DE102019133552A1 - MONITORING PROCEDURE FOR AN ELECTRO-HYDRAULIC POINT DRIVE - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Überwachungsverfahren (10) für einen elektrohydraulischen Weichenantrieb bereitgestellt, bei dem erfindungsgemäß in einem Druckmessvorgang (12) während eines Betriebs des Weichenantriebs ein hydraulischer Druck gemessen und dadurch ein Druckwert ermittelt wird.A monitoring method (10) for an electrohydraulic switch drive is provided in which, according to the invention, a hydraulic pressure is measured in a pressure measurement process (12) during operation of the switch drive and a pressure value is thereby determined.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Überwachung eines Weichenantriebs.The present invention relates to a monitoring method according to the preamble of claim 1 for monitoring a point drive.

Im Stand der Technik ist es bekannt, bei mechanischen Anlagen, wie einem Weichenantrieb eine Diagnose durchzuführen. So geht beispielsweise aus der DE 10 2016 213 766 A1 eine Vorrichtung zur Diagnose einer mittels eines Elektromotors angetriebenen mechanischen Anlage hervor. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Sensor zur Erfassung des Stromverlaufes in einem Leiter des elektrischen Anschlusses des Elektromotors. Die Vorrichtung weist des Weiteren Sensoren zur Erfassung der Spannungsverläufe in den Leitern des elektrischen Anschlusses des Elektromotors auf, wobei jedem Leiter jeweils ein Sensor zur Erfassung des Stromverlaufes sowie ein Sensor zur Erfassung des Spannungsverlaufes zugeordnet sind.In the prior art it is known to carry out a diagnosis in mechanical systems such as a point machine. For example, from the DE 10 2016 213 766 A1 a device for diagnosing a mechanical system driven by an electric motor. The device comprises at least one sensor for detecting the current flow in a conductor of the electrical connection of the electric motor. The device also has sensors for detecting the voltage curves in the conductors of the electrical connection of the electric motor, each conductor being assigned a sensor for detecting the current curve and a sensor for detecting the voltage curve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Überwachung eines elektrohydraulischen Weichenantriebs bereitzustellen.The invention is based on the object of providing improved monitoring of an electro-hydraulic switch drive.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Überwachungsverfahren nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with a monitoring method according to claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Überwachungsverfahren für einen elektrohydraulischen Weichenantrieb wird in einem Druckmessvorgang während eines Betriebs des Weichenantriebs ein hydraulischer Druck gemessen und dadurch ein Druckwert ermittelt.In the monitoring method according to the invention for an electrohydraulic switch drive, a hydraulic pressure is measured in a pressure measurement process while the switch drive is in operation, and a pressure value is thereby determined.

Dadurch steht ein bisher nicht genutzter Parameter für die Überwachung des Weichenantriebs bereit, der ein guter Indikator für den Zustand des Weichenantriebs ist.This provides a previously unused parameter for monitoring the point machine, which is a good indicator of the state of the point machine.

In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens wird in einem Auswertungsvorgang ein Zustand des Weichenantriebs dadurch überprüft, ob ein Istwert in einer bestimmten Beziehung zu einem Sollwert steht, wobei der Istwert abhängig vom Druckwert ist, oder wobei der Druckwert der Istwert ist.In an advantageous embodiment of the monitoring method according to the invention, a state of the point drive is checked in an evaluation process to determine whether an actual value is related to a target value, the actual value being dependent on the pressure value, or the pressure value being the actual value.

Dadurch wird festgestellt, ob der Weichenantrieb einer Instandhaltungsmaßnahme bedarf.This determines whether the point machine needs maintenance.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens wird bei einem zweiten Zustand des Weichenantriebs ein Instandhaltungsvorgang mit zumindest einer Instandhaltungsmaßnahme durchgeführt.In a further advantageous embodiment of the monitoring method according to the invention, a maintenance process with at least one maintenance measure is carried out in a second state of the switch machine.

Dadurch wird der Weichenantrieb instandgesetzt und die gewünschte Funktionsfähigkeit wieder hergestellt.This will repair the point machine and restore the desired functionality.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens wird in einem Ermittlungsvorgang aus dem Druckwert dadurch der Istwert erzeugt, dass der Druckwert mit einem vordefinierten Proportionalitätsfaktor multipliziert wird. So werden in dem Auswertungsvorgang der Istwert und der Sollwert für eine Umstellkraft betrachtet.In a further advantageous embodiment of the monitoring method according to the invention, the actual value is generated from the pressure value in a determination process in that the pressure value is multiplied by a predefined proportionality factor. The actual value and the setpoint for a changeover force are considered in the evaluation process.

