用工业物联网进行预测性维护比你想象的更近

预测维护曾经被认为是许多工业公司无法企及的技术,但由于下一代芯片允许轻松实现云计算,并使用OPC UA和MQTT等通信协议,预测维护正在成为主流。

菲尔·马歇尔,希尔舍北美公司
菲尔·马歇尔,希尔舍北美公司

请允许我介绍一种现场设备维护的新方法——使用工业物联网(IIoT)技术来实现预测性维护。它不仅提供了一种在工厂中部署工业物联网的低成本方式,而且还为设备供应商提供了新的商业机会。

感兴趣吗?那么请允许我解释一下。

没有人怀疑预测性维护的价值。提前发现潜在的问题,而不是等待它们发生,这是优化任何制造过程的关键。但是预测性维护系统很昂贵,不是吗?从终端用户的角度来看,似乎你必须以it为导向,并拥有大量的预算才能参与其中。似乎任何提供预测性维护功能的技术供应商都需要成为只有大公司才能负担得起的软件包的主要参与者。对吧?

错了!

为了更好地理解其中的原因,请问问自己:预测性维护所需的大部分数据来自哪里?当然是用我们的现场设备。鉴于这一现实,谁对这些设备最了解呢?为什么,是设备供应商自己。

解锁现场设备中的IIoT数据

从设备供应商知道哪些参数有助于了解设备的状况,以及如何使用这些信息。这些参数包括电流拉伸,设备温度,完成的循环数,速度和随时间的变化。但如今这些信息大多被锁在工厂设备中。

获取这些数据通常被称为数据挖掘。由于新一代芯片的出现,设备可以很容易地实现云计算。使用轻量级通信协议(神奇的首字母缩写OPC UA和MQTT),您可以通过任何标准的实时以太网协议在设备和云之间快速有效地传输数据。

使用接口芯片(如Hilscher的netX 90,这是一个芯片上的系统(SoC))很容易添加MQTT和OPC UA。它甚至包括标准传感器协议连接和高级安全选项,在从设备和实时以太网之间提供完整和安全的桥梁。

一旦你让一个设备对云友好,剩下的问题就是如何处理设备和云之间的通信。直接从可编程逻辑控制器(PLC)获取数据可能很有吸引力,因为它是工厂的主要数据来源。但这与我们认为工业物联网应该做到的一切相悖,原因有两个:1)PLC已经致力于做它应该做的事情,即控制工厂;2) PLC不应该被过载的虚假的角色,它从来没有被设计来承担。此外,升级它以处理使用工业物联网的预测性维护需求可能会带来灾难性的代价。

这就是边缘网关出现的地方——但不是任何边缘网关。它必须是被动的,就PLC(或任何其他有源设备)而言,网络上没有存在。此外,它应该不会对控制设备造成安全风险,因为它将与控制功能隔离。如果实现得当,这个边缘网关应该只是在网络空闲时间从现场设备收集数据,并将数据传递到云端。在某些情况下,它甚至可以用于本地处理数据。

边缘网关和预测性维护

上面描述的边缘网关功能称为数据聚合。对于基于iiot的预测性维护,边缘网关成为供应商品牌的设备。它可以在任何时候加入到网络中,它的任务是充当中间人。许多供应商都有个性化的边缘网关,只扫描自己设备的已知MAC地址。然后,这些数据由边缘网关传递给数据管理层,数据管理层基本上是一个可位于云中或内部的预测性维护应用程序。

如果供应商像这里讨论的那样启用他们的设备,并定制他们自己的边缘网关和远程监控应用程序,他们就处于向最终用户提供设备监控服务的理想位置。这将现场设备的维护责任从用户手中转移到各个供应商手中。当然,这需要与最终用户就适当的维护策略达成一致,但如果部署得当,基于iiot的方法可以在成本和人员配备方面减轻用户的沉重负担。这使得它成为用户愿意为之付费的服务。

在此基础上,还需要一个基于云的监控应用程序来实现该方法。现在有很多选择,包括已建立的监控和数据采集(SCADA)技术,甚至通过创建一个特殊的应用程序。您选择的供应商可能已经提供了资产管理包。

基于工业物联网的预测性维护为供应商保持了较低的前期和持续成本。此外,硬件成本是最低的,而设计成本是一次性的问题。一旦建立,该战略可以覆盖完整的产品系列,并包含现场的整个安装基础。出于这两个原因,成本可以广泛摊销。

如果我激起了你对当前基于iiot的预测性维护可能性的兴趣,请给我发一封电子邮件(pmarshall@hilscher.com),我们可以进一步讨论这个想法。

欲了解更多信息,请访问希尔舍北美www.na.hilscher.com

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