鑒(jian)於(yu)計(ji)劃(hua)外(wai)停(ting)機(ji)的(de)成(cheng)本(ben)可(ke)能(neng)占(zhan)總(zong)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)的(de)近(jin)四(si)分(fen)之(zhi)一(yi)
，所(suo)以(yi)采(cai)用(yong)預(yu)測(ce)性(xing)維(wei)護(hu)有(you)望(wang)大(da)幅(fu)節(jie)省(sheng)成(cheng)本(ben)並(bing)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)力(li)。關(guan)注(zhu)狀(zhuang)態(tai)監(jian)控(kong)的(de)工(gong)業(ye)市(shi)場(chang)報(bao)告(gao)顯(xian)示(shi)，這(zhe)個(ge)市(shi)場(chang)的(de)複(fu)合(he)年(nian)均(jun)增(zeng)長(chang)率(lv)預(yu)計(ji)在(zai)25%至40%之間，主要受兩大增長領域推動。第一，是增加智能傳感器的部署數量

，用於監測資產的運行狀況
；第(di)二(er)
，是(shi)加(jia)大(da)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)和(he)高(gao)級(ji)分(fen)析(xi)的(de)使(shi)用(yong)，將(jiang)資(zi)產(chan)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)數(shu)據(ju)轉(zhuan)化(hua)為(wei)可(ke)執(zhi)行(xing)的(de)見(jian)解(jie)，以(yi)部(bu)署(shu)預(yu)測(ce)性(xing)維(wei)護(hu)功(gong)能(neng)，創(chuang)造(zao)以(yi)服(fu)務(wu)為(wei)基(ji)礎(chu)的(de)新(xin)型(xing)預(yu)測(ce)性(xing)維(wei)護(hu)業(ye)務(wu)模(mo)式(shi)機(ji)遇(yu)。新(xin)型(xing)狀(zhuang)態(tai)監(jian)控(kong)的(de)部(bu)署(shu)增(zeng)長(chang)涉(she)及(ji)各(ge)種(zhong)行(xing)業(ye)
，包(bao)括(kuo)水(shui)和(he)廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)
、製造、食品和飲料、製藥、金屬和采礦
、能源
、石油和天然氣裝置等。在這些行業中，狀態監控應用不再局限於傳統的旋轉設備應用（泵

、壓縮機和風機），而是擴展到適合CNC機床
、機床、編碼器、傳送帶
、jiqirenheyiqiyibiaodengxinyingyong。yaoshizhuangtaijiankongyingyongbuduandedaofazhan
，xuyaojiejuedeyigeguanjiantiaozhanshi，shixianzhinengchuanganqiyugenggaojibiedeguanlixitongzhijiandelianjie
，houzhegenjucongbeijiankongdezichanhuoqudexinxishishicaozuo。

 

圖1：狀態監控應用

 

截jie止zhi目mu前qian，狀zhuang態tai監jian控kong應ying用yong一yi直zhi使shi用yong有you線xian或huo無wu線xian連lian接jie解jie決jue方fang案an，具ju體ti由you終zhong端duan應ying用yong要yao求qiu決jue定ding。無wu線xian連lian接jie解jie決jue方fang案an在zai部bu署shu方fang麵mian存cun在zai優you勢shi，但dan帶dai寬kuan和he/或huo電dian池chi壽shou命ming通tong常chang受shou到dao限xian製zhi。有you線xian連lian接jie解jie決jue方fang案an有you時shi受shou到dao數shu據ju帶dai寬kuan限xian製zhi
，在zai惡e劣lie的de工gong業ye環huan境jing下xia無wu法fa支zhi持chi長chang距ju離li傳chuan輸shu
，且qie通tong常chang需xu要yao采cai用yong單dan獨du的de電dian源yuan線xian。基ji於yu100BASE-TX/10BASE-T的現有的工業以太網解決方案通過帶PoE的CAT-5或CAT-6/e電纜提供高達100-Mb速率的高數據帶寬，但覆蓋距離在100米mi之zhi內nei，且qie不bu能neng在zai危wei險xian區qu域yu內nei使shi用yong，因yin為wei它ta們men是shi高gao功gong率lv解jie決jue方fang案an。狀zhuang態tai監jian控kong應ying用yong需xu要yao能neng夠gou支zhi持chi潛qian在zai的de遠yuan程cheng傳chuan感gan器qi
，這zhe些xie傳chuan感gan器qi需xu要yao在zai一yi個ge空kong間jian和he功gong率lv受shou限xian的deIP66/67外殼中進行遠程通信
，因為該外殼被部署在惡劣的工業環境中。這些受限的傳感器節點應用需要采用一種低功耗、高數據帶寬的通信解決方案，通過一根低成本
、易於安裝的電纜（采用小型電纜接頭）將電能和數據傳輸到傳感器節點。

