23. November 2021
IoT-Lösung zur Überwachung des Kompressors für Schienenfahrzeuge
Der Druckluftkreislauf zählt zu den wichtigsten Organen eines Schienenfahrzeugs, erfüllt er doch zahlreiche Funktionen:
- Öffnen und Schließen der Türen,
- Betätigung der Bremsen und Sandkästen für das Bremssystem
- Steuerung der Aufhängung
- etc.
Der Komfort und die Sicherheit der Fahrgäste beruhen in hohem Maß auf die einwandfreie Funktionsfähigkeit des Kompressors und des entsprechenden Druckluftkreises. Diese Druckluftgeneratoren in den Schienenfahrzeugen sind harten Betriebsbedingungen und einem hohen Auslastungsgrad ausgesetzt, sodass der Überwachung ihres Betriebszustands entscheidende Bedeutung zukommt.
Der Luftdruckkompressor, ein lebenswichtiges Organ für den Betrieb von Schienenfahrzeugen
Obwohl diese Betriebseinrichtung einem regelmäßigen und vorbeugenden Wartungsplan unterliegt, ist es leider nicht ungewöhnlich, dass zwischen zwei Kontrollen eine Panne auftritt.
Neben solchen Störfällen am Kompressor kann auch ein Leck im gesamten Luftdruckkreislauf zu Unannehmlichkeiten für den Bahnbetreiber führen. Diese Lecks können sowohl flüchtiger, als auch dauerhafter Natur sein und von einem oder mehreren vom Kompressor versorgten Organen stammen.
Es gibt keine Sensoren, die Echtzeitinformationen über den Betriebszustand des Kompressors und seinen Betrieb zurückmelden. Die Kundensicht ist daher nicht dynamisch und Lecks werden erst im Wartungszentrum, und nicht schon während des Betriebs der Zuggarnitur entdeckt. Manche Druckluftlecks können sogar bei einer Kontrolle unbemerkt bleiben, wenn sie intermittierend auftreten.
Erfahrungsbericht
Abteilungsleiter Wartung und Instandsetzung – KEOLIS LYON (TCL)
Mit der von Stimio eingebrachten Lösung zur Echtzeitüberwachung des Luftdruckkreislaufs können wir sowohl permanente als auch flüchtige Lecks in unseren Kreisläufen schnell aufdecken. Dadurch lassen sich unsere Wartungsschritte viel genauer bestimmen und im Voraus planen, die Stehzeiten unserer Zuggarnituren halten sich in Grenzen und Betriebsunterbrechungen werden vermieden.
Hier ist eine nicht erschöpfende Liste der verhängnisvollen Folgen, die von unseren Kunden berichtet wurden:
- Stillsetzung der Linie und der Züge, wenn größere Lecks an den Bremsen oder Türen auftreten
- Störung des Verkehrs und Dominoeffekt auf andere Linien und Anschlüsse
- Vorzeitige Funktionsminderung bei verschiedenen Betriebsmitteln, einschließlich des Kompressors
- Überlastung bei der Wartung durch nicht vorhergesehene Wartungsschritte
- Sicherheit der Passagiere: Ein größerer Ausfall des Druckluftsystems kann dazu führen, dass lebenswichtige Organe wie Türen, Bremsen usw. funktionsunfähig werden.
IoT-Lösung zur Überwachung des Kompressors für Schienenfahrzeuge
Um Störungen zu beheben, das Verhalten des Kompressors unter realen Bedingungen besser zu verstehen und die Servicequalität zu verbessern, ist es daher von entscheidender Bedeutung, dass der Kompressor kontinuierlich in Echtzeit überwacht wird. Durch die IoT-Lösung Oxygen Asset Management von Stimio können unsere Kunden ein solches Problem schnell lösen, wobei gleichzeitig zukünftige Perspektiven aufgezeigt werden (siehe unten: „Vorhersage“).
Ein privates drahtloses Netzwerk lässt sich in wenigen Stunden einrichten. Unsere eisenbahnzertifizierten Railnode IoT-Sensoren werden am Kompressor installiert, um die Ein-/Ausschaltzeit zu messen. Dadurch machen sie den Kompressor kommunikationsfähig. Unser Railnet IoT-Gateway bildet die Spitze des privaten drahtlosen Netzwerks. Es sammelt die Daten der Sensoren und leitet sie an die Oxygen Asset Management weiter. Wir liefern angereicherte Betriebsdaten, die direkt verwertbar sind und in die IT-Systeme unserer Kunden integriert werden können. Durch die Datenanalyse auf der Oxygen-Plattform können anormale Verhaltensweisen, der Ladestand, die Lade- und Entladezyklen usw. ermittelt werden.
Die Planung und vorausschauende Gestaltung der Gerätewartung wird somit optimiert.
Vorhersage
Unsere Oxygen-Lösung gestattet die Analyse des Verhaltens der verschiedenen Kompressoren, die in den Zuggarnituren eingebaut sind. Anschließend können diese Verhaltensweisen definiert und klassifiziert werden.
Die Vorteile sprechen für sich: Vorhersage des Verhaltens des Kompressors, Erkennen der Anzeichen einer Störung und punktgenaue Durchführung von Wartungsmaßnahmen.
Dazu ist eine mathematische Modellierungs- und Vorhersagearbeit erforderlich, die sich auf die Daten der Kompressorflotte stützt, ergänzt um die Nutzungsbedingungen und Eigenschaften jedes einzelnen Kompressors (Modell, Alter, Nutzungsgrad…).
Durch die Kombination all dieser Daten lässt sich das nominelle Verhalten bestimmen. Jeder Kompressor wird dann laufend mit diesem Standardverhalten verglichen, entweder auf Klassenebene oder auf der Ebene des Gesamtbestandes. Stellt sich heraus, dass ein Parameter ungewöhnlich stark abweicht, so kann man vorhersagen, wann eine Überprüfung oder Reparatur fällig wird.
Die Vorteile unserer Lösung sind mannigfaltig:
BETRIEB
- Verbesserung der Zuverlässigkeit, der betrieblichen Effizienz
- Geringere Produktionsverluste
- Schnelle und einfache Entscheidungsfindung durch die Analyse der über das IoT bereitgestellten Daten
SICHERHEIT
- Sicherheit der Fahrgäste und des Wartungspersonals
WARTUNG
- Verlängerte Lebensdauer der Betriebsanlagen
- Niedrigere Wartungskosten
- Die Wartung des Kompressors wird erst bei der Analyse schwacher Vorzeichen ausgelöst.
ERSCHEINUNGSBILD
- Höhere Kundenzufriedenheit
Weiter gehen
Oxygen Asset Management
Von der Verwaltung und Konfiguration der Sensoren bis hin zur Darstellung und Vorhersage zieht Oxygen Asset Management das volle Potential aus den Rohdaten und verwandelt sie in aussagekräftige Betriebsdaten zur sofortigen Verwendung.
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Railnode
Railnode ist Stimios EN 50155-zertifiziertes Bahngerät mit einer Reihe interner Sensoren, die Daten von Ihren Anlagen sammeln und an Ihre Betriebsinformationssysteme liefern.
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Railnet
Railnet ist Stimios EN 50155-zertifiziertes Bahn-Gateway für die Verbindung von Railnode-Sensoren und bordseitiger Ausrüstung in bestehenden und neuen Fahrzeugen.
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Durchführung der vorausschauenden Wartung eines Kompressors für Schienenfahrzeuge durch Kombination der Lösungen Oxygen Asset Management von Stimio und Maximo von IBM
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