Alimenter des capteurs sans fil de l'Internet industriel des objets (IIoT) pour des applications telles que la surveillance de l'état des machines est un défi. Les capteurs doivent être compacts, robustes, faciles à déployer, peu coûteux et fonctionner de manière fiable pendant de longues périodes avec peu ou pas d'entretien. Les effets d'une défaillance de capteur vont de la perte de données vitales sur l'état de la machine à des réparations coûteuses en passant par une défaillance catastrophique d'un système ou d'une chaîne de production.
Qu'est-ce que la surveillance d'état ?
La surveillance de l'état surmonte le problème de la planification de la maintenance préventive pour les machines et les processus importants et complexes. La technologie repose sur la connaissance de l'état des composants de la machine afin qu'ils puissent être réparés ou remplacés avant qu'une panne ne se produise. Par exemple, en surveillant en permanence la signature vibratoire du moteur, le logiciel peut déterminer l'état d'usure des roulements et déduire quand le taux d'usure actuel entraînera une défaillance. Ces informations permettent aux ingénieurs de prolonger les intervalles d'entretien tout en évitant les temps d'arrêt imprévus.
Sans maintenance, les processus industriels complexes et les machines finissent par tomber en panne, entraînant des temps d'arrêt prolongés. Des pannes répétées d'équipements usés continuent de se produire même après les réparations (en bas). La maintenance préventive planifie des intervalles d'entretien fréquents pour garantir que les processus et les machines fonctionnent pendant de longues périodes et que les machines ne s'usent pas, mais consomment beaucoup de ressources (moyennes). La surveillance de l'état permet des intervalles d'entretien prolongés tout en réduisant les coûts de maintenance (en haut) sans risque de panne.
Les capteurs IoT sont un bon choix pour les applications de surveillance d'état. Ces appareils compacts peuvent être fixés mécaniquement à proximité de points de défaillance connus de la machine ou du processus pour améliorer la précision des mesures. La connectivité sans fil permet des mises à jour régulières de l'état sans avoir besoin de lignes de communication coûteuses.
Les défis de conception de puissance pour les capteurs IoT sont décourageants. Les environnements d'application typiques sont sales, il peut y avoir beaucoup de vibrations, les températures peuvent être très élevées et les tensions dangereuses sont courantes. L'espace est souvent limité et l'électronique sensible nécessite des tensions CC continues, propres et régulées avec précision.
Modules d'alimentation de capteurs IoT commerciaux robustes :
Les avancées en matière de conditionnement, telles que l'intégration de composants d'alimentation et de contrôle sur la même puce en silicium et l'utilisation de transformateurs à profil bas, ont permis aux fabricants de fournir des convertisseurs CC/CC isolés de haute spécification pour les applications de capteurs IIoT. Par exemple, les convertisseurs DC/DC RECOM Power utilisent des éléments de conception tels que des transformateurs plans pour réduire la hauteur de la puce à moins de 3 millimètres (mm).