EP4684139A1 - Pneumatische automationsvorrichtung, wartungsaufbau, pneumatisches system und verfahren - Google Patents

Pneumatische automationsvorrichtung, wartungsaufbau, pneumatisches system und verfahren

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EP4684139A1
EP4684139A1 EP24710381.5A EP24710381A EP4684139A1 EP 4684139 A1 EP4684139 A1 EP 4684139A1 EP 24710381 A EP24710381 A EP 24710381A EP 4684139 A1 EP4684139 A1 EP 4684139A1
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EP
European Patent Office
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compressed air
pneumatic
automation device
acceleration signal
pressure value
Prior art date
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Pending
Application number
EP24710381.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Winkler
Stefan Saller
Daniel SPIES
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Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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Filing date
Publication date
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    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/666—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters by detecting noise and sounds generated by the flowing fluid

Definitions

  • the invention relates to a pneumatic automation device comprising a guide section for guiding compressed air.
  • WO 2021/148268 A1 relates to a device for identifying and/or detecting a condition of an air filter.
  • DE 10 2018 208 880 A1 relates to a method for detecting a state of at least one filter element.
  • DE 10 2018 133 316 B4 relates to a method for operating a field device in automation technology.
  • DE 10 2020 204 137 Al relates to a device for detecting a condition of a filter medium.
  • DE 10 2018 212 097 B4 relates to a field device for recording a process measurement variable, which is used in particular as a level measuring device for recording a level of a
  • One object of the invention is to provide a simple way of producing a pneumatic automation device to control a compressed air-related To determine a pressure value and a flow value related to the compressed air.
  • the object is achieved by the pneumatic automation device according to claim 1.
  • the pneumatic automation device comprises an acceleration sensor which is vibration-coupled to the guide section for providing an acceleration signal which maps vibrations of the guide section caused by a flow of compressed air.
  • the pneumatic automation device further comprises a computer unit which is designed to calculate both a pressure value related to the compressed air and a flow value related to the compressed air on the basis of the acceleration signal and using a machine learning model.
  • both the pressure value and the flow value can be determined with a single sensor - the acceleration sensor. Consequently, fewer sensors are required, so that the pneumatic automation device is easier to manufacture.
  • the invention further relates to a maintenance structure for compressed air preparation of a pneumatic system, comprising the pneumatic automation device.
  • the invention further relates to a pneumatic system comprising a compressed air source, the maintenance structure and a pneumatic machine which is pneumatically connected to the compressed air source via the maintenance structure.
  • the invention further relates to a method for operating the pneumatic automation device, the maintenance structure or the pneumatic system, comprising the steps of: providing the acceleration signal and calculating, using the machine learning model, the pressure value and the flow value based on the acceleration signal.
  • Figure 1 is a schematic representation of a pneumatic system
  • Figure 2 is a schematic representation of a pneumatic automation device designed as a filter device
  • Figure 3 is a schematic representation of a pneumatic automation device with a guide section designed as a pipe section
  • Figure 4 is a schematic representation of a pneumatic automation device with a guide section designed as an angle section
  • Figure 5 is a schematic representation of a pneumatic automation device with a guide section designed as a tapering section.
  • Figure 1 shows a pneumatic system 1.
  • the pneumatic system 1 is in particular an industrial pneumatic system, for example a pneumatic system for industrial automation.
  • the pneumatic system 1 expediently comprises a compressed air source 2 (for example a compressor), a maintenance structure 3 and/or a pneumatic machine 4.
  • the pneumatic machine 4 is pneumatically connected to the compressed air source 2 via the maintenance structure 3.
  • Compressed air required for operating the pneumatic machine 4 is supplied to the pneumatic machine 4 from the compressed air source 2 via the maintenance structure 3.
  • the maintenance structure 3 can preferably also be provided on its own - that is to say in particular without the other components of the pneumatic system 1.
  • the maintenance structure 3 is used to prepare the compressed air of the pneumatic system 1, in particular to prepare the supply compressed air of the pneumatic system 1.
  • the maintenance structure 3 comprises, by way of example, a pneumatic inlet 10, for example a hose connection, via which the maintenance structure 3 is connected to the compressed air source 2 (in particular via a first hose 11) and/or a pneumatic outlet 12, for example a hose connection, via which the pneumatic machine 4 is connected to the maintenance structure 3 (in particular via a second hose 13).
  • the maintenance structure 3 comprises a pneumatic automation device 5 and preferably at least one functional unit 6 which is pneumatically connected to the pneumatic automation device 5.
  • the maintenance structure 3 comprises as functional units 6 (or as the automation device 5), a pressure control valve, a switch-on valve, a pressure build-up valve, a compressed air filter, a compressed air dryer and/or a compressed air lubricator.
  • the pneumatic system 1 comprises a control device 7, which for example comprises a higher-level controller, in particular a PLC (programmable logic controller).
  • the control device 7 is used, for example, to control and/or diagnose the pneumatic system, in particular the maintenance structure 3 and/or the pneumatic machine 4.
  • the control device 7 can be designed as a cloud server or comprise a cloud server.
  • the control device 7 can be designed as a mobile device (for example a smartphone or tablet computer) or comprise a mobile device.
  • the control device 7 can comprise a communication unit which is communicatively connected to the maintenance structure 3, in particular the pneumatic automation device 5.
  • the pneumatic machine 4 comprises, by way of example, a valve device 8 and/or a pneumatic actuator 9.
  • the compressed air provided by the compressed air source 2 (and guided via the maintenance structure 3) is supplied to the pneumatic actuator 9 via the valve device 8.
  • the pneumatic actuator 9 comprises a pneumatic drive cylinder.
  • FIGS. 2 to 5 show exemplary embodiments of the pneumatic automation device 5 . Unless otherwise stated, the following explanations apply preferably for all embodiments of the pneumatic automation device 5 .
  • the pneumatic automation device 5 can be provided on its own - that is, in particular, without the other components of the maintenance structure 3 and/or the pneumatic system 1.
  • the pneumatic automation device 5 can represent the maintenance structure 3 on its own - that is, in particular, be connected pneumatically between the compressed air source 2 and the pneumatic machine 4.
  • the pneumatic automation device 5 is expediently used in industrial automation.
  • the pneumatic automation device 5 is preferably used in the maintenance structure 3 (which serves to prepare compressed air for the pneumatic system 1).
  • the pneumatic automation device 5 comprises a housing 14, which in particular represents the outer housing of the pneumatic automation device 5.
  • the pneumatic automation device 5 comprises a compressed air inlet 15 arranged (in particular on the housing 14), which is designed, for example, as a hose connection.
  • the pneumatic automation device 5 further comprises a compressed air outlet 17 arranged (preferably on the housing 14), which is designed, for example, as a hose connection.
  • the pneumatic automation device 5 expediently further comprises a compressed air channel 16 arranged (in particular in the housing 14).
  • the compressed air channel 16 runs from the compressed air inlet 15 to the compressed air outlet 17.
