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新的App不僅能顯示低壓電機(jī)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(jī)上的傳感器盒子可以收集必要的運(yùn)行數(shù)據(jù),并通過互聯(lián)網(wǎng)將它發(fā)送到云端軟件。
如今,許多企業(yè)都認(rèn)為數(shù)字化轉(zhuǎn)型十分復(fù)雜,花費(fèi)高、用時(shí)長。然而,這些企業(yè)的決策者同時(shí)也深知,他們必須行動(dòng)起來,其中許多決策者已經(jīng)意識(shí)到數(shù)字化轉(zhuǎn)型將帶來巨大益處。西門子大型傳動(dòng)部的Matthias Bruns表示,“他們明白,云平臺(tái)和App有助于提高生產(chǎn)力,削減維護(hù)費(fèi)用。”正因如此,通常用于驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)扇和壓縮機(jī)等的Simotics SD系列低壓電機(jī),引起了各方的濃厚興趣。不過,電機(jī)專家與西門子核心研發(fā)部門——西門子中央研究院及西門子數(shù)字化工廠集團(tuán)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(jī)、配有集成式傳感器的盒子和可以顯示測(cè)得數(shù)據(jù)的云端App Sidrive IQ。
電池供電的低功耗傳感器盒子
西門子中央研究院負(fù)責(zé)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中央研究院。從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究的他解釋道,“首先,我們開發(fā)出對(duì)中等價(jià)位電機(jī)進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)測(cè)的應(yīng)用場景。”很快明確的一點(diǎn)是,經(jīng)濟(jì)劃算的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案是將傳感器盒子與云端及App相結(jié)合。為了能簡便地安裝到電機(jī)上,盒子必須采用 電源獨(dú)立運(yùn)行。Villnow說:“找到合適的傳感器不容易。”盒子必須配置可測(cè)定電機(jī)溫度、加速度和磁通量等參數(shù)的傳感器,但具備必要的測(cè)量精度和帶寬的傳感器通常耗電量較大。西門子中央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(duì)手頭任務(wù)量身定制的節(jié)能型傳感器。他們還在盒子中集成了一個(gè)無線局域網(wǎng)模塊,以便輕松地將盒子連接至現(xiàn)有的工廠網(wǎng)絡(luò)。歸功于傳輸時(shí)間縮短,傳感器盒子的能耗也降至最低。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(yùn)行長達(dá)兩年時(shí)間,而更換電池也很簡便。”
利用Sidrive IQ,系統(tǒng)和設(shè)備操作人員可以密切監(jiān)測(cè)低壓電機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、機(jī)械振動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)等,并充分利用這些信息來優(yōu)化運(yùn)行。
MindSphere執(zhí)行數(shù)據(jù)處理
算法無疑是App的大腦,它由來自西門子中央研究院物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域和業(yè)務(wù)分析與監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域的傳感器專家和數(shù)學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì),與來自西門子過程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)的電機(jī)專家共同開發(fā)。這個(gè)團(tuán)隊(duì)取得的重大成就是利用專門算法和傳感器數(shù)據(jù)來計(jì)算出電機(jī)的扭矩和性能,而不必測(cè)量電流和電壓。這種簡單明了的計(jì)算程序*在盒子的微處理器上運(yùn)行,而復(fù)雜的算法則分布于微處理器和云端——這也是為了保護(hù)西門子知識(shí)產(chǎn)權(quán)。一天一次,安全的無線局域網(wǎng)連接將數(shù)據(jù)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)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(jīng)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。
僅智能手機(jī)大小的無線裝置
盒子本身的大小與現(xiàn)代的智能手機(jī)差不多,并且無需外部接線。Villnow解釋道,“只要把它裝到電機(jī)上的預(yù)定位置即可。”App可在用戶的臺(tái)式機(jī)、平板電腦或智能手機(jī)的瀏覽器上運(yùn)行,顯示表明電機(jī)狀態(tài)的運(yùn)行參數(shù)。這可帶來巨大益處——許多低壓電機(jī)的功率都很大,相應(yīng)地,耗電量也很大?,F(xiàn)在,有了這個(gè)App,用戶可以檢測(cè)出負(fù)荷波動(dòng),以及任何明顯振動(dòng)和過高溫度。對(duì)于性能較低的電機(jī),這些參數(shù)亦同樣重要。現(xiàn)在,常規(guī)檢測(cè)也可以應(yīng)用到各個(gè)性能級(jí)別的電機(jī)。
在今年的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)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(jī)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(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)的解讀,它將有助于實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。”這種新的健康A(chǔ)pp還將提供更多優(yōu)良特性:未來,還可以利用Simotics Connect對(duì)老舊電機(jī)進(jìn)行翻新改造。