傳感器，構建工業物聯網的基礎

Cliff Ortmeyer

過去幾十年間，工業自動化助力制造商和流程型企業降低了成本，并為客戶創造了更多價值。實時網絡的投入使用，讓機器人、輸送機及工藝設備之間能夠及時通報各自的狀態，進一步確保順暢運行。

隨著成本和上市時間的壓力不斷增加，行業用戶不僅需要提高系統的可見性，還需為這些系統賦能，讓系統能夠更加智能化地應對外力或內部因素帶來的變化。由于這些系統一旦出現故障，往往會導致緊急情況的發生，因而具備快速甚至預先檢測故障的能力至關重要。若能提早發出問題警報，便可實施預防性維護來防止停機，并將生產任務無縫轉移至備用系統。工業物聯網（IIoT）可實時測量決定系統健康狀況的諸多參數，進而提升企業應對各種突發情況的能力。

而傳感器則可為工業物聯網運行提供所需的關鍵信息及測量數據。雖然許多機械工具本身已集成了大量不同類型的傳感器，但它們提供的數據往往形成彼此隔離的信息孤島，只能被那些直接連接的設備使用。

實時數據

工業物聯網開啟了行業組織機構收集數據的新篇章，將遺留系統捕獲數據與專用智能傳感器節點的測量數據相結合。借助工業物聯網，新一代傳感器節點在釋放機構組織已有數據資源的潛能方面發揮著關鍵作用，這些數據因缺乏條件而無法實現實時應用。云分析平臺則可以訪問這些數據，并能分析輸入數據進行趨勢預測，同時在各不同數據源之間進行比較，以便為指定系統計算出最佳操作路徑。

以垃圾回收車車隊為例，這些卡車需要定期清空散布在繁忙且擁擠的城市中的垃圾箱。按照慣例，卡車會沿著每日或每周固定路線逐個清空每個垃圾桶，不論其中的垃圾多或寡。由于垃圾回收計劃并沒有考慮到實際使用人數，因此很多時候，一些垃圾箱可能幾乎是空的，而另外一些垃圾箱卻出現滿溢的情況。若將超聲波傳感器安裝到各個垃圾桶中，它便能定期發送垃圾量狀態更新。

在云服務器上運行的軟件可以將垃圾箱狀態數據與獲取的其他信息結合起來，例如城市不同地點的交通擁堵情況和天氣情況，這樣便可根據之前讀數預測各個垃圾箱被裝滿的時間。然而，如果沒有垃圾箱實時狀態數據，天氣和交通數據就只能用于預估哪些卡車可能需要花費更長時間才能走完預定路線。

利用垃圾箱實時狀態數據，軟件可以動態調整不同卡車的路線，跳過那些無需緊急處理的垃圾箱。這樣不僅可以縮短卡車的行駛距離，也有助于確保垃圾回收工作不會因交通狀況而被耽擱。因此，僅通過添加一個新型傳感器就能大幅提升垃圾回收服務的靈活性。同時，若為卡車安裝定位跟蹤傳感器，也就可以實時對卡車進行重定向。

在制造環境中，物聯網傳感器技術可通過不同傳感器模態的組合應用，大大提升響應能力和靈活性，增加整體正常運行時間。在工廠環境中，傳感器可以通過分析振動和溫度以及原材料填充狀態來監控電機是否運轉正常。裝配產品時，傳感器還可以對車間周邊的材料進行引導。每個托盤都有RFID標簽，能夠對產品進行識別，以便當其導向的工具RFID界面讀取到代碼時，清楚下一步需采取什么操作。

云端系統的重要性

對于想通過工業物聯網技術增強運營能力的機構組織來說，一個關鍵問題就是要確定最優傳感器類型以及如何將讀數傳人分析引擎。為了最大程度地提升實時響應能力，并非所有分析都亟需進行。本地網關通常會處理原數據并將指令傳送至附近的執行器及其他設備，以保持系統平穩運行。同時，它們會篩選和組織數據，以便遠程云分析引擎可以更加輕松地引入數據。云平臺使各組織機構能夠便捷地按需利用高性能計算傳遞實時情況，從而實現輸入數據價值最大化。

施耐德電氣的EcoStruxure系統就是一個處理工業物聯網數據的云端系統。這款解決方案包括應用、分析和服務層，已針對各行業領域進行了調整，包括建筑管理、數據中心運營、工業控制以及能源網網絡。由于互操作性對于支持上述四大領域所用的各種硬件和系統來說很關鍵，EcoStruxure啟用大量不受設備限制的應用、分析和服務以實現企業無縫集成。