  • the pneumatic automation device 5 with its compressed air input 15 is connected to a first functional unit 6 of the Maintenance structure 3 and/or is connected with its compressed air outlet 17 to a second functional unit 6 of the maintenance structure 3.
  • the pneumatic automation device 5 comprises a
  • the guide section 25 for guiding compressed air.
  • the guide section 25 defines the compressed air channel 16 or a section of the compressed air channel 16.
  • the guide section 25 forms at least one channel wall or a section of a channel wall of the compressed air channel 16.
  • the pneumatic automation device 5 further comprises an acceleration sensor 18, which is preferably vibration-coupled to the guide section 25.
  • the formulation that the acceleration sensor 18 is "vibrationally coupled" to the guide section 25 means that the acceleration sensor 18 is arranged relative to the guide section 25 and/or coupled thereto in such a way that mechanical vibrations of the guide section 25 can be detected by the acceleration sensor 18, for example by the mechanical vibrations being transmitted to the acceleration sensor 18.
  • the acceleration sensor 18 is fastened in or on the guide section 25.
  • the acceleration sensor 18 is arranged on an outer side of the guide section 25.
  • the guide section 25 has a first side, in particular an inner side, on which the compressed air is guided and which forms, for example, a channel wall of the compressed air channel 16, and a second side, in particular the outer side, which faces away from the first side and/or on which the compressed air is not guided, and the acceleration sensor 18 is expediently arranged on the second side of the guide section 25.
  • the pneumatic automation device 5 has an electronic arrangement 30, which preferably includes the acceleration sensor 18.
  • the electronic arrangement comprises a circuit board on which the acceleration sensor 18 is arranged and/or an electronic housing in which the acceleration sensor 18 is arranged.
  • the electronic arrangement 30 is arranged on the guide section 25, in particular fastened thereto, preferably on the second side of the guide section 25, in particular on the outside.
  • the acceleration sensor 18 serves to provide an acceleration signal.
  • the acceleration signal represents vibrations of the guide section 25 which are caused by a flow 26 of compressed air, in particular by a flow 26 along the guide section 25.
  • the flow 26 is indicated in the figures by arrows.
  • the flow 26 runs through the compressed air channel 16, in particular from the compressed air inlet 15 to the compressed air outlet 17.
  • the compressed air flowing through the guide section 25 causes the guide section 25 to vibrate and these vibrations are detected by the acceleration sensor 18 and converted into the acceleration signal.
  • the pneumatic automation device 5 further comprises a computer unit 20, which is designed, for example, as a microcontroller and is arranged in particular in the housing 14.
  • the computer unit 20 has a machine learning model 27, which is expediently stored in a memory of the computer unit 20.
  • the machine learning model can also be referred to as a machine learning model and comprises, for example, an artificial neural network.
  • the computer unit 20 is designed to calculate both a pressure value related to the compressed air and a flow value related to the compressed air on the basis of the acceleration signal and using the machine learning model 27.
  • the pressure value related to the compressed air preferably describes a pressure of the compressed air in the pneumatic automation device 5, in particular in the compressed air channel 16, for example at a predetermined point in the compressed air channel 16.
  • the pressure value describes, for example, an absolute pressure or a relative pressure of the compressed air in the pneumatic automation device 5.
  • the pressure value is in particular not a differential pressure value.
  • the computer unit 20 is designed to calculate a differential pressure value related to the compressed air on the basis of the acceleration signal and using the machine learning model.
  • the pressure value is the differential pressure value.
  • the computer unit 20 calculates the differential pressure value in addition to the pressure value.
  • the differential pressure value preferably describes a pressure difference between two pressures of the compressed air in the pneumatic automation device 5, in particular in the compressed air channel 16, for example between a first pressure of the compressed air at a first predetermined point in the compressed air channel 16 and a second pressure of the compressed air at a second predetermined point located downstream relative to the first predetermined point with respect to the flow 26.
  • the flow value related to the compressed air preferably describes a flow, in particular a mass flow and/or a volume flow of the compressed air in the pneumatic automation device 5, in particular in the compressed air channel 16, for example at a predetermined location in the compressed air channel 16.
  • the machine learning model 27 can be trained in particular on the basis of training data, for example on the basis of acceleration values, pressure values and flow values recorded by means of an acceleration sensor, a pressure sensor, a flow sensor (for example a training setup) and/or on the basis of simulated training data, in particular a simulated acceleration signal, simulated pressure values and simulated flow values.
  • the pneumatic automation device 5, in particular the computer unit 20, is expediently designed to calculate the pressure value and the flow value (and optionally the differential pressure value) exclusively on the basis of the acceleration signal.
  • the acceleration signal is expediently the only input variable, in particular the only measured variable, on the basis of which the pressure value and the flow value (and optionally the differential pressure value) are calculated.
  • the pneumatic automation device 5 has no pressure sensor and/or no flow sensor, and/or no sensor signal detected by means of a pressure sensor and/or a flow sensor is included in the calculation of the pressure value and the flow value (and optionally the differential pressure value).
  • the machine learning model represents the
  • the machine learning Model the acceleration signal to the pressure value, the flow value and the differential pressure value.
  • the computer unit 20 is expediently designed to calculate the pressure value, the flow value and/or the differential pressure value repeatedly, in particular periodically, on the basis of the respective current acceleration signal using the machine learning model.
  • the computer unit 20 is designed to calculate a frequency spectrum of the acceleration signal and the machine learning model maps the frequency spectrum to the pressure value and the flow value (and optionally the differential pressure value).
  • the computer unit 20 is designed to carry out a Fourier transformation of the acceleration signal in order to calculate the frequency spectrum.
  • the computer unit 20 is designed to calculate the pressure value and the flow value (and optionally the differential pressure value) on the basis of one and the same frequency spectrum using the machine learning model.
  • the computer unit 20 is expediently designed to calculate the frequency spectrum repeatedly, in particular periodically, on the basis of the respective current acceleration signal.
  • the acceleration signal comprises one, two or three acceleration signal components.
  • each acceleration signal component describes a detected acceleration in relation to a different spatial direction.
  • the computer unit 20 is designed to calculate the pressure value and the flow value (and optionally the differential pressure value) using the machine learning model (in particular exclusively) on the basis of the one acceleration signal component, the two Acceleration signal components or the three
  • the computer unit 20 is designed to calculate diagnostic information based on the pressure value and/or the flow value and/or the differential pressure value.
  • the diagnostic information relates, for example, to a state, for example a state of wear and/or a state of contamination, of the pneumatic automation device 5.
  • the pneumatic automation device 5 comprises a communication interface 22 (in particular arranged on the housing 14), which serves in particular to output the pressure value, the flow value, the differential pressure value and/or the diagnostic information.
  • the communication interface 22 is in particular digital and/or analog.
  • the pneumatic automation device 5 is connected to the control device 7 via the communication interface 22.
  • the pneumatic automation device 5 expediently comprises a display 23, for example a graphic display, and/or an operating device 24.