 

由IEEE製定的新單對以太網(SPE)物理層標準為傳輸資產運行狀況信息，實施狀態監控應用提供了新的連接解決方案。10BASE-T1L是在2019年11月7日經過IEEE認證的新以太網物理層標準(IEEE 802.3cg-2019)。這將通過與現場級器件的無縫以太網連接顯著提高工廠運營效率，變革自動化行業。10BASE-T1L解決了至今為止一直限製現場使用以太網的挑戰。這些挑戰包括功率
、帶寬、布線、距離
、數據島以及本質安全0區（危險區域）應用。通過解決後裝升級以及前裝安裝的挑戰，10BASE-T1L將有助於獲得以前無法獲取的新資產運行狀況信息，並將它們無縫傳送給控製層、雲/私人服務器。這些新的見解將通過從現場資產到雲或私人服務器的融合以太網網絡（請參見圖2），讓數據分析、運營見解和生產力提高成為可能。

 

而10BASE-T1L無需采用傳統通信用於連接至控製和管理網絡的耗電複雜網關，可跨信息技術(IT)和操作技術(OT)網wang絡luo使shi能neng融rong合he以yi太tai網wang網wang絡luo。通tong過guo此ci融rong合he網wang絡luo，可ke簡jian化hua安an裝zhuang和he器qi件jian更geng換huan，加jia快kuai網wang絡luo調tiao試shi和he配pei置zhi。最zui終zhong將jiang加jia快kuai軟ruan件jian更geng新xin
，簡jian化hua根gen本ben原yuan因yin分fen析xi和he現xian場chang級ji資zi產chan維wei護hu。10BASE-T1L物理層與消息傳輸協議(MQTT)融合，為現場資產提供消息傳輸協議，其中，低功耗智能傳感器僅占用少量內存空間。MQTT將資產運行狀況信息直接與雲或私人服務器連接

，以實施高級數據分析，進而采用預測性維護技術。

 

要與支持10BASE-T1L的現場資產通信

，需要具有集成介質訪問控製(MAC)的主機處理器、無源介質轉換器或具有10BASE-T1L端口的交換機。無需其他軟件、自定義TCP/IP堆棧和特殊驅動程序（請參見圖3）。這就使10BASE-T1L器件具有明顯優勢：

 

圖2：融合IT/OT網絡上的資產運行狀況信息

 

圖3：采用10BASE-T1L PHY的現場資產
、智能傳感器連接 

 

•10BASE-T1L是一種功耗極低的物理層技術
，可以采用高數據帶寬連接解決方案實現極低功耗的智能傳感器部署。

 

•通過10BASE-T1L連(lian)接(jie)的(de)智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)通(tong)過(guo)網(wang)絡(luo)訪(fang)問(wen)，並(bing)可(ke)隨(sui)時(shi)隨(sui)地(di)遠(yuan)程(cheng)更(geng)新(xin)。傳(chuan)感(gan)器(qi)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za)，軟(ruan)件(jian)也(ye)更(geng)有(you)可(ke)能(neng)更(geng)新(xin)。現(xian)在(zai)，通(tong)過(guo)快(kuai)速(su)以(yi)太(tai)網(wang)連(lian)接(jie)，可(ke)在(zai)現(xian)實(shi)時(shi)間(jian)段(duan)內(nei)做(zuo)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian)。

