西門子S7-300DO模塊西門子S7-300DO模塊

電機的健康App

新的App不僅能顯示低壓電機的一般狀態(tài)，而且可以揭示出諸如耗電量過高等具體問題。裝在電機上的傳感器盒子可以收集必要的運行數(shù)據(jù)，并通過互聯(lián)網將它發(fā)送到云端軟件。

如今，許多企業(yè)都認為數(shù)字化轉型十分復雜，花費高、用時長。然而，這些企業(yè)的決策者同時也深知，他們必須行動起來，其中許多決策者已經意識到數(shù)字化轉型將帶來巨大益處。西門子大型傳動部的Matthias Bruns表示，“他們明白，云平臺和App有助于提高生產力，削減維護費用。”正因如此，通常用于驅動泵、風扇和壓縮機等的Simotics SD系列低壓電機，引起了各方的濃厚興趣。不過，電機專家與西門子核心研發(fā)部門——西門子研究院及西門子數(shù)字化工廠集團的專家聯(lián)袂研發(fā)的Simotics Connect Box也同樣令人矚目。這套裝置包含電機、配有集成式傳感器的盒子和可以顯示測得數(shù)據(jù)的云端App Sidrive IQ。

電池供電的低功耗傳感器盒子

西門子研究院負責開發(fā)傳感器盒子和軟件。Michael Villnow來自坐落于埃爾蘭根的西門子研究院。從事物聯(lián)網技術研究的他解釋道，“首先，我們開發(fā)出對中等價位電機進行數(shù)字化監(jiān)測的應用場景。”很快明確的一點是，經濟劃算的監(jiān)測系統(tǒng)解決方案是將傳感器盒子與云端及App相結合。為了能簡便地安裝到電機上，盒子必須采用電源獨立運行。Villnow說：“找到合適的傳感器不容易。”盒子必須配置可測定電機溫度、加速度和磁通量等參數(shù)的傳感器，但具備必要的測量精度和帶寬的傳感器通常耗電量較大。西門子研究院的研究人員還確定，市場上的低功耗傳感器無法滿足他們的要求。為了解決這一困境，他們決定開發(fā)針對手頭任務量身定制的節(jié)能型傳感器。他們還在盒子中集成了一個無線局域網模塊，以便輕松地將盒子連接至現(xiàn)有的工廠網絡。歸功于傳輸時間縮短，傳感器盒子的能耗也降至低。正如Villnow所解釋的那樣，“多虧智能電力管理，僅一節(jié)電池就可讓盒子運行長達兩年時間，而更換電池也很簡便。”

利用Sidrive IQ，系統(tǒng)和設備操作人員可以密切監(jiān)測低壓電機的轉速、負荷、溫度、機械振動和運行狀態(tài)等，并充分利用這些信息來優(yōu)化運行。

MindSphere執(zhí)行數(shù)據(jù)處理

算法無疑是App的大腦，它由來自西門子研究院物聯(lián)網技術領域和業(yè)務分析與監(jiān)控技術領域的傳感器專家和數(shù)學家組成的團隊，與來自西門子過程工業(yè)與驅動集團的電機專家共同開發(fā)。這個團隊取得的重大成就是利用專門算法和傳感器數(shù)據(jù)來計算出電機的扭矩和性能，而不必測量電流和電壓。這種簡單明了的計算程序*在盒子的微處理器上運行，而復雜的算法則分布于微處理器和云端——這也是為了保護西門子知識產權。一天一次，安全的無線局域網連接將數(shù)據(jù)傳輸至物聯(lián)網操作系統(tǒng)MindSphere。App既處理傳感器輸出的原始數(shù)據(jù)，又處理經盒子分析過的數(shù)據(jù)。這一策略背后亦有節(jié)能因素的考慮：需要發(fā)送至云端的數(shù)據(jù)越少，盒子的能耗越低。

僅智能大小的無線裝置

盒子本身的大小與現(xiàn)代的智能差不多，并且無需外部接線。Villnow解釋道，“只要把它裝到電機上的預定位置即可。”App可在用戶的臺式機、平板電腦或智能的瀏覽器上運行，顯示表明電機狀態(tài)的運行參數(shù)。這可帶來巨大益處——許多低壓電機的功率都很大，相應地，耗電量也很大?，F(xiàn)在，有了這個App，用戶可以檢測出負荷波動，以及任何明顯振動和過高溫度。對于性能較低的電機，這些參數(shù)亦同樣重要。現(xiàn)在，常規(guī)檢測也可以應用到各個性能級別的電機。

在今年的漢諾威工業(yè)博覽會上，這套數(shù)字化裝置也將扮演主角。在歐洲，新的Simotics SD新一代電機將自帶Simotic Connect。Bruns說：“我們的Sidrive IQ App尚在襁褓之中。”但他充滿信心：“未來，通過不斷優(yōu)化對測得數(shù)據(jù)的解讀，它將有助于實現(xiàn)預測性維護。”這種新的健康App還將提供更多優(yōu)良特性：未來，還可以利用Simotics Connect對老舊電機進行翻新改造。

2.3.1數(shù)字量信號模塊