  • the pneumatic automation device 5 displays one or more flow values and/or pressure values and/or differential pressure values and/or the diagnostic information via the display 23.
  • a user can carry out a user input via the operating device 24.
  • the pneumatic system 1, in particular the pneumatic automation device 5, is designed to be based on the pressure value and/or the flow value and/or the to perform an action, control and/or diagnosis based on the differential pressure value.
  • the pneumatic automation device 5, the maintenance structure 3 and/or the pneumatic system 1 does not comprise a pressure sensor and/or a flow sensor.
  • the calculation of the pressure value and the flow value based on the acceleration signal replaces an otherwise required measurement of the pressure with a pressure sensor and of the flow with a flow sensor.
  • the pneumatic automation device 5 is designed as a pneumatic filter device 5A.
  • Figure 2 shows an example of such a filter device 5A.
  • the pneumatic automation device 5 comprises a filter bowl 28 and a filter 29 located in the filter bowl 28.
  • the filter shell 28 defines a particularly cylindrical shell space 31 in which the filter 29 is arranged.
  • the filter shell 28 is, for example, designed as a hollow cylinder.
  • the filter 29 serves to clean compressed air flowing through the filter device 5A.
  • the filter 29 preferably comprises porous material through which the compressed air flows on the way from the compressed air inlet 15 to the compressed air outlet 17 and is thereby cleaned.
  • the filter 29 is hollow cylindrical.
  • the guide section 25 is expediently part of the filter shell 28.
  • the filter shell 28 defines a part of the compressed air channel 16.
  • a section of an inner side of the filter shell 28 forms a channel wall or a section of a channel wall of the compressed air channel 16, and the compressed air expediently flows along this channel wall (i.e. along the filter shell 28), for example before the compressed air passes through the filter 29.
  • the electronic arrangement 30 having the acceleration sensor 18 is preferably arranged on the filter shell 28, in particular on an outer side of the filter shell 28.
  • the acceleration sensor 18 is vibration-coupled to the filter shell 28.
  • the flow of compressed air from the compressed air inlet 15 to the compressed air outlet 17 causes the filter shell 28 to vibrate and the acceleration sensor 18 detects these vibrations and provides the acceleration signal in accordance with the detected vibrations.
  • the computer unit 20 calculates the pressure value and the flow value (and optionally the differential pressure value) on the basis of the acceleration signal using the machine learning model 27.
  • the pressure value describes, for example, a pressure of the compressed air in the compressed air channel 16 at a point before or after the filter 29.
  • the differential pressure value describes, for example, a difference between a pressure of the compressed air in the compressed air channel 16 at a point in front of the filter 29 and a pressure of the compressed air in the compressed air channel 16 at a point behind the filter 29.
  • the computer unit 20 is designed to determine a wear and/or contamination state of the filter 29 on the basis of the pressure value, the flow value and/or the differential pressure value and to output it, for example, via the communication interface 22 and/or the display 23.
  • Figure 3 shows a further exemplary embodiment of the pneumatic automation device 5.
  • the guide section 25 is a pipe section 25B, for example a straight pipe section.
  • the flow 26 of the compressed air runs inside through the pipe section 25B from the compressed air inlet 15 to the compressed air outlet 17.
  • the electronic arrangement 30 having the acceleration sensor 18 is arranged on the outside of the pipe section 25B, so that the acceleration sensor 18 is vibration-coupled to the pipe section 25B and the vibrations of the pipe section 25B caused by the flow 26 can be transmitted to the acceleration sensor 18 and detected by it.
  • Figure 4 shows a further exemplary embodiment of the pneumatic automation device 5.
  • the guide section 25 is an angle section 25C, for example with an angle of 90 degrees.
  • the angle section 25C comprises a first (in particular straight) pipe section 32C and a second (in particular straight) pipe section 33C.
  • the two pipe sections 32C, 33C converge at an angle, for example 90 degrees, and together form the angle section 29C.
  • the flow 26 of the compressed air runs inside through the angle section 29C, in particular the first pipe section 32C and the second pipe section 33C, from the compressed air inlet 15 to the compressed air outlet 17.
  • the electronic arrangement 30 having the acceleration sensor 18 is arranged on the outside of the angle section 25C, for example the first pipe section 32C, so that the acceleration sensor 18 is vibrationally coupled to the angle section 25C, in particular the first pipe section 32C, and the vibrations generated by the flow 26 caused vibrations of the angle section 25C, in particular of the first pipe section 32C, can be transmitted to the acceleration sensor 18 and detected by the latter.
  • the differential pressure value expediently calculated by the computer unit 20 describes, for example, a difference between a pressure of the compressed air in the compressed air channel 16 in the first pipe section 32C and a pressure of the compressed air in the compressed air channel 16 in the second pipe section 33C.
  • Figure 5 shows a further exemplary embodiment of the pneumatic automation device 5.
  • the guide section 25 is a tapered section 25D.
  • the diameter of the compressed air channel 16 tapers from a first diameter to a second diameter.
  • the tapered section 25D comprises a first (in particular straight) pipe section 32D and a second (in particular straight) pipe section 33D.
  • the second pipe section 33D has a smaller diameter than the first pipe section 32D.
  • the two pipe sections 32D, 33D are connected to one another via a connecting section 34.
  • the flow 26 of the compressed air runs internally through the tapered section 25D, in particular the first pipe section 32D, the connecting section 34 and the second pipe section 33D, from the compressed air inlet 15 to the compressed air outlet 17.
  • the electronic arrangement 30 having the acceleration sensor 18 is arranged externally on the tapered section 25D, for example the first pipe section 32D, so that the acceleration sensor 18 is vibrationally coupled to the tapered section 25D, in particular the first pipe section 32D, and the vibrations of the tapered section 25D caused by the flow 26, in particular of the first pipe section 32D, can be transmitted to the acceleration sensor 18 and detected by the latter.
  • the differential pressure value expediently calculated by the computer unit 20 describes, for example, a difference between a pressure of the compressed air in the compressed air channel 16 in the first pipe section 32D and a pressure of the compressed air in the compressed air channel 16 in the second pipe section 33D.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Automationsvorrichtung (5), umfassend einen Führungsabschnitt (25) zum Führen von Druckluft, sowie einen mit dem Führungsabschnitt (25) schwingungsgekoppelten Beschleunigungssensor (18) zur Bereitstellung eines Beschleunigungssignals, das durch einen Fluss (26) der Druckluft bewirkte Schwingungen des Führungsabschnitts (25) abbildet, ferner umfassend eine Rechnereinheit (20), die ausgebildet ist, auf Basis des Beschleunigungssignals und unter Verwendung eines Machine-Learning-Modells sowohl einen auf die Druckluft bezogenen Druckwert als auch einen auf die Druckluft bezogenen Durchflusswert zu berechnen.

Description

Pneumatische Automationsvorrichtung, Wartungsaufbau, pneumatisches System und Verfahren
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Automationsvorrichtung, umfassend einen Führungsabschnitt zum Führen von Druckluft.