Auf diese Weise ist es einfach möglich, die Umstellkraft als Indikator für den Zustand des Weichenantriebs zu verwenden.In this way it is easily possible to use the changeover force as an indicator of the state of the point machine.

Alternativ oder zusätzlich zur Betrachtung der Umstellkraft wird in einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens in einem Ermittlungsvorgang aus dem Druckwert dadurch der Istwert erzeugt, dass der Druckwert durch einen vordefinierten Volumenstromwert geteilt wird. So werden in dem Auswertungsvorgang der Istwert und der Sollwert für einen Strömungswiderstand betrachtet.As an alternative or in addition to considering the switching force, in a further advantageous embodiment of the monitoring method according to the invention the actual value is generated from the pressure value in a determination process by dividing the pressure value by a predefined volume flow value. The actual value and the target value for a flow resistance are considered in the evaluation process.

Auf diese Weise ist es einfach möglich, den Strömungswiderstand als Indikator für den Zustand des Weichenantriebs zu nutzen.In this way it is easily possible to use the flow resistance as an indicator of the state of the point machine.

Alternativ oder zusätzlich wird in einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens in einem Ermittlungsvorgang aus dem Druckwert dadurch der Istwert erzeugt, dass der Druckwert durch einen vordefinierten Volumenstromwert geteilt wird und ein so erhaltener Strömungswiderstandswert zusätzlich durch eine vordefinierte Konstante geteilt wird. So werden in dem Auswertungsvorgang der Istwert und der Sollwert für einen Umstellwiderstand betrachtet.Alternatively or additionally, in a further advantageous embodiment of the monitoring method according to the invention, the actual value is generated from the pressure value in a determination process in that the pressure value is divided by a predefined volume flow value and a flow resistance value obtained in this way is additionally divided by a predefined constant. The actual value and the setpoint for a changeover resistor are considered in the evaluation process.

Auf diese Weise ist es einfach möglich, den Umstellwiderstand als Indikator für den Zustand des Weichenantriebs zu verwenden.In this way it is easily possible to use the changeover resistance as an indicator of the state of the point machine.

Alternativ oder zusätzlich wird in einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens in einem Ermittlungsvorgang aus dem Druckwert dadurch der Istwert erzeugt, dass der Druckwert mit einen vordefinierten Volumenstromwert multipliziert und das Produkt ins Verhältnis zu einem Wert der aktuell zugeführten Leistung gesetzt wird. So werden in dem Auswertungsvorgang der Istwert und der Sollwert für einen Wirkungsgrad betrachtet.Alternatively or additionally, in a further advantageous embodiment of the monitoring method according to the invention, the actual value is generated from the pressure value in a determination process in that the pressure value is multiplied by a predefined volume flow value and the product is set in relation to a value of the currently supplied power. The actual value and the setpoint for an efficiency are considered in the evaluation process.

Auf diese Weise ist es einfach möglich, den Wirkungsgrad als Indikator für den Zustand des Weichenantriebs zu gebrauchen. Durch die Einbeziehung der zugeführten Leistung können Störgrößen ausgeblendet werden.In this way it is easily possible to use the efficiency as an indicator of the state of the point machine. Through the Inclusion of the supplied power, disturbance variables can be masked out.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung und den Abbildungen ersichtlich. Die Erfindung wird anhand der Abbildungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 ein erfindungsgemäßes Überwachungsverfahren in einer beispielhaften Ausführung.
Further advantages of the present invention can be seen from the detailed description and the figures. The invention is explained in more detail with reference to the figures and the following description. It shows:
  • 1 a monitoring method according to the invention in an exemplary embodiment.

In der 1 ist das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren 10 in einer beispielhaften Ausführung schematisch von einem Start 11 bis zu einem Ende 16 dargestellt. Das Überwachungsverfahren 10 dient der Überwachung eines Weichenantriebs, welcher elektrohydraulisch ausgebildet ist, mithin eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe aufweist, die ausgebildet ist, einen vordefinierten konstanten Volumenstrom zu erzeugen. Die Hydraulikpumpe ist insbesondere eine Kreiskolbenpumpen. Der Weichenantrieb weist wenigstens einen Drucksensor zur Ermittlung eines durch die Hydraulikpumpe im Betrieb erzeugten Drucks auf.In the 1 is the monitoring method according to the invention 10 in an exemplary embodiment schematically from a start 11 to an end 16 shown. The surveillance procedure 10 is used to monitor a switch drive, which is designed electrohydraulically, thus having a hydraulic pump driven by an electric motor, which is designed to generate a predefined constant volume flow. The hydraulic pump is in particular a rotary piston pump. The switch drive has at least one pressure sensor for determining a pressure generated by the hydraulic pump during operation.

