看西门子如何实现经济有效的无传感器预测性维护

常见的预测性维护采用额外的传感器和数据处理硬件模块来采集和分析数据。然而，在恶劣环境或空间受限的场景中，传感器的部署往往面临挑战。为了解决这一问题，西门子推出基于工业边缘及驱动器自身数据的解决方案——Drive Connector SINAMICS & Drivetrain Analyzer Edge，与SIPLUS CMS共同为驱动链的预测性维护需求提供全方位服务。

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某院作为中国纺织行业的领军企业，不仅致力于行业顶尖技术的研发，还专注于高端纺织材料的生产。自2022年起，该院与西门子在这两大领域展开了深度合作，并依托全西门子电控产品建立了生物基功能纤维材料产业化技术研发基地。纺织产线现场往往驱动设备众多且安装密集，以该研发基地为例，其年产能达600吨，涉及130根轴的驱动设备；而在标准年产能为6万吨的工厂中，驱动器轴数更是接近2000根。因此，如何为这些驱动设备提供经济且有效的维护方案，以避免因异常停机导致的生产损失，成为了一个亟待解决的问题。

囿于现场可利用的空间，西门子数字化驱动链团队为该院推荐了基于边缘计算的软件方案，包括Drive Connector SINAMICS（原Drive System Framework）和Drivetrain Analyzer Edge（原Analyze MyDrives Edge），以高效应对这一难题。

基于边缘的驱动数据分析方案概览

Drive Connector SINAMICS（DC SINAMICS）搭建SINAMICS驱动数据到工业边缘设备的数据通道。为了满足不同场景下的数据传输需求，该边缘应用提供了四种不同速率的适配器：低速适配器（10Hz）、指纹适配器（2kHz）、高速适配器（8kHz），以及UDP适配器（4kHz）。其中，前三种适配器均是为第二代SINAMICS驱动器量身打造，如SINAMICS G系列以及基于CU320-2的驱动器。而UDP适配器则专为第三代SINAMICS驱动器设计，目前已全面兼容SINAMICS G220高性能变频器系列。

Drive Connector SINAMICS 驱动器适配

通过灵活搭配不同的适配器组合，DC SINAMICS 能够支持从4台到20台不等的驱动设备。

适配器支持的工况

应用不同速率的适配器可轻松实现不同频率的数据采集，结合Drivetrain Analyzer Edge （DTA Edge） ，便可在工业边缘设备上实现多种先进功能。例如，当SINAMICS G系列变频器搭配低速适配器和DTA Edge时，可有效对暖通系统进行能耗跟踪、碳排放计算等，辅助工厂定制节能减排措施。而选择高速适配器或指纹适配器时，则能与SINAMICS S系列驱动器通过数据实时监控机械设备的状态，如同步带等，提前预警潜在故障，并实现对核心KPI的长期跟踪与分析。此外，用户还可以将DTA与CMS相连，实现震动数据可视化，为设备维护和故障预防提供直观的数据支持。这样的组合不仅提高了数据处理的效率，还增强了设备管理的智能化水平。

Drivetrain Analyzer功能及驱动适配

在前文提到的西门子与纺织行业客户的合作中，使用DC SINAMICS和DTA Edge，客户能够根据实际应用部署定制的AI模型，实时跟踪与分析驱动器参数，使无传感器定制化预测性维护成为可能。由于DC SINAMICS 支持在现有PN网络上进行数据传输，客户仅需在现场部署边缘设备并接入PN网络，即可轻松实现上述功能，显著节省了整体实施的时间和成本。

DC SINAMICS & DTA 系统拓扑

经过多方努力，搭载了DC SINAMICS和DTA Edge的样机最终成功获得了客户的认可，并顺利赢得全国首套订单。

展望未来，这家企业希望基于西门子产品生态，进一步研发纺织行业的生产、管理和维护系统，开拓新的技术路线，树立行业标杆。

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