Die WO 2021/148268 Al betrifft eine Vorrichtung zum Identifizieren und/oder Detektieren eines Zustands eines Luftfilters .
Die DE 10 2018 208 880 Al betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Zustands zumindest eines Filterelements.
Die DE 10 2018 133 316 B4 betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik.
Die DE 10 2020 204 137 Al betrifft eine Vorrichtung für die Erfassung eines Zustands eines Filtermittels.
Die DE 10 2018 212 097 B4 betrifft ein Feldgerät zur Erfassung einer Prozessmessgröße, welches insbesondere als Füllstandsmessgerät zur Erfassung eines Füllstandes eines
Mediums ausgeführt ist.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfach herstellbare Möglichkeit zu schaffen, mit der pneumatischen Automationsvorrichtung einen auf die Druckluft bezogenen Druckwert und einen auf die Druckluf t bezogenen Durchf lusswert zu bestimmen .
Die Aufgabe wird gelöst durch die pneumatische Automationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 . Die pneumatische Automationsvorrichtung umfasst einen mit dem Führungsabschnitt schwingungsgekoppelten Beschleunigungssensor zur Bereitstellung eines Beschleunigungssignals , das durch einen Fluss der Druckluf t bewirkte Schwingungen des Führungsabschnitts abbildet . Die pneumatische Automationsvorrichtung umfasst ferner eine Rechnereinheit , die ausgebildet ist , auf Basis des Beschleunigungssignals und unter Verwendung eines Machine- Learning-Modells sowohl einen auf die Druckluf t bezogenen Druckwert als auch einen auf die Druckluf t bezogenen Durchf lusswert zu berechnen .
Konventionell sind für die Bestimmung des Druckwerts und des Durchf lusswerts zwei Sensoren erforderlich : ein Drucksensor für die Bestimmung des Druckwerts und ein Durchf lusssensor für die Bestimmung des Durchf lusswerts . Erf indungsgemäß können sowohl der Druckwert als auch der Durchf lusswert mit einem einzelnen Sensor - dem Beschleunigungssensor - bestimmt werden . Folglich sind weniger Sensoren erforderlich, so dass die pneumatische Automationsvorrichtung einfacher herstellbar ist .
Vorteilhaf te Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .
Die Erf indung betrif f t ferner einen Wartungsaufbau zur Druckluf taufbereitung eines pneumatischen Systems , umfassend die pneumatische Automationsvorrichtung . Die Erf indung betrif f t ferner ein pneumatisches System, umfassend eine Druckluf t -Quelle , den Wartungsaufbau sowie eine pneumatische Maschine , die über den Wartungsaufbau pneumatisch mit der Druckluf t -Quelle verbunden ist .
Die Erf indung betrif f t ferner ein Verfahren zum Betrieb der pneumatischen Automationsvorrichtung, des Wartungsaufbaus oder des pneumatischen Systems , umfassend die Schritte : Bereitstellen des Beschleunigungssignals und Berechnen, unter Verwendung des Machine-Learning-Modells , des Druckwerts und des Durchf lusswerts auf Basis des Beschleunigungssignals .
Weitere exemplarische Details sowie beispielhaf te Ausführungs formen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert . Dabei zeigt
Figur 1 eine schematische Darstellung eines pneumatischen Systems ,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer als Filtergerät ausgebildeten pneumatischen Automationsvorrichtung,
Figur 3 eine schematische Darstellung einer pneumatischen Automationsvorrichtung mit einem als Rohrabschnitt ausgebildeten Führungsabschnitt ,
Figur 4 eine schematische Darstellung einer pneumatischen Automationsvorrichtung mit einem als Winkelabschnitt ausgebildeten Führungsabschnitt ,
Figur 5 eine schematische Darstellung einer pneumatischen Automationsvorrichtung mit einem als Verj üngungsabschnitt ausgebildeten Führungsabschnitt . Die Figur 1 zeigt ein pneumatisches System 1 . Das pneumatische System 1 ist insbesondere ein industrielles pneumatisches System, beispielsweise ein pneumatisches System für die Industrieautomation . Das pneumatische System 1 umfasst zweckmäßigerweise eine Druckluf t -Quelle 2 (beispielsweise einen Kompressor) , einen Wartungsaufbau 3 und/oder eine pneumatische Maschine 4 . Die pneumatische Maschine 4 ist über den Wartungsaufbau 3 pneumatisch mit der Druckluf t -Quelle 2 verbunden . Für den Betrieb der pneumatischen Maschine 4 benötigte Druckluf t wird der pneumatischen Maschine 4 von der Druckluf t -Quelle 2 über den Wartungsaufbau 3 zugeführt .
Der Wartungsaufbau 3 kann vorzugsweise auch für sich genommen - also insbesondere ohne die weiteren Komponenten des pneumatischen Systems 1 - bereitgestellt sein . Der Wartungsaufbau 3 dient zur Druckluf taufbereitung des pneumatischen Systems 1 , insbesondere zur Aufbereitung der Versorgungs -Druckluf t des pneumatischen Systems 1 . Der Wartungsaufbau 3 umfasst exemplarisch einen pneumatischen Eingang 10 , beispielsweise einen Schlauchanschluss , über den der Wartungsaufbau 3 ( insbesondere über einen ersten Schlauch 11) an der Druckluf t -Quelle 2 angeschlossen ist und/oder einen pneumatischen Ausgang 12 , beispielsweise einen Schlauchanschluss , über den die pneumatische Maschine 4 ( insbesondere über einen zweiten Schlauch 13 ) an dem Wartungsaufbau 3 angeschlossen ist . Der Wartungsaufbau 3 umfasst eine pneumatische Automationsvorrichtung 5 sowie vorzugsweise wenigstens eine mit der pneumatischen Automationsvorrichtung 5 pneumatisch verbundene Funktionseinheit 6 . Exemplarisch sind mehrere Funktionseinheiten 6 vorhanden . Zweckmäßigerweise sind die Funktionseinheiten 6 und die pneumatische Automationsvorrichtung 5 pneumatisch in Reihe geschaltet . Insbesondere umfasst der Wartungsaufbau 3 als Funktionseinheiten 6 (oder als die Automationsvorrichtung 5 ) , ein Druckregelventil , ein Einschaltventil , ein Druckaufbauventil , einen Druckluf t - Filter , einen Druckluf t - Trockner und/oder einen Druckluf t -Öler .
Optional umfasst das pneumatische System 1 eine Steuereinrichtung 7 , die beispielsweise eine übergeordnete Steuerung, insbesondere eine SPS ( speicherprogrammierbare Steuerung) umfasst . Die Steuereinrichtung 7 dient beispielsweise zur Steuerung und/oder Diagnose des pneumatischen Systems , insbesondere des Wartungsaufbaus 3 und/oder der pneumatischen Maschine 4 . Optional kann die Steuereinrichtung 7 als Cloud- Server ausgeführt sein oder einen Cloud- Server umfassen . Ferner kann die Steuereinrichtung 7 als Mobilgerät (beispielsweise ein Smartphone oder Tablet -Computer) ausgeführt sein oder ein Mobilgerät umfassen . Ferner kann die Steuereinrichtung 7 eine Kommunikationseinheit umfassen, die kommunikativ mit dem Wartungsaufbau 3 , insbesondere der pneumatischen Automationsvorrichtung 5 , verbunden ist .
