Diagnostic of sensors, transfer pipes, filters, transfer- and feed- pumps

• Main Author: Ellnefjärd, André
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) 2014
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-168842

Under de senaste åren så har kraven på olika systems körtid och tillförlitlighet ökat inom industriella applikationer. Diagnossystem har därför blivit alltmer viktiga för att se till att systemen körs normalt och säkert, för att förhindra eventuella systemfel. Ett nytt systemkoncept har nyligen tagits fram för lågtryckdelen av bränslesystemet på tunga motorer och detta system är i behov av ett diagnossystem.I detta examensarbete så har man undersökt hur systemets utformning och diagnosalgoritmer skall se ut för att man ska kunna upptäcka felaktigt fungerande systemnivåer och kunna isolera felaktiga komponenter. Med systemets utformning menas antalet sensorer, deras placering och nödvändig upplösning.Fyra systemutformningar har föreslagits och testats i en rigg som tagits fram i detta examensarbete. Utifrån dessa data så har det normala och det felaktiga beteendet definierats och utvärderats. Feldetektering- och isolerings- metoderna som tagits fram utnyttjar teori såsom fysikalisk redundans, filtrering av signaler, FFT, kombinationer av detektionsgränser, insvängningstid/stigtid samt enklare residualer. Dessa metoder har sedan kombinerats till ett diagnossystem för respektive system utformning. En jämförelse mellan de olika systemutformningarna med avseende på diagnosprestanda och systemkostnad har sedan utförts.Resultaten visade att två av de framtagna systemutformningarna med motsvarande diagnosalgoritmer var överlägsna de andra två systemutformningarna när det gäller prestanda och enkelhet för diagnosen. De olika givarnas upplösningar har visat sig ha ett stort inflytande på vilken felstorlek som kan och inte kan upptäckas, därför har också krav på nya sensorer föreslagits och diskuterats. Den slutliga och valda systemutformningen påvisar att det är teoretiskt möjligt att kunna detektera och isolera alla systemfel som definierats. De föreslagna lösningarna behöver implementeras och verifieras innan diagnosen kan anses slutgiltigt verifierad. === During the later years, demands on the requirements such as system up-time and system reliability have been increased in industrial applications. Diagnostic systems have therefore become of importance to ensure that the system runs normal and safe in order to prevent possible system failures. A new system concept for the low pressure fuel circuit in heavy duty engines has recently been developed and it is in the need of a diagnostic system.This master thesis investigates how the system layout and diagnostic algorithms of the new system concept shall be designed to be able to detect a faulty functioning system level and isolate failing components. The system layout is referring to the amount of sensors, their locations and their needed resolutions.Four system layouts has been suggested and tested in a developed experimental rig where normal and faulty system behavior has been defined and evaluated. Fault detection and isolation methods that utilizes physical redundancy, filters, FFT, combinations of detection limits, settling time/rise time and residuals, has been developed and combined into a diagnostic system for each system layout. A comparison between the system layouts with respect to diagnostic performance and system cost was in turn performed.The results showed that two of the system layouts with corresponding diagnostic algorithms were superior to the two other layouts in terms of diagnostic simplicity and diagnostic performance. The sensor resolutions were proven to have a big influence on what fault sizes are detectable or not which is why new sensor requirements has been suggested and discussed. The final system layout with corresponding diagnostic algorithm is theoretically capable of detecting and isolating all of the defined system faults. It is however in the need of implementation and verification to be considered validated.