Bei dem Überwachungsverfahren 10 wird erfindungsgemäß in einem Druckmessvorgang 12 ein hydraulischer Druck während eines Betriebs des Weichenantriebs gemessen. Der erhaltene Wert ist somit ein Druckwert. Der Druckwert ist der Wert eines aktuellen hydraulischen Betriebsdrucks. Insbesondere wird in einem anschließenden Ermittlungsvorgang 13 aus dem Druckwert ein Istwert eines bestimmten Typs ermittelt, der dann in einem nachfolgenden Auswertungsvorgang 14 mit einem Sollwert desselben Typs abgeglichen wird, und/oder es wird der Druckwert selbst unverändert als Istwert für den Auswertungsvorgang 14 verwendet, der dabei mit einem Sollwert desselben Typs abgeglichen wird.In the monitoring process 10 is according to the invention in a pressure measurement process 12th a hydraulic pressure measured during operation of the point machine. The value obtained is thus a pressure value. The pressure value is the value of a current hydraulic operating pressure. In particular, in a subsequent determination process 13th an actual value of a certain type is determined from the pressure value, which is then determined in a subsequent evaluation process 14th is compared with a nominal value of the same type, and / or the pressure value itself is unchanged as the actual value for the evaluation process 14th used, which is compared with a setpoint of the same type.

Wird als Istwert nicht der Druckwert verwendet, wird in dem Ermittlungsvorgang 13 insbesondere ein Istwert ermittelt, der eine Kraft, einen Widerstand oder auch einen Wirkungsgrad betrifft. Der Istwert ist neben dem Druckwert mithin ein Kraftwert, ein Widerstandswert, oder auch ein Wirkungsgradwert. Der im Druckmessvorgang 12 gemessene Druckwert wird in dem Ermittlungsvorgang 13 an den Typ des Sollwerts angepasst.If the pressure value is not used as the actual value, the determination process 13th in particular, an actual value is determined which relates to a force, a resistance or also an efficiency. In addition to the pressure value, the actual value is therefore a force value, a resistance value, or also an efficiency value. The one in the pressure measurement process 12th measured pressure value is used in the determination process 13th adapted to the type of setpoint.

Um aus dem Druckwert einen Kraftwert als Istwert im Ermittlungsvorgang 13 zu ermitteln, wird insbesondere der Druckwert mit einem Proportionalitätsfaktor beaufschlagt. Der hydraulische Druck ist proportional zur Umstellkraft. In dem Ermittlungsvorgang 13 wird somit der Istwert für die Umstellkraft des Weichenantriebs erzeugt.To obtain a force value from the pressure value as an actual value in the determination process 13th To determine, in particular the pressure value is applied with a proportionality factor. The hydraulic pressure is proportional to the changeover force. In the investigation process 13th the actual value for the switching force of the point machine is thus generated.

Um aus dem Druckwert einen Widerstandswert als Istwert im Ermittlungsvorgang 13 zu ermitteln, wird insbesondere der Druckwert durch einen Volumenstromwert, der als Kennzahl der Hydraulikpumpe vordefiniert ist, geteilt und damit ein Wert für den Strömungswiderstand ermittelt. In dem Ermittlungsvorgang 13 wird somit der Istwert für einen Strömungswiderstand des Weichenantriebs erzeugt.To obtain a resistance value from the pressure value as an actual value in the determination process 13th To determine, in particular the pressure value is divided by a volume flow value, which is predefined as a characteristic number of the hydraulic pump, and thus a value for the flow resistance is determined. In the investigation process 13th the actual value for a flow resistance of the point machine is thus generated.

Der Strömungswiderstandwert wird zudem bevorzugt durch eine Konstante geteilt, die bauteilspezifisch vordefiniert ist, um einen Wert für den Umstellwiderstand zu erhalten. In dem Ermittlungsvorgang 13 wird somit der Istwert für einen Umstellwiderstand des Weichenantriebs erzeugt.The flow resistance value is also preferably divided by a constant that is predefined for a specific component in order to obtain a value for the changeover resistance. In the investigation process 13th the actual value for a changeover resistance of the point machine is thus generated.

