetéseket a rendelkezésre álló adatokból.

A klaszterezés lesz a standard

„Számunkra a közös fejlesztési projekt eredményei elegendő okot adnak arra, hogy a jövőben a folyadékszint-érzékelőink generációiban a klaszterezést, mint intelligens szolgáltatást, alapértelmezés szerint elérhetővé tegyük ügyfeleink számára” – mondja Thomas Weber, az „Ipari műszerezés” fejlesztési vezetője a SICK-nél.

Azonban még várni kell egy kicsit, mire ez megvalósul. Mert eddig a szivárgás-kiegészítő szolgáltatás még prototípus. A vállalat székhelyén, Waldkirchben nemrég épült egy nyomástartó bemutatóberendezés, amelyet a Fraunhofer IPA-nak, Stuttgartban szállítottak. Ebben a szenzor prototípus van beépítve, amelyet most tesztelnek és továbbfejlesztenek.