EcoStruxure支持云端及邊緣控制層處理，可提供用于管理本地運行及支持高級自動化和操作功能的關鍵能力。本地服務器會為距離最近的傳感器充當無線網關。然而，利用Sigfox和LoRa等低功耗廣域網（LPWAN）技術支持，單一網關就能覆蓋廣大區域，從而讓工業物聯網能夠為能源網和公用設施應用以及農業領域的用戶提供支持。遠程管道閘門上的安全監控器的可用性與工廠或變電站的門狀態監控器一樣，憑借Sigfox和LoRa的RF通信范圍，可擴展數十公里以上。

在校園或大樓內，Schneider Server平臺可為使用Zigbee和類似無線局域網（WLAN）技術的傳感器提供支持。為了實現最大靈活性，Telemecanique RIOT傳感器可與兼容收發器配合使用，以支持上述WLAN或LPWAN協議。低功耗網絡協議使電池供電傳感器裝置能夠執行測量并傳輸所采集到的數據。它們可以持續執行此類任務達5至10年，無需現場外部電力支持。每個傳感器都包含各自的處理邏輯，以便不過量傳輸數據并保持服務器更新。閾值條件及其他警報類，例如關鍵設置存在或缺失，都可編程至傳感器中。多種類型的無線傳感器均可在網絡中使用，其中包括用于監控潛在危險設備的安全開關、RFID接口模塊、超聲波傳感器、壓力傳感器以及位置傳感器等。

許多行業可組合使用RIOT傳感器和Ecostruxure云。在某個應用中，傳感器安裝在公用設施管道和排水管中，用于監控所用閥門是否如預期的那樣通過網絡幫助輸送雨水。雖然一些地方可使用光伏板為傳感器裝置提供電力，但無法獲得電氣連接。除了為用戶提供分析支持外，這個采用了1000個傳感器的系統還能夠避免溢流，并減少了對閥門的人工檢查工作，每年可節省費用超10萬歐元。

農業方面，安裝在移動灌溉系統的限位開關現可用于探測各機器路徑中的障礙，了解何時完成各灌溉周期。壓力傳感器可用于檢查有無管道破損或泄漏，數據經LP WAN傳輸，以便單一云系統就能監控廣大區域灌溉設備的運行過程，無需耗費人力定期查看。

同樣的方法也適用于資源開采，可使用限位開關及其他傳感器監控用于在露天采礦作業任務中運輸鐵礦石的長輸送機，同時利用門位和RFID傳感器保障礦場重要區域的安全。如果有人未通過RFID驗證或在一個意料之外的時間點進人某區域，分析軟件能夠檢測到異常并發出警報。這樣就能夠更好地了解現場的活動，而以往要進行監控是極為困難的?？傊?，綜合利用不同類型的傳感器可充分發揮工業物聯網的力量，讓行業用戶能夠更加全面、及時地查看運行情況。作為全球電子元器件與開發服務分銷商，e絡盟積累了深厚的專業知識，能夠為客戶從初始概念設計直至大規模量產各階段提供強有力支持。

空氣產品公司完成收購通用電氣氣化業務和技術

空氣產品公司宣布已經完成對通用電氣公司發電集團旗下氣化業務的收購。交易的財務條款不對外披露。

空氣產品公司主席、總裁兼首席執行官葛思民表示：“對通用電氣氣化技術的成功收購將進一步支持我們專注于氣化領域長期和戰略性的發展。這一收購，結合我們其它專業能力，使我們可以向客戶提供完整的解決方案，包括大規模合成氣項目的融資、技術、工程設計、建設和運營。我們非常歡迎富有經驗和才華的通用電氣氣化團隊的加人，并期待給予他們支持來進一步發展這一亞務。”

空氣產品公司收購的氣化業務包括了通用電氣在其與中國神華煤制油化工有限公司組成的50-50合資公司中所持有的股份。中國神華煤制油化工有限公司是世界級能源公司國家能源集團的子公司。該合資公司成立于2012年，為中國的氣化項目提供技術。

收購涉及包括合資公司人員在內的約50名員工。

在空氣產品公司的氣體銷售業務模式下，公司投資、建造、擁有、運營并維護氣體生產工廠，使客戶得以將資本和精力放在主業上。公司較大規模、投資數十億美元的氣化項目包括中國的潞安、久泰和充礦集團項目，以及在沙特阿拉伯的吉贊項目。