Um aus dem Druckwert einen Wirkungsgradwert als Istwert im Ermittlungsvorgang 13 zu ermitteln, wird insbesondere der Druckwert mit dem Wert des Volumenstroms, der als Kennzahl der Hydraulikpumpe vordefiniert ist, multipliziert, um einen Wert für eine abgegebene Leistung zu erhalten. Der Wert der abgegebenen Leistung wird dann ins Verhältnis zu einem Wert der aktuell zugeführten Leistung gesetzt, um einen Wert für den Wirkungsgrad zu erhalten. Für den Wert der zugeführten Leistung, wird die der Hydraulikpumpe zugeführte elektrische Leistung ermittelt. In dem Ermittlungsvorgang 13 wird somit der Istwert für den Wirkungsgrad des Weichenantriebs erzeugt.To turn the pressure value into an efficiency value as an actual value in the determination process 13th To determine, in particular the pressure value is multiplied by the value of the volume flow, which is predefined as a characteristic number of the hydraulic pump, in order to obtain a value for an output. The value of the output power is then set in relation to a value of the power currently being supplied in order to obtain a value for the efficiency. For the value of the power supplied, the electrical power supplied to the hydraulic pump is determined. In the investigation process 13th the actual value for the efficiency of the point machine is generated.

In dem Auswertungsvorgang 14 wird der Zustand des Weichenantriebs überprüft. Dazu wird geprüft, ob der Istwert und der Sollwert in einer bestimmten Beziehung zueinander stehen. Stehen der Istwert und der Sollwert in der bestimmten Beziehung zueinander, weist der Weichenantrieb einen zweiten Zustand 18 auf. Stehen der Istwert und der Sollwert nicht in der bestimmten Beziehung zueinander, weist der Weichenantrieb einen ersten Zustand 17 auf. Bei der Betrachtung der Umstellkraft wird insbesondere geprüft, ob der Istwert großer oder größer gleich dem Sollwert ist. Bei der Betrachtung des Umstellwiderstands wird insbesondere ebenfalls geprüft, ob der Istwert großer oder größer gleich dem Sollwert ist. Und bei der Betrachtung des Wirkungsgrads wird insbesondere geprüft, ob der Istwert kleiner oder kleiner gleich dem Sollwert ist. Es ist zudem möglich, dass in dem Auswertungsvorgang 14 mehrere Typen von Istwerten und Sollwerten überprüft werden. Ergibt die Auswertung im Auswertungsvorgang 14, dass der Istwert und der Sollwert in der bestimmten Beziehung zueinander stehen, der Weichenantrieb sich also im zweiten Zustand 18 befindet, wird bevorzugt ein Instandhaltungsvorgang 15 durchgeführt. Ergibt die Auswertung, dass der Istwert und der Sollwert nicht in der bestimmten Beziehung zueinander stehen, der Weichenantrieb sich also im ersten Zustand 17 befindet, endet das Überwachungsverfahren 10. Das Überwachungsverfahren 10 wird bevorzugt regelmäßig wiederholt.In the evaluation process 14th the condition of the point machine is checked. For this purpose, it is checked whether the actual value and the setpoint are related to one another in a certain way. If the actual value and the setpoint are related to one another, the point machine has a second state 18th on. If the actual value and the nominal value are not in the specific relationship to one another, the point machine has a first state 17th on. When considering the changeover force, a check is made in particular to determine whether the actual value is greater than or greater than or equal to the setpoint value. When considering the changeover resistance, it is also checked in particular whether the actual value is greater than or greater than or equal to the setpoint value. And when looking at the efficiency, a check is made in particular to determine whether the actual value is less than or less than or equal to the setpoint. It is also possible that in the evaluation process 14th several types of actual values and setpoints are checked. Results in the evaluation in the evaluation process 14th that the actual value and the setpoint are related to each other, i.e. the point machine is in the second state 18th a maintenance process is preferred 15th carried out. If the evaluation shows that the actual value and the nominal value are not in the specific relationship to one another, the point machine is in the first state 17th the monitoring process ends 10 . The surveillance procedure 10 is preferably repeated regularly.