Die pneumatische Maschine 4 umfasst exemplarisch eine Ventilvorrichtung 8 und/oder einen pneumatischen Aktor 9 . Exemplarisch wird dem pneumatischen Aktor 9 die von der Druckluf t -Quelle 2 bereitgestellte (und über den Wartungsaufbau 3 geleitete Druckluf t ) über die Ventilvorrichtung 8 zugeführt . Rein exemplarisch umfasst der pneumatische Aktor 9 einen pneumatischen Antriebszylinder .
Die Figuren 2 bis 5 zeigen exemplarische Aus führungs formen der pneumatischen Automationsvorrichtung 5 . Soweit nicht anders angegeben, gelten die nachfolgenden Erläuterungen vorzugsweise für sämtliche Aus führungs formen der pneumatischen Automationsvorrichtung 5 .
Die pneumatische Automationsvorrichtung 5 kann für sich genommen - also insbesondere ohne die weiteren Komponenten des Wartungsaufbaus 3 und/oder des pneumatischen Systems 1 bereitgestellt sein . Optional kann die pneumatische Automationsvorrichtung 5 für sich genommen den Wartungsaufbau 3 darstellen - also insbesondere pneumatisch zwischen die Druckluf t -Quelle 2 und die pneumatische Maschine 4 geschaltet sein .
Die pneumatische Automationsvorrichtung 5 dient zweckmäßigerweise zum Einsatz in der Industrieautomation . Bevorzugt dient die pneumatische Automationsvorrichtung 5 zur Verwendung in dem Wartungsaufbau 3 (der zur Druckluf taufbereitung des pneumatischen Systems 1 dient ) .
Optional umfasst die pneumatische Automationsvorrichtung 5 ein Gehäuse 14 , das insbesondere das Außengehäuse der pneumatischen Automationsvorrichtung 5 darstellt . Die pneumatische Automationsvorrichtung 5 umfasst einen ( insbesondere am Gehäuse 14 ) angeordneten Druckluf t -Eingang 15 , der beispielsweise als Schlauchanschluss ausgeführt ist . Die pneumatische Automationsvorrichtung 5 umfasst ferner einen (vorzugsweise am Gehäuse 14 ) angeordneten Druckluf t - Ausgang 17 , der beispielsweise als Schlauchanschluss ausgeführt ist . Die pneumatische Automationsvorrichtung 5 umfasst zweckmäßigerweise ferner einen ( insbesondere im Gehäuse 14 ) angeordneten Druckluf t -Kanal 16 . Exemplarisch verläuf t der Druckluf t -Kanal 16 von dem Druckluf t -Eingang 15 zu dem Druckluf t -Ausgang 17 . Exemplarisch ist die pneumatische Automationsvorrichtung 5 mit ihrem Druckluf t - Eingang 15 an eine erste Funktionseinheit 6 des Wartungsaufbaus 3 angeschlossen und/oder ist mit ihrem Druckluf t -Ausgang 17 an eine zweite Funktionseinheit 6 des Wartungsaufbaus 3 angeschlossen .
Die pneumatische Automationsvorrichtung 5 umfasst einen
5 Führungsabschnitt 25 zum Führen von Druckluf t . Exemplarisch def iniert der Führungsabschnitt 25 den Druckluf t -Kanal 16 oder einen Abschnitt des Druckluf t -Kanals 16 . Beispielsweise bildet der Führungsabschnitt 25 wenigstens eine Kanalwand oder einen Abschnitt einer Kanalwand des Druckluf t -Kanals 16 . 0 Die pneumatische Automationsvorrichtung 5 umfasst ferner einen Beschleunigungssensor 18 , der vorzugsweise mit dem Führungsabschnitt 25 schwingungsgekoppelt ist . Mit der Formulierung, dass der Beschleunigungssensor 18 mit dem Führungsabschnitt 25 „ schwingungsgekoppelt" ist , ist gemeint , dass der Beschleunigungssensor 18 so relativ zum Führungsabschnitt 25 angeordnet und/oder mit diesem gekoppelt ist , dass mechanische Schwingungen des Führungsabschnitts 25 mit dem Beschleunigungssensor 18 erfasst werden können, beispielsweise dadurch, dass die mechanischen Schwingungen0 auf den Beschleunigungssensor 18 übertragen werden . Beispielsweise ist der Beschleunigungssensor 18 in oder an dem Führungsabschnitt 25 befestigt . Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor 18 an einer Außenseite des Führungsabschnitts 25 angeordnet . Beispielsweise verfügt der5 Führungsabschnitt 25 über eine erste Seite , insbesondere eine Innenseite , an der die Druckluf t geführt wird und die beispielsweise eine Kanalwand des Druckluf t -Kanals 16 bildet , sowie über eine zweite Seite , insbesondere die Außenseite , die von der ersten Seite abgewandt ist und/oder an der die0 Druckluf t nicht geführt wird, und der Beschleunigungssensor 18 ist zweckmäßigerweise an der zweiten Seite des Führungsabschnitts 25 angeordnet . Exemplarisch verfügt die pneumatische Automationsvorrichtung 5 über eine Elektronikanordnung 30 , die vorzugsweise den Beschleunigungssensor 18 umfasst . Optional umfasst die Elektronikanordnung eine Leiterplatte , auf der der Beschleunigungssensor 18 angeordnet ist und/oder ein Elektronik-Gehäuse , in dem der Beschleunigungssensor 18 angeordnet ist . Exemplarisch ist die Elektronikanordnung 30 an dem Führungsabschnitt 25 angeordnet , insbesondere an diesem befestigt , vorzugsweise an der zweiten Seite des Führungsabschnitts 25 , insbesondere an der Außenseite .
Der Beschleunigungssensor 18 dient zur Bereitstellung eines Beschleunigungssignals . Das Beschleunigungssignal bildet Schwingungen des Führungsabschnitts 25 ab , die durch einen Fluss 26 der Druckluf t bewirkt werden, insbesondere durch einen Fluss 26 entlang des Führungsabschnitts 25 . Der Fluss 26 ist in den Figuren durch Pfeile angedeutet . Exemplarisch verläuf t der Fluss 26 durch den Druckluf t -Kanal 16 , insbesondere von dem Druckluf t -Eingang 15 zu dem Druckluf t - Ausgang 17 . Die durch den Führungsabschnitt 25 f ließende Druckluf t versetzt den Führungsabschnitt 25 in Schwingungen und diese Schwingungen werden mit dem Beschleunigungssensor 18 erfasst und in das Beschleunigungssignal umgesetzt .
