解決方案｜遠程預測性維護，提前一步阻斷故障

在無(wú)人的大型自動(dòng)化工廠(chǎng)中，“預測”是一件憑依據、講事實(shí)的科學(xué)事件，它可以幫助企業(yè)及時(shí)了解設備狀態(tài)，并在必要時(shí)進(jìn)行干預維護。

與常規或基于時(shí)間的預防性維護相比，遠程預測性維護可減少停機時(shí)間，進(jìn)而節省大量成本并提高系統可靠性。瑞薩電子推出了遠程預測性維護解決方案，其可通過(guò)人工智能算法對機器的振動(dòng)、聲音信號、溫度、濕度和其他參數進(jìn)行評估，并通過(guò)LTE-M或NB-IoT和安全MQTT傳輸到儀表板，如果預測到可能發(fā)生的故障，則可以通過(guò)Web瀏覽器提醒工作人員提前進(jìn)行維護。

系統框圖

核心器件介紹

瑞薩遠程預測性維護方案的核心采用的是RA6M5 MCU，其基于高性能的200MHz Arm? Cortex?-M33內核，具有高達2MB代碼閃存（帶后臺和SWAP操作）、8KB數據閃存以及512KB SRAM（帶奇偶校驗/ECC）。該MCU非常適合用于需要高安全性、豐富連接以及大容量嵌入式RAM（用于連接堆棧）的物聯(lián)網(wǎng)應用。這些器件提供各種通信接口選項，包括CAN FD、帶DMA的以太網(wǎng)MAC、USB全速和高速以及各種串行接口。不僅如此，RA6M5由基于FreeRTOS的開(kāi)放靈活的生態(tài)系統概念靈活軟件包（FSP）提供支持。這些器件還可以擴展，使用其他實(shí)時(shí)操作系統（RTOS）和中間件。

在電源的選型上，本方案采用ISL9008A LDO穩壓器、ISL9110降壓-升壓開(kāi)關(guān)穩壓器以及ISL854102同步降壓穩壓器。其中，ISL9008A LDO穩壓器可提供持續150mA的負載電流，并具有低待機電流，能夠在1μF的MLCC輸出電容與高達200m?的ESR下保持穩定。此外，ISL9008A具有65dB的高PSRR和小于45μVrms的輸出噪聲，是便攜式無(wú)線(xiàn)設備的理想選擇。

ISL9110是一款高度集成的降壓-升壓開(kāi)關(guān)調節器，其可以在工作模式之間自動(dòng)轉換，不會(huì )產(chǎn)生明顯的輸出擾動(dòng)。該產(chǎn)品可提供高達1.2A的輸出電流，并且由于采用完全同步的4開(kāi)關(guān)架構，因此具有出色的效率。并且僅35μA的空載靜態(tài)電流也優(yōu)化了輕負載條件下的效率。

ISL854102是一個(gè)1.2A同步降壓調節器，輸入范圍為3V至40V。它為各種應用程序提供了一個(gè)易于使用、高效、低BOM計數的解決方案。ISL854102集成了高側和低側NMOSFET，并具有PFM模式，用于在輕負載下提高效率。ISL854102具有寬VIN范圍和較少BOM，可為各種應用提供易于實(shí)施的解決方案，并提供出色的性能。

在連接方面，本方案選用了DA14531MOD和RYZ024A產(chǎn)品。其中，DA14531MOD是一款高性能、低功耗的藍牙模塊。它基于先進(jìn)的DA14531芯片，具有卓越的藍牙連接能力和豐富的功能。該模塊面向廣泛的市場(chǎng)需求，并在各個(gè)地區獲得認證，大大節省了開(kāi)發(fā)成本和上市時(shí)間。此外，它配備了集成天線(xiàn)和易于使用的軟件，使得Bluetooth Low Energy開(kāi)發(fā)比以往更加簡(jiǎn)便。

RYZ024A是一款一體化LTE模塊，支持M1類(lèi)別，可升級至NB1/NB2，具有全球部署和漫游功能。該模塊包括LTE Cat-M1/NB1/NB2平臺以及完整LTE調制解調器系統所需的所有其他元件，這些組件全部被集成在一個(gè)緊湊的LGA封裝中，有助于空間敏感的設備使用。

除此之外，本方案還采用了AT25SF128A Flash用于存儲系統所需要的代碼；采用了HS3001傳感器用于系統溫濕度檢測。

在工業(yè)自動(dòng)化設備變得更加高效與智能的今天，遠程預測性維護扮演著(zhù)重要的角色。通過(guò)實(shí)時(shí)監測設備和系統的數據，結合先進(jìn)的數據分析和AI算法，可以幫助企業(yè)及時(shí)檢測潛在的故障和問(wèn)題，并提前采取相應的維護措施，從而避免設備故障造成的生產(chǎn)中斷或不必要的損失。