 

•訪問高級以太網網絡診斷工具簡化根本原因分析。

 

•通過單條長達或超過1千米的雙絞線（在單條雙絞線上同時傳輸功率和數據），提高智能傳感器安裝的靈活性。

 

•現在
，通過在現場資產上運行的網絡服務器
，我們可以遠程獲取並隨時隨地訪問資產運行狀況信息
，使得維護人員無需再“四處走動”來監控資產運行狀況，幫助大幅節省了成本。

 

ADIN1100（ADI的10BASE-T1L PHY）可以在超過1200米長的單條雙絞線上實現更低功耗的以太網連接，其功耗僅為39 mW。采用10BASE-T1L之後
，可在單條雙絞線上同時提供功率和數據。10-Mb數據帶寬通信鏈路可在同一條電纜上傳輸大量功率，為現場資產提供智能傳感器
、功率和連接帶寬
，以實現新型狀態監控應用。采用10BASE-T1L連接之後，獲取資產運行狀況信息變得更加容易，因為這些信息現在可通過融合IT/OT以太網網絡獲取。10BASE-T1L可在危險區域內使用（本質安全區域0），用於實施過程自動化部署
，有時候被稱為以太網APL。10BASE-T1L/以太網APL將提供新的低功耗連接解決方案
，將資產運行狀況監測智能傳感器連接到用於實施AI和高級分析的高級數據管理係統
，從而將資產運行狀況數據轉換為可操作的信息，以部署新的預測維護服務。

 

圖4：ADI公司，狀態監控功能

 

ADI公司為狀態監控應用提供完整的係統級解決方案
，實現對現場資產的實時監控。ADI致力於利用在檢測、信號處理、連接

、機械封裝技術和AI等領域數十年的經驗，實現下一代狀態監控應用。ADI OtoSense™是一款AI驅動的平台，能夠實時傳感和解譯聲音、振動、壓力、電流或溫度等信息
，用於連續狀態監控和按需診斷，以在各級客戶係統中實現AI集成。它可以實時在終端上的現場資產上運行（在線和離線），以對現場資產實施持續狀態監控。ADI OtoSense™keyizixingjianceyichang，tongguoyuzhuangtaijiankonglingyuzhuanjiajiaohubuduanxuexi
，kechuangjianshuzizhiwenyibangzhushibieguzhang，bingkeyitizaoyuceguzhang
，congerbimianfashengdaijiagaoangdetingji、損壞或重大故障。

 

將ADI在檢測、信號鏈和係統設計考量等方麵的深厚領域知識與我們的AI檢測和解譯平台融合，幫助客戶更快部署新狀態監控係統
；通過訪問更高質量的數據和信息

，從他們的狀態監控解決方案中獲取更多價值
；改善客戶的製造工藝，延長設備的現場使用壽命，減少意外停機時間，同時保持最高水平的質量和安全。ADI的狀態監控係統級解決方案提供技術和信息，為部署的設備創建新的
、高價值的預測性維護服務產品。

 

如需了解ADI公司適用於狀態監控應用的完整係統級解決方案和AI產品的更多信息
，以及ADI如何幫助我們的客戶和合作夥伴快速開發和部署端到端監控和基於服務的解決方案

，請訪問www.analog.com/CbM。

 

作者簡介

 

Maurice O’ Brien是ADI公司工業自動化部的戰略營銷經理。他負責交付以工業自動化為重點的係統級解決方案。在此之前，Maurice在ADI公司的工業以太網領域工作了3年，在電源管理應用和營銷領域工作了15年。他擁有愛爾蘭利默裏克大學的電子工程學士學位。聯係方式：maurice.obrien@analog.com。

 

 

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