西门子CP5512网卡

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西门子可编程控制器：S7-200CN、S7-200SMART、S7-300、S7-400、 S7-1200、S7-1500、ET200、LOGO逻辑控制模块 
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    西门子数控系统：802C、802S、808D、802D/SL、810D、840D 
      西门子伺服驱动：611A、611D、611U、S120、NCU、PCU、伺服电机、低压电机 
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：康奎

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西门子CP5512网卡

车承受着巨大的拉伸负荷和冲击负荷。但是，用于测定这些应力的传感器很容易被列车传动系统中的电机和转换器产生的电磁干扰所影响。为了解决这个问题，西门子开发了精度达100微秒的无线传感器。

无线传感器不仅易于安装，维护要求也很低。安装在机车上的无线传感器可以测定拉伸负荷和冲击负荷。

婴儿监护器与无线头戴式耳机的相同之处是什么？答案当然是，它们都是无线装置。事实上，我们的生活中处处都有通过无线电信号进行通信的装置，这样的通信通常是快速、可靠的无损传输。当今世界无线技术大行其道，杂乱的电缆渐渐退出历史舞台。

然而，并非每个地方都在使用无线数据通信。譬如，在机车中，用于在列车运行期间测定拉伸负荷和冲击负荷的传感器，依然通过线缆连接至*处理器。西门子轨道交通集团系统设计和计算部门负责人Werner Breuer博士解释道：“风轮机、汽车和飞机等也是如此。它们都还在使用硬连线传感器。”

对于轨道车辆，这带来了诸多弊端。首先，用线缆将机车内的所有传感器连接起来，是一项棘手的工作。其次，电机室里各种装置产生的电磁干扰，是另一个更为严重的问题。就电磁干扰而言，受诸如电机和转换器等各种装置产生的电磁干扰影响，机车环境极其“恶劣”。对于硬连线传感器，这会导致读取错误和数据传输问题。对此，传统解决方案是尽可能地沿机车车身外侧布线。然而，这又引起了别的问题。譬如，线缆*暴露在外，备受风吹日晒、风霜雨雪的侵蚀。同样，列车清洁也会对其造成影响。如果将传感器和线缆布置在机车下方，则容易被承托路轨枕木的道碴破坏。

换句话说，迫切需要将无线传感器用于所有轨道车辆。现代化机车使用了各式各样的组件，包括电机、集电器和用于启动电阻的步进式开关等，这些与日俱增的组件来自不同制造商。为了保证所有这些组件顺利进行交互作用，必须对多种不同的机械负荷进行监测。在行驶中，机车的走行装置和上部结构（即车身）会遭受强大的作用力。这些拥有坚固设计和巨大重量的组件承受了*的应力。然而，设计要素之一是尽可能减轻重量，以提高机车的能效和广泛适用性。因此，至关重要的是精确监测组件所承受的机械负荷。只有在确保机车的静态和动态安全的情况下，工程师才能开始考虑减少用料。

西门子*研究院（CT）高频解决方案开发工程师Martin Glanzer说：“我们的目标是打造一个可以在机车运行期间监测其性能的无线解决方案。”西门子*研究院坐落于慕尼黑，是西门子的核心研究机构。2009年6月发起的获得德国联邦教育及研究部资助的Akusens计划，也以此为目标。Akusens计划的合作伙伴包括西门子及其他6家企业。西门子*研究院传感器技术项目Hubert Mooshofer博士解释道：“这是*试验在机车内使用无线传感器。”

Mooshofer与他的团队开发了只有一枚两欧元硬币那么大的无线传感器，它们与手掌大小无线发射机连在一起。待顺利通过实验室试验之后，这些传感器将在铁轨上接受实地考验。在慕尼黑附近的Allach，已经利用西门子试验轨道完成了初步试验。在三个月的内部试验之后，这些传感器已经做好准备，可在日常运行条件下进行试验。zui后选定在鹿特丹与瑞士城市Muttenz之间的一段铁路上进行试验。传感器在9个月时间内对正常运行状态下的货车机车进行了监测，确保试验是在实际条件下进行的。

提到这辆由西门子提供，输出功率为6400千瓦，重90公吨的机车时，Breuer说：“真是一匹好驮马！”其140公里的zui高时速相对偏低，但这不会对试验造成任何影响。Breuer解释道：“哪怕是以zui低速度行驶，机车也会扭转和弯曲。”甚至当机车以步行速度通过一座桥梁或者在进站时缓缓经过道岔时，也会发生这种情况。正因如此，研究人员特别渴望测定车身扭转程度。

测定时，传感器记录的并非以毫米为单位的实际扭曲，而是一系列测定点上的加速程度。机车内总共安装了20个传感器节点。通过比对每个传感器节点输出的数据，可以绘制出机车承受的振动和负荷，进而确定各个组件承受的*应力。根据振动数据，可以查明扭转对车身和走行装置的影响。然而，人类凭肉眼是看不到这些变化的，因为由此造成的组件移位仅为几毫米。

Mooshofer解释道：“无线传感器的测定精度与常规硬连线传感器不相上下。”这些传感器必须以高达100毫秒的精度工作，这样它们才能化解自身反向运动的影响。然而，这些传感器的*之处不仅在于其高精度。 “另一个非常精巧的特性是，它们都具备*相同的时间戳。”Breuer解释道。这一点至关重要，因为仅当传感器*在同一时刻执行测定时，测得的数据才具有可比性。为了确保实现这一点，每个传感器都配备了自有时钟发生器，用于确定其与其他传感器的同步频率。两个读数之间哪怕只有一微秒的误差，也会导致结果不准。

Akusens计划已于2012年11月画上句号。尽管在无线数据传输方面，还有一些问题尚待解决， 但Breuer表示，“这些传感器的性能之出色，令我们也颇感惊讶。”譬如，它们甚至能够在低至零下20摄氏度以及高达85摄氏度的温度下，保持可靠、精确地工作。

未来，也将尝试在其他领域使用这些传感器。高速列车便是其中一种可能的应用。Breuer说：“汽车行业也对这种传感器产生了浓厚兴趣。”其他潜在应用包括，对发电机和轮机进行振动监测。但是，对于灵敏度足以记录100吨重的机车在100毫秒内的加速度，并带有相同时间戳的传感器而言，这些挑战不成问题。