Situatie
Intermitterende proportionele storing binnen een hydraulisch systeem veroorzaakt vaak complexe storingen die tijdens standaard metingen nauwelijks zichtbaar zijn.
Binnen deze industriële installatie trad gedurende circa 12 weken een terugkerende proportionele storing op waarbij een hydraulisch aangestuurde cilinder instabiel gedrag vertoonde tijdens positioneren.
De storing:
- trad niet continu op
- verdween tussentijds tijdelijk
- was moeilijk reproduceerbaar
- veroorzaakte terugkerende productieproblemen
- gaf geen duidelijke foutmelding
Juist dit soort intermitterende proportionele storingen zijn technisch complex omdat de zichtbare storing zich vaak op een andere locatie bevindt dan de werkelijke oorzaak.
Intermitterende proportionele storing door beïnvloede pompsturing
Oorzaken van intermitterende proportionele storing
Binnen een oudere proportioneel aangestuurde hydraulische installatie trad een storing op waarbij een cilinder voortdurend wisselend gedrag vertoonde tijdens positioneren.
De installatie werkte met drie proportioneel geregelde pompen waarvan normaal twee pompen actief waren tijdens bedrijf.
De storing uitte zich in:
- Wisselende positionering
- Instabiele beweging
- Variërende snelheid
- Correcties van de regeling
- Onrustig systeemgedrag zonder duidelijke foutmelding
Omdat de beweging hydraulisch instabiel bleef, zijn uitgebreide flowmetingen uitgevoerd.
Eerste interventies door storingsdienst
Voordat de uiteindelijke oorzaak werd gevonden, waren reeds meerdere componenten vervangen door de storingsdienst.
Hierbij zijn onder andere vervangen:
- Een NW25 stuurschuifklep voor de cilinderregeling
- Een 4/2-klep ten behoeve van het ontlastcircuit
Deze componenten werden vervangen omdat de storing zich hydraulisch manifesteerde in afwijkend bewegingsgedrag van de cilinder.
Tijdens de metingen kwamen echter geen afwijkingen naar voren die wezen op defecten binnen deze kleppen.
De drukbeelden, schakelmomenten en hydraulische reacties van deze componenten bleven tijdens de metingen normaal functioneren.
Daardoor ontstond steeds sterker het vermoeden dat de werkelijke oorzaak zich elders binnen het regelsysteem bevond.
Verouderde pompregeling en eerste verdenkingen
De installatie was voorzien van een zeer oude proportionele pompbesturing met verouderde externe versterkerkaarten.
Deze versterkerkaarten zijn tegenwoordig praktisch niet meer verkrijgbaar.
Daardoor ontstond in eerste instantie het vermoeden dat de storing mogelijk veroorzaakt werd door:
- Verouderde versterkerkaarten
- Instabiele elektronische aansturing
- Afwijkende terugkoppelingen
- Verouderde signaalverwerking binnen de regeling
Tijdens de eerste analyses is daarom uitgebreid gemeten aan:
- Versterkerkaarten
- Positieterugkoppelingen
- Regelreacties
- Voedingen
- Stuurstromen
Ondanks alle metingen en controles leverde dit aanvankelijk geen duidelijke oorzaak op.
Het enige wat consequent zichtbaar bleef was dat de gemeten flows binnen het systeem niet correct waren.
Eerste analyse van het hydraulisch gedrag
Tijdens de metingen werd vastgesteld dat een aanzienlijk deel van het geleverde debiet niet bij de cilinder aankwam.
De flowmetingen werden uitgevoerd via flowbuizen in de P-leidingen van de pompen.
Op basis van deze eerste metingen ontstond het beeld dat olie “verdween” binnen het systeem.
De installatie beschikte over een gezamenlijke lekleidingconfiguratie waarbij de pompen via terugslagkleppen van elkaar gescheiden waren.
Hierbij is aangegeven dat uitsluitend meten in de persleiding onvoldoende was.
Juist bij proportioneel geregelde pompen is het belangrijk ook de Y-leiding mee te meten.
De Y-aansluiting beïnvloedt immers direct de pompsturing.
Afwijkend gedrag pomp 3
Tijdens aanvullende metingen op de Y-leiding van pomp 3 werd een opvallend beeld zichtbaar.
Waar normaal een relatief stabiele lekolieflow verwacht wordt, vertoonde pomp 3 een sterk wisselende flow.
Geen stabiele lekkage van enkele liters per minuut, maar een continu fluctuerend patroon.
Daaruit bleek:
- De pompen leverden wel degelijk olie
- Een deel van het debiet bereikte de cilinder niet
- De pompregeling reageerde instabiel
- De sturing van pomp 3 werd ongecontroleerd beïnvloed
Door gelijktijdig de Y-flow van pomp 3 mee te registreren werd zichtbaar dat olie vanuit het systeem via de Y-zijde van pomp 3 terug beïnvloeding veroorzaakte op de pompsturing.
Hierdoor werd de proportionele pompregeling feitelijk aan twee zijden beïnvloed.
Dat veroorzaakte onstabiel regelgedrag van de pomp.
Oorzaak
Na verdere analyse is de betreffende terugslagklep uitgebouwd en gecontroleerd.
Hieruit bleek dat de terugslagklep niet volledig afsluitte, maar permanent een kleine opening hield.
Hoewel dit mechanisch slechts een minimale afwijking leek, had dit hydraulisch grote gevolgen.
De gedeeltelijk openstaande terugslagklep veroorzaakte:
- Onderlinge beïnvloeding tussen pompcircuits
- Instabiele Y-drukken
- Verstoorde pompsturing
- Wisselende flowverdeling
- Onrustige positionering van de cilinder
Daardoor ontstond een storing die zich uitte als proportioneel regelprobleem, terwijl de werkelijke oorzaak zich bevond in een mechanisch niet volledig sluitende terugslagklep.
Correctieve maatregel
Na vervanging van de terugslagklep stabiliseerde het systeem direct.
De resultaten waren direct zichtbaar:
- Stabiele pompregeling
- Rustige positionering
- Correcte flow naar de cilinder
- Geen afwijkende Y-flow meer
- Verdwenen instabiliteit binnen de regeling
Alle geleverde olie bereikte weer correct de cilinder.
De storing is sindsdien niet meer teruggekeerd.
Impact van langdurige intermitterende storing
Wat deze storing extra complex maakte, was dat het probleem zich niet continu manifesteerde.
De storing trad intermitterend op en leek tussentijds regelmatig “verholpen”, terwijl de onderliggende oorzaak feitelijk nog aanwezig bleef.
Daardoor ontstond een situatie waarbij de installatie gedurende circa 12 weken structureel gevoelig bleef voor uitval en instabiel gedrag.
Binnen deze fabriek vertegenwoordigt één uur productieverlies een orde van grootte van circa €100.000.
Zelfs wanneer iedere storing gemiddeld slechts 15 minuten duurde, ontstond theoretisch nog steeds een potentiële verstoringsimpact van meerdere miljoenen euro’s.
Technische kern
Technische analyse van intermitterende proportionele storing
Heeft uw installatie last van:
- terugkerende proportionele storingen
- instabiele positionering
- onverklaarbare productiestops
- afwijkend pompgedrag
- storingen die tijdelijk verdwijnen en terugkomen
Dan is de werkelijke oorzaak vaak complexer dan de zichtbare storing zelf.
- systeemanalyse
- proportionele troubleshooting
- metingen onder belasting
- analyse van Y-sturingen
- diagnose van pompsturingen
- reinheidsanalyse en lakvorming
English 
Dutch