Maurice O’Brien explains how it is now possible to quickly develop and deploy an end-to-end-monitoring and predictive maintenance service-based solution and to benefit from high quality asset health insights and power on two wires."> 新单状态监测应用程序对以太网 - 必威betway西

新单状态监测应用程序对以太网

2021年3月16日

莫里斯·奥布莱恩解释了现在可以快速开发和部署一个end-to-end-monitoring和预测性维护服务的解决方案,得益于高质量资产健康见解和权力两个电线。

实时、连续、状态监测和预测维护解决方案继续增长的重要性在制造商和核电站运营商寻求增加吞吐量,同时降低维护成本和资产停机时间。状态监测可以延长设备寿命,提高生产质量,提高安全生产的植物。

鉴于非计划停机时间可达总制造成本的近四分之一,预见性维护有可能释放大量储蓄和生产力。(参考1)

行业市场报告集中在状态监测和预测维护项目复合年增长率(CAGR)的25%到40%,由两个增长领域。第一个是增加部署智能传感器监控资产的健康。第二个增长领域是增加使用人工智能和先进的分析方法将资产健康数据转换成可操作的见解预见性维护和创建新的服务,预见性维护商业模式的机会。增长的新状态监测部署范围跨多个行业,包括:

•废物和废水处理
•生产
•纸和纸浆
•食品和饮料
•制药
•金属和矿业
•能源
•石油和天然气设施

在这些行业中,状态监测应用程序扩展超出了传统的转动设备应用程序(泵,压缩机,和球迷)新的应用程序在数控机、机床、编码器、传送带、机器人技术和仪器。

沟通的挑战
从智能传感器连接到更高级别的管理系统已经对状态监测应用的一个关键的挑战。到目前为止,状态监测应用程序使用有线或无线连接解决方案根据应用程序需求。无线连接解决方案易于部署方面的有优势但往往是有限的带宽和/或电池寿命。有线连接解决方案有时数据带宽有限,而在恶劣的工业环境中长距离并不总是支持,通常需要一个独立的电力电缆。

现有的工业以太网解决方案基于100 base-tx / 10 base - t提供高数据带宽高达100 Mb和权力与坡5猫或Cat-6e电缆,但仅限于100米距离,不支持危险区的用例,因为它们是高功率的解决方案。状态监测应用程序需要支持潜在远程传感器需要健壮的长途通信的传感器节点在空间和能量受限IP66 / IP67外壳由于部署在恶劣的工业环境。这些受限的传感器节点的应用程序需要一个低功率,高数据带宽通信解决方案,提供电力和数据在一个低成本、易于安装电缆和电缆连接器到传感器节点。

新的连接解决方案
新单对以太网(SPE)物理层由IEEE标准提供新的通信连接性解决方案资产健康状态监测应用程序的见解。10 base-t1l新的以太网物理层标准(IEEE 802.3 cg - 2019),通过IEEE 11月7日,2019年。它将极大地改变自动化行业通过显著提高运营效率通过无缝以太网连接字段级的资产。10 base-t1l解决的挑战,到目前为止,使用以太网现场有限的资产。这些挑战包括权力、带宽、布线距离,数据岛和本质安全区域0(危险区域)的应用程序。通过解决这些挑战对棕色地带更新和新绿地设施,10 base-t1l将启用新的资产健康见解以前不可用,无缝沟通控制层和云/私人服务器。这些新见解将唤醒新的可能性为数据分析、运营见解,通过聚合和生产率改进以太网网络领域的资产到云或私人服务器。

10 base-t1l以太网连接的优点
10 base-t1l无需复杂,电力饿网关所需的遗产通讯连接到控制和管理网络,使聚合以太网网络在信息技术(IT)和操作技术(OT)网络。这融合网络提供了一个简化的安装、简单设备更换和更快的网络调试和配置。这将导致更快的软件更新与简化的根源分析和维护字段级的资产。10 base-t1l物理层结合消息传输协议(MQTT)提供了一个消息传递协议领域资产与较低的内存占用降低电力智能传感器。MQTT资产健康见解提供了直接连接到云或一个私人服务器为先进的数据分析预测维修技术。
与10 base-t1l使资产领域,通信的主机处理器集成介质访问控制(MAC),被动媒体转换器或开关10 base-t1l港口是必需的。额外的软件,特殊的驱动程序,或定制的TCP / IP堆栈并不是必需的。这将导致明显的优势为10 base-t1l设备:

