Sviluppo di sistemi di condition monitoring su piattaforma real-time/FPGA per test in sala prove

L’attività di tesi nasce dall’esigenza presente in sala prove di monitorare in modo continuativo l’affidabilità del motore, con l’obiettivo di ottenere valutazioni predittive rispetto ai guasti che si possono verificare in prove di durata o semplicemente per valutare lo stato di usura del motore durante la sua intera vita. La funzione predittiva è fondamentale per evitare rotture disastrose che possono compromettere anche l’efficacia della diagnosi del problema che ha portato al guasto, aspetto di primaria importanza quando i componenti sottoposti a test sono di origine prototipale o destinate all’impego in gara. In collaborazione con l’azienda Alma Automotive è stato quindi lanciato lo sviluppo di una personalità software dedicata al condition monitoring, basata sulla piattaforma hardware Miracle2, il cui cuore è un modulo real-time/FPGA programmabile in Labview. Tra i sistemi di condition monitoring per motori a combustione interna quello prodotto dall’azienda Reilhofer KG (“Delta Analyzer”), basato principalmente sul rilevamento di vibrazioni, è stato preso come riferimento. È stata quindi implementata una struttura di base del software che consentisse lo streaming dati, il processamento real-time ed il salvataggio ed in parallelo è stata realizzata una campagna sperimentale durante la quale monitorare tramite accelerometri l’intera vita del motore, dal rodaggio fino allo smontaggio. Il metodo di diagnosi è incentrato principalmente sul confronto fra un riferimento dello stato vibrazionale del motore e lo stato attuale al variare del punto di funzionamento (carico, rpm). La valutazione dello stato di salute del motore è effettuata con semplici indici derivati principalmente dallo spettro delle vibrazioni confrontato con la condizione vibrazionale baseline a motore nuovo. È stata inoltre svolta un’analisi per il rilevamento knock tramite accelerometri ed è stata svolta un’analisi rotazionale per determinare strategie volte al monitoraggio del giunto elastico.