Wartungsarbeiten und anstehende Reparaturen transparent und effizient planen.

Bild: Voith

Geräuschanalyse KI für intelligente Wasserkraftwerke

25.04.2018

Mit intelligenten Geräuschanalysen in Wasserkraftwerken sollen mögliche Stillstände frühzeitig verhindert werden. Dazu wurde das Kraftwerk Budarhals in Island mit einem akustischen Überwachungssystem ausgerüstet. Dieses erkennt die Abweichungen der Turbinengeräusche vom Normalzustand.

Durch die kontinuierliche Analyse der Maschinendaten soll zudem eine optimierte Betriebsweise und die intelligente Planung von Wartungsarbeiten ermöglicht werden. Die Inbetriebnahme des Systems erfolgt im September 2018.

Selbstlernende Anwendung optimiert Wasserkraftwerk

Im Kraftwerk Budarhals setzt Voith Digital Solutions ein System ein, das den akustischen Zustand der Maschinen permanent bewertet. Durch die Nutzung von künstlicher Intelligenz wird das System die bestehende menschliche Überwachung der Kraftwerksanlage ergänzen und potenzielle Maschinenschäden frühzeitig erkennen. Dafür werden an verschiedenen Stellen im Kraftwerk Mikrofone angebracht, die jedes Umgebungsgeräusch aufnehmen und in der sogenannten Voith-Bluebox zur Datenvorbehandlung speichern.

Die finale Dateninterpretation wird anschließend über eine gesonderte Voith-Plattform vorgenommen. Zur Kalibrierung erfasst das System unter Berücksichtigung strenger Datenschutzrichtlinien in einer ersten Lernphase alle akustischen Signale. Die gesammelten Daten werden anschließend mit denen anderer Wasserkraftwerke verglichen. Durch die Kombination mit den Betriebsdaten lernt die Anwendung, welche Geräusche dem normalen Maschinenverhalten entsprechen. In der zweiten Lernphase ist das System in der Lage Abweichungen vom typischen Geräuschmuster sofort zu erkennen. In diesem Fall sendet das System eine Warnung aus und benachrichtigt gleichzeitig einen Servicetechniker des Kraftwerkbetreibers.

Optimierung von Wartung und Betrieb

Bei dem Pilotprojekt im isländischen Wasserkraftwerk Budarhals testet Voith erstmalig ein neues Dienstleistungsmodell für seine Geräuschmusteranalyse. Diese basiert auf einem datenbasierten Ansatz und soll Kraftwerksbetreiber bei der Optimierung von Wartung und Betriebsweise unterstützen. Voith erwartet nach der Installation des Systems im Kraftwerk, in der Anfangsphase täglich zwischen 10 und 15 unbekannte Umgebungsgeräusche. Diese müssen zunächst manuell bewertet und dokumentiert werden. Das System lernt aber dazu und wird mit der Zeit immer intelligenter.

Service 24/7

Um den Aufwand für den Kunden möglichst gering zu halten, setzt das Unternehmen auf einen 24/7-Service, bei dem die unbekannten Geräusche innerhalb kürzester Zeit von einem Experten bewertet werden. Sollte das Geräusch auf einen kritischen oder untypischen Maschinenzustand hindeuten, wird umgehend die Leitwarte des Kunden informiert.

Im weiteren Verlauf des Pilotprojekts soll das System immer eigenständiger arbeiten und mehr Geräusche erkennen. In Kombination mit verschiedenen Kennzahlen werden die gewonnenen Daten anschließend von Voith und einem Team von Datenanalysten auf komplexe Zusammenhänge untersucht und bewertet. Die Ergebnisse werden anschließend dem Kraftwerksbetreiber zur Betriebs- und Wartungsoptimierung in Form eines regelmäßigen Berichts bereitgestellt. Die Inhalte des Berichtes werden kontinuierlich an die Kundenbedürfnisse angepasst und der Mehrwert wird gemeinsam mit dem Kunden verifiziert. So soll es in Zukunft möglich sein, den Betreibern von Wasserkraftwerken durch die Geräuschmusteranalyse beispielsweise zu sagen, wann der perfekte Zeitpunkt für den Wechsel mechanischer Ersatzteile ist. Wartungsarbeiten und anstehende Reparaturen können somit transparent und effizient geplant werden.

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