Die pneumatische Automationsvorrichtung 5 umfasst ferner eine Rechnereinheit 20 , die beispielsweise als Microcontroller ausgebildet ist und insbesondere in dem Gehäuse 14 angeordnet ist . Die Rechnereinheit 20 verfügt über ein Machine-Learning- Modell 27 , das zweckmäßigerweise in einem Speicher der Rechnereinheit 20 gespeichert ist . Das Machine-Learning- Modell kann auch als Maschinelles -Lernen-Modell bezeichnet werden und umfasst beispielsweise ein künstliches neuronales Netzwerk . Die Rechnereinheit 20 ist ausgebildet, auf Basis des Beschleunigungssignals und unter Verwendung des Machine- Learning-Modells 27 sowohl einen auf die Druckluft bezogenen Druckwert als auch einen auf die Druckluft bezogenen Durchflusswert zu berechnen. Der auf die Druckluft bezogene Druckwert beschreibt vorzugsweise einen Druck der Druckluft in der pneumatischen Automationsvorrichtung 5, insbesondere in dem Druckluft -Kanal 16, beispielsweise an einer vorbestimmten Stelle in dem Druckluft -Kanal 16. Der Druckwert beschreibt beispielsweise einen Absolutdruck oder einen Relativdruck der Druckluft in der pneumatischen Automationsvorrichtung 5. Der Druckwert ist insbesondere kein Differenzdruckwert .
Optional ist die Rechnereinheit 20 ausgebildet, auf Basis des Beschleunigungssignals und unter Verwendung des Machine- Learning-Modells einen auf die Druckluft bezogenen Differenzdruckwert zu berechnen. Beispielsweise ist der Druckwert der Differenzdruckwert. Alternativ berechnet die Rechnereinheit 20 den Differenzdruckwert zusätzlich zu dem Druckwert. Der Differenzdruckwert beschreibt vorzugsweise eine Druckdifferenz zwischen zwei Drücken der Druckluft in der pneumatischen Automationsvorrichtung 5, insbesondere in dem Druckluft -Kanal 16, beispielsweise zwischen einem ersten Druck der Druckluft an einer ersten vorbestimmten Stelle in dem Druckluft -Kanal 16 und einem zweiten Druck der Druckluft an einer relativ zur ersten vorbestimmten Stelle in Bezug auf den Fluss 26 stromabwärts befindlichen zweiten vorbestimmten Stelle .
Der auf die Druckluft bezogene Durchflusswert beschreibt vorzugsweise einen Durchfluss, insbesondere einen Massenstrom und/oder einen Volumenstrom, der Druckluf t in der pneumatischen Automationsvorrichtung 5 , insbesondere in dem Druckluf t -Kanal 16 , beispielsweise an einer vorbestimmten Stelle in dem Druckluf t -Kanal 16 .
Das Machine-Learning-Modell 27 kann insbesondere auf Basis von Trainingsdaten trainiert sein, beispielsweise auf Basis von mittels einem Beschleunigungssensor , einem Drucksensor , einem Durchf lusssensor (beispielsweise eines Trainingsaufbaus) erfassten Beschleunigungswerten, Druckwerten und Durchf lusswerten und/oder auf Basis von simulierten Trainingsdaten, insbesondere einem simulierten Beschleunigungssignal , simulierten Druckwerten und simulierten Durchf lusswerten .
Zweckmäßigerweise ist die pneumatische Automationsvorrichtung 5 , insbesondere die Rechnereinheit 20 , ausgebildet , den Druckwert und den Durchf lusswert (und optional den Dif ferenzdruckwert ) ausschließlich auf Basis des Beschleunigungssignals zu berechnen . Zweckmäßigerweise ist das Beschleunigungssignal die einzige Eingangsgröße , insbesondere die einzige Messgröße , auf deren Basis der Druckwert und der Durchf lusswert (und optional der Dif ferenzdruckwert ) berechnet werden . Insbesondere verfügt die pneumatische Automationsvorrichtung 5 über keinen Drucksensor und/oder keinen Durchf lusssensor , und/oder kein mittels eines Drucksensors und/oder eines Durchf lusssensors erfasstes Sensorsignal f ließt in die Berechnung des Druckwerts und des Durchf lusswerts (und optional des Dif ferenzdruckwerts) mit ein .
Bevorzugt bildet das Machine-Learning-Modell das
Beschleunigungssignal auf den Druckwert und den
Durchf lusswert ab . Optional bildet das Machine-Learning- Modell das Beschleunigungssignal auf den Druckwert, den Durchflusswert und den Differenzdruckwert ab.
Zweckmäßigerweise ist die Rechnereinheit 20 ausgebildet, den Druckwert, den Durchflusswert und/oder den Differenzdruckwert wiederholt, insbesondere periodisch, auf Basis des jeweils aktuellen Beschleunigungssignals unter Verwendung des Machine-Learning-Modells zu berechnen.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form ist die Rechnereinheit 20 ausgebildet, ein Frequenzspektrum des Beschleunigungssignals zu berechnen und das Machine-Learning- Modell bildet das Frequenzspektrum auf den Druckwert und den Durchflusswert (und optional den Differenzdruckwert) ab. Beispielsweise ist die Rechnereinheit 20 ausgebildet, eine Fourier-Transformation des Beschleunigungssignals durchzuführen, um das Frequenzspektrum zu berechnen. Die Rechnereinheit 20 ist ausgebildet, unter Verwendung des Machine-Learning-Modells den Druckwert und den Durchflusswert (und optional den Differenzdruckwert) auf Basis ein- und desselben Frequenzspektrums zu berechnen. Zweckmäßigerweise ist die Rechnereinheit 20 ausgebildet, das Frequenzspektrum wiederholt, insbesondere periodisch, auf Basis des jeweils aktuellen Beschleunigungssignals zu berechnen.
Bevorzugt umfasst das Beschleunigungssignal eine, zwei oder drei Beschleunigungssignal-Komponenten. Beispielsweise beschreibt jede Beschleunigungssignal-Komponente eine erfasste Beschleunigung in Bezug auf eine andere Raumrichtung. Die Rechnereinheit 20 ist ausgebildet, den Druckwert und den Durchflusswert (und optional den Differenzdruckwert) unter Verwendung des Machine-Learning- Modells (insbesondere ausschließlich) auf Basis der einen Beschleunigungssignal-Komponente, der zwei Beschleunigungssignal -Komponenten oder der drei
Beschleunigungssignal -Komponenten zu berechnen .
Bevorzugt ist die Rechnereinheit 20 ausgebildet , auf Basis des Druckwerts und/oder des Durchf lusswerts und/oder des Dif ferenzdruckwerts eine Diagnoseinformation zu berechnen . Die Diagnoseinformation bezieht sich beispielsweise auf einen Zustand, beispielsweise einen Verschleißzustand und/oder einen Verschmutzungszustand, der pneumatischen Automationsvorrichtung 5 .
