西门子S7-300DO模块西门子S7-300DO模块

电机的健康App

新的App不仅能显示低压电机的一般状态，而且可以揭示出诸如耗电量过高等具体问题。装在电机上的传感器盒子可以收集必要的运行数据，并通过互联网将它发送到云端软件。

如今，许多企业都认为数字化转型十分复杂，花费高、用时长。然而，这些企业的决策者同时也深知，他们必须行动起来，其中许多决策者已经意识到数字化转型将带来巨大益处。西门子大型传动部的Matthias Bruns表示，“他们明白，云平台和App有助于提高生产力，削减维护费用。”正因如此，通常用于驱动泵、风扇和压缩机等的Simotics SD系列低压电机，引起了各方的浓厚兴趣。不过，电机专家与西门子核心研发部门——西门子研究院及西门子数字化工厂集团的专家联袂研发的Simotics Connect Box也同样令人瞩目。这套装置包含电机、配有集成式传感器的盒子和可以显示测得数据的云端App Sidrive IQ。

电池供电的低功耗传感器盒子

西门子研究院负责开发传感器盒子和软件。Michael Villnow来自坐落于埃尔兰根的西门子研究院。从事物联网技术研究的他解释道，“首先，我们开发出对中等价位电机进行数字化监测的应用场景。”很快明确的一点是，经济划算的监测系统解决方案是将传感器盒子与云端及App相结合。为了能简便地安装到电机上，盒子必须采用电源独立运行。Villnow说：“找到合适的传感器不容易。”盒子必须配置可测定电机温度、加速度和磁通量等参数的传感器，但具备必要的测量精度和带宽的传感器通常耗电量较大。西门子研究院的研究人员还确定，市场上的低功耗传感器无法满足他们的要求。为了解决这一困境，他们决定开发针对手头任务量身定制的节能型传感器。他们还在盒子中集成了一个无线局域网模块，以便轻松地将盒子连接至现有的工厂网络。归功于传输时间缩短，传感器盒子的能耗也降至低。正如Villnow所解释的那样，“多亏智能电力管理，仅一节电池就可让盒子运行长达两年时间，而更换电池也很简便。”

利用Sidrive IQ，系统和设备操作人员可以密切监测低压电机的转速、负荷、温度、机械振动和运行状态等，并充分利用这些信息来优化运行。

MindSphere执行数据处理

算法无疑是App的大脑，它由来自西门子研究院物联网技术领域和业务分析与监控技术领域的传感器专家和数学家组成的团队，与来自西门子过程工业与驱动集团的电机专家共同开发。这个团队取得的重大成就是利用专门算法和传感器数据来计算出电机的扭矩和性能，而不必测量电流和电压。这种简单明了的计算程序*在盒子的微处理器上运行，而复杂的算法则分布于微处理器和云端——这也是为了保护西门子知识产权。一天一次，安全的无线局域网连接将数据传输至物联网操作系统MindSphere。App既处理传感器输出的原始数据，又处理经盒子分析过的数据。这一策略背后亦有节能因素的考虑：需要发送至云端的数据越少，盒子的能耗越低。

仅智能大小的无线装置

盒子本身的大小与现代的智能差不多，并且无需外部接线。Villnow解释道，“只要把它装到电机上的预定位置即可。”App可在用户的台式机、平板电脑或智能的浏览器上运行，显示表明电机状态的运行参数。这可带来巨大益处——许多低压电机的功率都很大，相应地，耗电量也很大。现在，有了这个App，用户可以检测出负荷波动，以及任何明显振动和过高温度。对于性能较低的电机，这些参数亦同样重要。现在，常规检测也可以应用到各个性能级别的电机。

在今年的汉诺威工业博览会上，这套数字化装置也将扮演主角。在欧洲，新的Simotics SD新一代电机将自带Simotic Connect。Bruns说：“我们的Sidrive IQ App尚在襁褓之中。”但他充满信心：“未来，通过不断优化对测得数据的解读，它将有助于实现预测性维护。”这种新的健康App还将提供更多优良特性：未来，还可以利用Simotics Connect对老旧电机进行翻新改造。

2.3.1数字量信号模块