Питание беспроводных датчиков промышленного Интернета вещей (IIoT) для таких приложений, как мониторинг состояния машин, является сложной задачей. Датчики должны быть компактными, надежными, простыми в развертывании, недорогими и надежно работать в течение длительного периода времени практически без обслуживания. Последствия отказа датчика варьируются от потери жизненно важных данных о состоянии машины до дорогостоящего ремонта и катастрофического отказа системы или производственной линии.
Что такое мониторинг состояния?
Мониторинг состояния решает проблему планирования профилактического обслуживания больших и сложных машин и процессов. Технология основана на знании состояния компонентов машины, чтобы их можно было отремонтировать или заменить до того, как произойдет отказ. Например, постоянно отслеживая вибрационную сигнатуру двигателя, программное обеспечение может определить состояние износа подшипников и сделать вывод, когда текущая скорость износа приведет к отказу. Такая информация позволяет инженерам увеличивать интервалы обслуживания, избегая при этом незапланированных простоев.
Без технического обслуживания сложные промышленные процессы и машины в конечном итоге выходят из строя, что приводит к длительному простою. Повторные отказы изношенного оборудования продолжают происходить даже после ремонта (внизу). При профилактическом обслуживании планируются частые интервалы обслуживания, чтобы гарантировать, что процессы и машины работают в течение длительного периода времени и что машины не изнашиваются, но являются ресурсоемкими (средними). Мониторинг состояния позволяет увеличить интервалы обслуживания при одновременном снижении затрат на техническое обслуживание (вверху) без риска отказа.
Датчики IoT — хороший выбор для приложений мониторинга состояния. Эти компактные устройства могут быть механически закреплены рядом с известными точками отказа машины или процесса для повышения точности измерений. Беспроводная связь позволяет регулярно обновлять статус без необходимости использования дорогих линий связи.
Проблемы проектирования питания для датчиков IoT пугают. Типичные условия применения загрязнены, может быть сильная вибрация, температуры могут быть очень высокими, а опасное напряжение является обычным явлением. Пространство часто имеет большое значение, а для чувствительной электроники требуется постоянное, чистое и точно регулируемое напряжение постоянного тока.
Прочные коммерческие силовые модули датчиков IoT:
Достижения в области компоновки, такие как интеграция компонентов питания и управления на одном кремниевом кристалле, а также использование низкопрофильных трансформаторов, позволили производителям предоставлять высокотехнологичные изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный для приложений датчиков IIoT. Например, в DC/DC-преобразователях RECOM Power используются конструктивные элементы, такие как планарные трансформаторы, для уменьшения высоты микросхемы до менее чем 3 миллиметров (мм).