Optional umfasst die pneumatische Automationsvorrichtung 5 eine ( insbesondere am Gehäuse 14 angeordnete) Kommunikationsschnittstelle 22 , die insbesondere zur Ausgabe des Druckwerts , des Durchf lusswert , des Dif ferenzdruckwerts und/oder der Diagnoseinformation dient . Die Kommunikationsschnittstelle 22 ist insbesondere digital und/oder analog . Exemplarisch ist die pneumatische Automationsvorrichtung 5 über die Kommunikationsschnittstelle 22 mit der Steuereinrichtung 7 verbunden .
Zweckmäßigerweise umfasst die pneumatische Automationsvorrichtung 5 eine Anzeige 23 , beispielsweise eine graphische Anzeige , und/oder eine Bedieneinrichtung 24 . Beispielsweise zeigt die pneumatische Automationsvorrichtung 5 über die Anzeige 23 einen oder mehrere Durchf lusswerte und/oder Druckwerte und/oder Dif ferenzdruckwerte und/oder die Diagnoseinformation an . Über die Bedieneinrichtung 24 kann ein Benutzer eine Benutzereingabe durchführen .
Optional ist das pneumatische System 1 , insbesondere die pneumatische Automationsvorrichtung 5 , ausgebildet , auf Basis des Druckwerts und/oder des Durchf lusswerts und/oder des Dif ferenzdruckwerts eine Aktion, eine Steuerung und/oder eine Diagnose durchzuführen .
Bevorzugt umfasst die pneumatische Automationsvorrichtung 5 , der Wartungsaufbau 3 und/oder das pneumatische System 1 keinen Drucksensor und/oder keinen Durchf lusssensor . Insbesondere ersetzt die auf dem Beschleunigungssignal beruhende Berechnung des Druckwerts und des Durchf lusswerts eine sonst erforderliche Messung des Drucks mit einem Drucksensor und des Durchf lusses mit einem Durchf lusssensor .
Im Folgenden soll näher auf die in den Figuren 2 bis 5 gezeigten exemplarischen Aus führungs formen der pneumatischen Automationsvorrichtung 5 eingegangen werden .
Bevorzugt ist die pneumatische Automationsvorrichtung 5 als pneumatisches Filtergerät 5A ausgebildet . Die Figur 2 zeigt ein Beispiel eines solchen Filtergeräts 5A . Die pneumatische Automationsvorrichtung 5 umfasst eine Filterschale 28 und einen in der Filterschale 28 bef indlichen Filter 29 .
Exemplarisch def iniert die Filterschale 28 einen insbesondere zylindrischen Schalen-Raum 31 , in dem der Filter 29 angeordnet ist . Die Filterschale 28 ist beispielsweise hohlzylindrisch ausgeführt . Der Filter 29 dient dazu , durch das Filtergerät 5A strömende Druckluf t zu reinigen . Der Filter 29 umfasst vorzugsweise poröses Material , durch das die Druckluf t auf dem Weg von dem Druckluf t -Eingang 15 zu dem Druckluf t -Ausgang 17 strömt und dadurch gereinigt wird . Exemplarisch ist der Filter 29 hohlzylindrisch .
Der Führungsabschnitt 25 ist zweckmäßigerweise Teil der Filterschale 28 . Insbesondere def iniert die Filterschale 28 einen Teil des Druckluf t -Kanals 16 . Beispielsweise bildet ein Abschnitt einer Innenseite der Filterschale 28 eine Kanalwand oder einen Abschnitt einer Kanalwand des Druckluf t -Kanals 16 , und die Druckluf t strömt zweckmäßigerweise entlang dieser Kanalwand (also entlang der Filterschale 28 ) , exemplarisch bevor die Druckluf t den Filter 29 durchläuf t .
Bevorzugt ist die den Beschleunigungssensor 18 aufweisende Elektronikanordnung 30 an der Filterschale 28 angeordnet , insbesondere an einer Außenseite der Filterschale 28 . Der Beschleunigungssensor 18 ist mit der Filterschale 28 schwingungsgekoppelt . Der Fluss der Druckluf t von dem Druckluf t -Eingang 15 zu dem Druckluf t -Ausgang 17 versetzt die Filterschale 28 in Schwingungen und der Beschleunigungssensor 18 erfasst diese Schwingungen und stellt gemäß den erfassten Schwingungen das Beschleunigungssignal bereit . Die Rechnereinheit 20 berechnet unter Verwendung des Machine- Learning-Modells 27 den Druckwert und den Durchf lusswert (und optional den Dif ferenzdruckwert ) auf Basis des Beschleunigungssignals . Der Druckwert beschreibt beispielsweise einen Druck der Druckluf t in dem Druckluf t - Kanal 16 an einer Stelle vor oder nach dem Filter 29 . Der Dif ferenzdruckwert beschreibt beispielsweise eine Dif ferenz zwischen einem Druck der Druckluf t in dem Druckluf t -Kanal 16 an einer Stelle vor dem Filter 29 und einem Druck der Druckluf t in dem Druckluf t -Kanal 16 an einer Stelle hinter dem Filter 29 .
Optional ist die Rechnereinheit 20 ausgebildet , auf Basis des Druckwerts , des Durchf lusswerts und/oder des Dif ferenzdruckwerts einen Verschleiß- und/oder Verschmutzungszustand des Filters 29 zu bestimmen und beispielsweise über die Kommunikationsschnittstelle 22 und/oder die Anzeige 23 auszugeben Die Figur 3 zeigt eine weitere exemplarische Aus führungs form der pneumatischen Automationsvorrichtung 5 . Bei dieser Aus führungs form ist der Führungsabschnitt 25 ein Rohrabschnitt 25B , exemplarisch ein gerader Rohrabschnitt . Der Fluss 26 der Druckluf t verläuf t innen durch den Rohrabschnitt 25B von dem Druckluf t -Eingang 15 zu dem Druckluf t -Ausgang 17 . Die den Beschleunigungssensor 18 auf weisende Elektronikanordnung 30 ist außen an dem Rohrabschnitt 25B angeordnet , so dass der Beschleunigungssensor 18 mit dem Rohrabschnitt 25B schwingungsgekoppelt ist und die durch den Fluss 26 verursachten Schwingungen des Rohrabschnitts 25B auf den Beschleunigungssensor 18 übertragen und von diesem erfasst werden können .
