ICE ASD

Diagnostica del sistema di ventilazione di un motore a combustione interna

Cliente: OEM di grandi macchinari e impianti

SCOPO DEL LAVORO

Il lavoro descritto riguarda la fornitura di una licenza software per la diagnostica di guasti dei sensori nel sistema di circolazione dell’aria e dei gas di scarico di un motore a combustione interna. Questa licenza software è stata fornita come blocco S-function per l’ambiente SIMULINK®1.
Il sistema di diagnostica dei guasti dei sensori fornito implementa una diagnostica basata su modelli mediante la verifica di grandezze derivate dalle equazioni termodinamiche e dagli equilibri, con l’identificazione di alcuni parametri o funzioni (mappe) non note.
La prima parte di questo lavoro consisteva nella realizzazione del sistema diagnostico dei sensori per mezzo di metodi all’avanguardia di identificazione dei parametri fuori linea, applicati ai dati di input di prova forniti dal cliente al fine di identificare i parametri del modello e le mappe non note.
Oltre a questo, l’ambito di lavoro comprendeva uno studio dei metodi all’avanguardia per l’identificazione dei parametri in linea che possono essere adottati per la diagnostica dei guasti dei sensori.
La seconda parte del lavoro consisteva nell’implementazione di un nuovo metodo diagnostico dei guasti dei sensori, configurato da S.A.T.E. con una prospettiva generale, combinando il requisito dell’affidabilità del sistema di diagnosi dei guasti con l’approccio dell’identificazione dei parametri in linea.
I blocchi S-function forniti sono stati interfacciati con un blocco S-function precedentemente inviato che ha implementato la diagnostica dei guasti del sistema di raffreddamento dello stesso motore a combustione interna (che si basava su parametri individuati fuori linea).

1 MATLAB® e SIMULINK® sono prodotti Mathworks Inc. (Natick, Mass, Stati Uniti). Sono un potente ambiente numerico matematico e una piattaforma di simulazione, adatti per lo sviluppo e l’implementazione multidisciplinare di modelli come funzionamento desktop e in tempo reale in sistemi embedded.

DEFINIZIONE DEL LAVORO

Fase 1: Diagnostica del sistema di ventilazione del motore a combustione interna con mappe identificate fuori linea

Dati di input ricevuti dal cliente

Serie di dati registrati durante i test preliminari in loco

Schema del sistema di ricircolo dell’aria e dei gas di scarico

Schede tecniche di motore e compressore

Attività tecniche principali svolte da S.A.T.E.

Implementazione delle equazioni del modello nell’ambiente SIMULINK®

Identificazione dei parametri del modello fuori linea

Implementazione e ottimizzazione del blocco diagnostico

Convalida del modello con fault injection

Risultato fornito al Cliente

Blocco S-function da integrare in ambiente SIMULINK®

Documentazione tecnica: Descrizione del modello, report di identificazione dei parametri del modello, report di convalida del modello e manuale utente

Studio preliminare dei metodi di identificazione in linea applicati alla diagnostica dei guasti

Fase 2: Diagnostica del sistema di ventilazione del motore a combustione interna con mappe identificate in linea

Dati di input ricevuti dal cliente

Serie di dati registrati durante i test preliminari in loco

Schema del sistema di ricircolo dell’aria e dei gas di scarico

Schede tecniche di motore e compressore

Attività tecniche principali svolte da S.A.T.E.

Implementazione delle equazioni del modello nell’ambiente SIMULINK®

Studio di un nuovo sistema diagnostico basato sulle mappe identificate in linea

Implementazione del sistema diagnostico utilizzando l’identificazione in linea di alcuni parametri non noti

Convalida del modello con fault injection

Risultato fornito al Cliente

Blocco S-function da integrare in ambiente SIMULINK®

Documentazione tecnica: Descrizione del modello, report di convalida del modello e manuale utente.

KNOW HOW E COMPETENZE NECESSARIE PER SVOLGERE IL LAVORO

Le principali competenze che si sono rivelate necessarie per eseguire il lavoro riguardano i seguenti settori:

  1. Fisica, termodinamica e fluidodinamica del turbocompressore
  2. Diagnostica dei guasti e solidi metodi di diagnosi dei guasti dei sensori
  3. Elaborazione e analisi dei dati
  4. Approssimazione di funzioni non lineari
  5. Uso avanzato dell’ambiente MATLAB/SIMULINK®