Der Instandhaltungsvorgang 15 umfasst zumindest eine Instandhaltungsmaßnahme, die dazu geeignet ist, den Weichenantrieb in den ersten Zustand 17 zu bringen.The maintenance process 15th comprises at least one maintenance measure that is suitable for switching the point machine into the first state 17th bring to.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
ÜberwachungsverfahrenMonitoring procedures
1111
Startbegin
1212th
DruckmessvorgangPressure measurement process
1313th
ErmittlungsvorgangDiscovery process
1414th
AuswertungsvorgangEvaluation process
1515th
InstandhaltungsvorgangMaintenance process
1616
Endeend
1717th
Erster ZustandFirst state
1818th
Zweiter ZustandSecond state

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016213766 A1 [0002]DE 102016213766 A1 [0002]

Claims (7)

Überwachungsverfahren (10) für einen elektrohydraulischen Weichenantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Druckmessvorgang (12) während eines Betriebs des Weichenantriebs ein hydraulischer Druck gemessen und dadurch ein Druckwert ermittelt wird.Monitoring method (10) for an electrohydraulic switch drive, characterized in that a hydraulic pressure is measured in a pressure measurement process (12) during operation of the switch drive and a pressure value is determined as a result. Überwachungsverfahren (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Auswertungsvorgang (14) ein Zustand (17, 18) des Weichenantriebs dadurch überprüft wird, ob ein Istwert in einer bestimmten Beziehung zu einem Sollwert steht, wobei der Istwert abhängig vom Druckwert ist, oder wobei der Druckwert der Istwert ist.Monitoring procedure (10) Claim 1 , characterized in that in an evaluation process (14) a state (17, 18) of the point drive is checked whether an actual value has a certain relationship to a target value, the actual value being dependent on the pressure value, or the pressure value being the actual value is. Überwachungsverfahren (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zweiten Zustand (18) des Weichenantriebs ein Instandhaltungsvorgang (15) mit zumindest einer Instandhaltungsmaßnahme durchgeführt wird.Monitoring procedure (10) Claim 2 , characterized in that in a second state (18) of the point machine, a maintenance process (15) with at least one maintenance measure is carried out. Überwachungsverfahren (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ermittlungsvorgang (13) aus dem Druckwert dadurch der Istwert erzeugt wird, dass der Druckwert mit einem vordefinierten Proportionalitätsfaktor multipliziert wird und so in dem Auswertungsvorgang (14) der Istwert und der Sollwert für eine Umstellkraft betrachtet werden.Monitoring procedure (10) Claim 2 or 3rd , characterized in that in a determination process (13) the actual value is generated from the pressure value in that the pressure value is multiplied by a predefined proportionality factor and the actual value and the target value for a changeover force are thus considered in the evaluation process (14). Überwachungsverfahren (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ermittlungsvorgang (13) aus dem Druckwert dadurch der Istwert erzeugt wird, dass der Druckwert durch einen vordefinierten Volumenstromwert geteilt wird und so in dem Auswertungsvorgang (14) der Istwert und der Sollwert für einen Strömungswiderstand betrachtet werden.Monitoring method (10) according to one of the Claims 2 to 4th , characterized in that in a determination process (13) the actual value is generated from the pressure value by dividing the pressure value by a predefined volume flow value and thus the actual value and the setpoint value for a flow resistance are considered in the evaluation process (14). Überwachungsverfahren (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ermittlungsvorgang (13) aus dem Druckwert dadurch der Istwert erzeugt wird, dass der Druckwert durch einen vordefinierten Volumenstromwert geteilt wird und ein so erhaltener Strömungswiderstandswert zusätzlich durch eine vordefinierte Konstante geteilt wird und so in dem Auswertungsvorgang (14) der Istwert und der Sollwert für einen Umstellwiderstand betrachtet werden.Monitoring method (10) according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that in a determination process (13) the actual value is generated from the pressure value in that the pressure value is divided by a predefined volume flow value and a flow resistance value obtained in this way is additionally divided by a predefined constant and so in the evaluation process (14) of the Actual value and the setpoint for a changeover resistor are considered. Überwachungsverfahren (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ermittlungsvorgang (13) aus dem Druckwert dadurch der Istwert erzeugt wird, dass der Druckwert mit einen vordefinierten Volumenstromwert multipliziert und das Produkt ins Verhältnis zu einem Wert der aktuell zugeführten Leistung gesetzt wird und so in dem Auswertungsvorgang (14) der Istwert und der Sollwert für einen Wirkungsgrad betrachtet werden.Monitoring method (10) according to one of the Claims 2 to 6th , characterized in that in a determination process (13) the actual value is generated from the pressure value in that the pressure value is multiplied by a predefined volume flow value and the product is set in relation to a value of the currently supplied power and thus in the evaluation process (14) the actual value and the setpoint are considered for an efficiency.
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