Die Figur 4 zeigt eine weitere exemplarische Aus führungs form der pneumatischen Automationsvorrichtung 5 . Bei dieser Aus führungs form ist der Führungsabschnitt 25 ein Winkelabschnitt 25C , exemplarisch mit einem Winkel von 90 Grad . Der Winkelabschnitt 25C umfasst einen ersten ( insbesondere geraden) Rohrabschnitt 32C und einen zweiten ( insbesondere geraden) Rohrabschnitt 33C . Die beiden Rohrabschnitte 32C , 33C laufen unter einem Winkel , beispielsweise 90 Grad, zusammen und bilden zusammen den Winkelabschnitt 29C . Der Fluss 26 der Druckluf t verläuf t innen durch den Winkelabschnitt 29C , insbesondere den ersten Rohrabschnitt 32C und den zweiten Rohrabschnitt 33C , von dem Druckluf t -Eingang 15 zu dem Druckluf t -Ausgang 17 . Die den Beschleunigungssensor 18 auf weisende Elektronikanordnung 30 ist außen an dem Winkelabschnitt 25C , exemplarisch dem ersten Rohrabschnitt 32C , angeordnet , so dass der Beschleunigungssensor 18 mit dem Winkelabschnitt 25C , insbesondere dem ersten Rohrabschnitt 32C , schwingungsgekoppelt ist und die durch den Fluss 26 verursachten Schwingungen des Winkelabschnitts 25C, insbesondere des ersten Rohrabschnitts 32C, auf den Beschleunigungssensor 18 übertragen und von diesem erfasst werden können. Der zweckmäßigerweise von der Rechnereinheit 20 berechnete Differenzdruckwert beschreibt beispielsweise eine Differenz zwischen einem Druck der Druckluft in dem Druckluft -Kanal 16 in dem ersten Rohrabschnitt 32C und einem Druck der Druckluft in dem Druckluft -Kanal 16 in dem zweiten Rohrabschnitt 33C.
Die Figur 5 zeigt eine weitere exemplarische Aus führungs form der pneumatischen Automationsvorrichtung 5. Bei dieser Aus führungs form ist der Führungsabschnitt 25 ein Verjüngungsabschnitt 25D. Im Verjüngungsabschnitt 25D verjüngt sich der Durchmesser des Druckluft-Kanals 16 von einem ersten Durchmesser zu einem zweiten Durchmesser. Der Verjüngungsabschnitt 25D umfasst einen ersten (insbesondere geraden) Rohrabschnitt 32D und einen zweiten (insbesondere geraden) Rohrabschnitt 33D. Der zweite Rohrabschnitt 33D weist einen kleineren Durchmesser auf als der erste Rohrabschnitt 32D. Die beiden Rohrabschnitte 32D, 33D sind über einen Verbindungsabschnitt 34 miteinander verbunden. Der Fluss 26 der Druckluft verläuft innen durch den Verjüngungsabschnitt 25D, insbesondere den ersten Rohrabschnitt 32D, den Verbindungsabschnitt 34 und den zweiten Rohrabschnitt 33D, von dem Druckluft -Eingang 15 zu dem Druckluft -Ausgang 17. Die den Beschleunigungssensor 18 auf weisende Elektronikanordnung 30 ist außen an dem Verjüngungsabschnitt 25D, exemplarisch dem ersten Rohrabschnitt 32D, angeordnet, so dass der Beschleunigungssensor 18 mit dem Verjüngungsabschnitt 25D, insbesondere dem ersten Rohrabschnitt 32D, schwingungsgekoppelt ist und die durch den Fluss 26 verursachten Schwingungen des Verjüngungsabschnitts 25D, insbesondere des ersten Rohrabschnitts 32D , auf den Beschleunigungssensor 18 übertragen und von diesem erfasst werden können . Der zweckmäßigerweise von der Rechnereinheit 20 berechnete Dif ferenzdruckwert beschreibt beispielsweise eine Dif ferenz zwischen einem Druck der Druckluf t in dem Druckluf t -Kanal 16 in dem ersten Rohrabschnitt 32D und einem Druck der Druckluf t in dem Druckluf t -Kanal 16 in dem zweiten Rohrabschnitt 33D .

Claims

Ansprüche
1. Pneumatische Automationsvorrichtung (5) , umfassend einen Führungsabschnitt (25) zum Führen von Druckluft, sowie einen mit dem Führungsabschnitt (25) schwingungsgekoppelten Beschleunigungssensor (18) zur Bereitstellung eines Beschleunigungssignals, das durch einen Fluss (26) der Druckluft bewirkte Schwingungen des Führungsabschnitts (25) abbildet, ferner umfassend eine Rechnereinheit (20) , die ausgebildet ist, auf Basis des Beschleunigungssignals und unter Verwendung eines Machine-Learning-Modells (27) sowohl einen auf die Druckluft bezogenen Druckwert als auch einen auf die Druckluft bezogenen Durchflusswert zu berechnen.
2. Pneumatische Automationsvorrichtung (5) nach Anspruch 1, wobei das Machine-Learning-Modell (27) das Beschleunigungssignal auf den Druckwert und den Durchflusswert abbildet oder die Rechnereinheit (20) ausgebildet ist, ein Frequenzspektrum des Beschleunigungssignals zu berechnen und das Machine-Learning- Modell (27) das Frequenzspektrum auf den Druckwert und den Durchflusswert abbildet.
3. Pneumatische Automationsvorrichtung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die pneumatische Automationsvorrichtung (5) als pneumatisches Filtergerät (5A) ausgebildet ist.
4. Pneumatische Automationsvorrichtung (5) nach Anspruch 3, umfassend eine Filterschale (28) und einen in der Filterschale (28) befindlichen Filter (29) , wobei der Führungsabschnitt (25) Teil der Filterschale (28) ist.
5. Pneumatische Automationsvorrichtung (5) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei der Führungsabschnitt (25) ein Rohrabschnitt (25B) , Winkelabschnitt (25C) oder Verjüngungsabschnitt (25D) ist.
6. Pneumatische Automationsvorrichtung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Rechnereinheit (20) ausgebildet ist, auf Basis des Beschleunigungssignals und unter Verwendung des Machine-Learning-Modells einen auf die Druckluft bezogenen Differenzdruckwert zu berechnen.
7. Pneumatische Automationsvorrichtung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Beschleunigungssignal eine, zwei oder drei Beschleunigungssignal-Komponenten umfasst, und die Rechnereinheit (20) ausgebildet ist, den Druckwert und den Durchflusswert unter Verwendung des Machine-Learning-Modells (27) insbesondere ausschließlich auf Basis der einen Beschleunigungssignal-Komponente, der zwei Beschleunigungssignal-Komponenten oder der drei Beschleunigungssignal-Komponenten zu berechnen.
8. Pneumatische Automationsvorrichtung (5) einem voranstehenden Anspruch, wobei die pneumatische Automationsvorrichtung (5) keinen Drucksensor und keinen Durchflusssensor aufweist.
9. Wartungsaufbau (3) zur Druckluftaufbereitung eines pneumatischen Systems (1) , umfassend eine pneumatische Automationsvorrichtung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche .
10. Pneumatisches System (1) , umfassend einen Druckluft- Quelle (2) , einen Wartungsaufbau (3) nach Anspruch 9 sowie eine pneumatische Maschine (4) , die über den Wartungsaufbau (3) pneumatisch mit der Druckluft -Quelle (2) verbunden ist.
11. Verfahren zum Betrieb einer pneumatischen Automationsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, eines Wartungsaufbaus (3) nach Anspruch 9 oder eines pneumatischen Systems (1) nach Anspruch 10, umfassend die Schritte: Bereitstellen des Beschleunigungssignals und Berechnen, unter Verwendung des Machine-Learning-Modells , des Druckwerts und des Durchflusswerts auf Basis des Beschleunigungssignals .
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