解决方案｜远程预测性维护，提前一步阻断故障

在无人的大型自动化工厂中，“预测”是一件凭依据、讲事实的科学事件，它可以帮助企业及时了解设备状态，并在必要时进行干预维护。

与常规或基于时间的预防性维护相比，远程预测性维护可减少停机时间，进而节省大量成本并提高系统可靠性。瑞萨电子推出了远程预测性维护解决方案，其可通过人工智能算法对机器的振动、声音信号、温度、湿度和其他参数进行评估，并通过LTE-M或NB-IoT和安全MQTT传输到仪表板，如果预测到可能发生的故障，则可以通过Web浏览器提醒工作人员提前进行维护。

系统框图

核心器件介绍

瑞萨远程预测性维护方案的核心采用的是RA6M5 MCU，其基于高性能的200MHz Arm Cortex-M33内核，具有高达2MB代码闪存（带后台和SWAP操作）、8KB数据闪存以及512KB SRAM（带奇偶校验/ECC）。该MCU非常适合用于需要高安全性、丰富连接以及大容量嵌入式RAM（用于连接堆栈）的物联网应用。这些器件提供各种通信接口选项，包括CAN FD、带DMA的以太网MAC、USB全速和高速以及各种串行接口。不仅如此，RA6M5由基于FreeRTOS的开放灵活的生态系统概念灵活软件包（FSP）提供支持。这些器件还可以扩展，使用其他实时操作系统（RTOS）和中间件。

在电源的选型上，本方案采用ISL9008A LDO稳压器、ISL9110降压-升压开关稳压器以及ISL854102同步降压稳压器。其中，ISL9008A LDO稳压器可提供持续150mA的负载电流，并具有低待机电流，能够在1µF的MLCC输出电容与高达200mΩ的ESR下保持稳定。此外，ISL9008A具有65dB的高PSRR和小于45µVrms的输出噪声，是便携式无线设备的理想选择。

ISL9110是一款高度集成的降压-升压开关调节器，其可以在工作模式之间自动转换，不会产生明显的输出扰动。该产品可提供高达1.2A的输出电流，并且由于采用完全同步的4开关架构，因此具有出色的效率。并且仅35μA的空载静态电流也优化了轻负载条件下的效率。

ISL854102是一个1.2A同步降压调节器，输入范围为3V至40V。它为各种应用程序提供了一个易于使用、高效、低BOM计数的解决方案。ISL854102集成了高侧和低侧NMOSFET，并具有PFM模式，用于在轻负载下提高效率。ISL854102具有宽VIN范围和较少BOM，可为各种应用提供易于实施的解决方案，并提供出色的性能。

在连接方面，本方案选用了DA14531MOD和RYZ024A产品。其中，DA14531MOD是一款高性能、低功耗的蓝牙模块。它基于先进的DA14531芯片，具有卓越的蓝牙连接能力和丰富的功能。该模块面向广泛的市场需求，并在各个地区获得认证，大大节省了开发成本和上市时间。此外，它配备了集成天线和易于使用的软件，使得Bluetooth Low Energy开发比以往更加简便。

RYZ024A是一款一体化LTE模块，支持M1类别，可升级至NB1/NB2，具有全球部署和漫游功能。该模块包括LTE Cat-M1/NB1/NB2平台以及完整LTE调制解调器系统所需的所有其他元件，这些组件全部被集成在一个紧凑的LGA封装中，有助于空间敏感的设备使用。

除此之外，本方案还采用了AT25SF128A Flash用于存储系统所需要的代码；采用了HS3001传感器用于系统温湿度检测。

在工业自动化设备变得更加高效与智能的今天，远程预测性维护扮演着重要的角色。通过实时监测设备和系统的数据，结合先进的数据分析和AI算法，可以帮助企业及时检测潜在的故障和问题，并提前采取相应的维护措施，从而避免设备故障造成的生产中断或不必要的损失。

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瑞萨电子 (TSE: 6723)

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