•10 base-t1l非常低功率物理层技术,可以非常高的低功耗智能传感器部署数据带宽连接性解决方案。
•智能传感器与10 base-t1l通过网络访问,可以远程更新的任何地方,在任何时候。随着传感器越来越复杂,软件更新的概率增加。现实的时间内更新现在可能通过快速以太网连接。
•获取先进的以太网网络诊断工具来简化根本原因分析。
•提高智能传感器的安装灵活性通过一个双绞线1公里,与权力和数据在一个双绞线。
•资产健康见解往往是远程的,通过一个web服务器上运行领域资产,减少需要维护技师走地面监控资产的健康——一个显著的成本节省。

电力和数据两个电线
ADIN1100, ADI 10 base-t1l PHY,使得低功率在一个双绞线以太网连接超过1000的只有39兆瓦的电力消耗。单对权力以太网(孢子)或工程电力解决方案结合10 base-t1l PHY提供电力和数据在一个双绞线。10 Mb的数据带宽通信链路具有重要的权力能力在同一电缆使得智能传感器与权力和支持新的状态监测应用程序连接的带宽。10 base-t1l连接性、资产健康见解现在更容易穿越见解可聚合/ OT以太网网络。10 base-t1l支持危险区域用例应用程序(本质安全区域0)过程自动化部署和有时被称为Ethernet-APL。10 base-t1l / Ethernet-APL将启用新的较低的电力解决方案资产健康监测智能传感器连接到更高层次的数据管理系统。这将使AI和高级分析系统将资产健康数据转换成可行的见解和部署新的预测维修服务。

系统级解决方案
状态监测应用程序完成,系统级的解决方案将使高质量的关键数据和见解,从而大大改善生产流程。10 base-t1l / Ethernet-APL的进步,再加上一个实时,AI-driven传感技术如ADI OtoSense™,可以使各级人工智能集成的客户系统。ADI OtoSense平台感知和解释任何声音,振动、压力、电流、或温度提供连续、状态监控和随需应变的诊断。场上运作资产的优势,在真正的时间,在线和离线。ADI OtoSense系统检测到异常,从与状态监测领域专家交流学习,同时创建一个数字指纹来帮助识别故障的机器,可以预测故障之前导致昂贵的停机时间,损坏,或灾难性的失败。

进步在传感、信号处理、连接、机械包装技术和人工智能在启用新状态监测解决方案和预见性维护服务,将开启重要的储蓄和生产率的提高。

新状态监测应用系统级解决方案将包括MEMS传感器的振动和冲击检测,精度转换数据采集技术和边缘处理来创建高质量的资产健康数据。低功率、健壮的有线和无线通信解决方案提供的资产健康数据资产。无线通信解决方案包括SmartMesh®或无线HART®。有线通信的解决方案包括rs - 485或10 base-t1l单一双以太网提供电力和数据两个电线。这些技术和高性能电源管理结合资产监控解决方案(如OtoSense技术),这是完整的硬件和人工智能监控解决方案,它可以安装在设备预测性维护。

高质量资产健康见解和更快的连接将延长设备寿命,降低维护成本,消除非计划停机时间,同时保持最高水平的制造质量和安全智能工厂。

了解完整的系统级解决方案和人工智能产品状态监测应用程序以及ADI如何帮助客户和合作伙伴快速开发和部署一个端到端的监控和预见性维护服务的解决方案,请访问analog.com/cbm。

参考
1先进制造业中的维护的成本和效益。美国商务部的统计,2018年4月。

莫里斯·奥布莱恩是战略营销经理在模拟工业自动化设备。


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