图1  Rittal公司研发生产的RTT无线传感器监控系统方案

若机床设备冷却不足就可能导致机床设备停止工作，从而带来大量的停工损失，而正确的维护保养则能帮助用户减少或者避免这类损失。智能化的传感器网络把在冷却设备中检测到的数据利用无线电波传输出去，实时地发出需要维护保养的信号。

今天，在电气柜冷却系统的维护和检修中，更多用户开始采用按需维护保养。在这种按需维护保养中，何时保养是最主要的问题。一方面，保养不能过早，过早进行维护保养就会产生一笔不必要的费用；另一方面，也必须保证不会因电气柜冷却系统的维护保养不及时而导致机床设备停工停产。因此，在多数情况下都需要采用状态监控，依靠状态监控来降低电气柜冷却系统维护保养的费用。在这样的监控方案中，一般都要确定最佳的维护保养时间控制点。为了确定时间控制点，通常都要使用传感器采集重要的监控参数。在工业开关控制或者计算中心里使用的冷却设备中，最主要的检测和监控参数是温度。在电气控制系统空调设备的监控中，Rittal公司提供了不同的传感器以及相应的硬件和软件。

图2  RTT-Rittal-TopTherm无线监控中心已经代替了原来使用的Comfort调节器

无线传感器监控系统方案

在传感器的安装过程中，布线是一项不可忽略的开销。另外，固定安装的传感器的使用也受到了很大限制。因此，Rittal公司决定，在其电气柜冷却监控系统中采用无线传感器监控系统方案（图1），尽可能地实现无线信号的传输。在共享的2.4GHz的ISM频带范围内，无线传感器采用了80MHz的频宽；信号传输的速率为1Bit/s。在封闭的室内，该系统信号传输的距离可达50m，满足了大多数生产的实际要求。如果有更高的要求，可利用中继器把信号传输的距离进一步扩大。由于电气柜冷却系统监控时所传递的信号量相对较小，因此它所需的能量也较少，从而有可能实现免维护的工作，为传感器供电的蓄电池的使用寿命可达5年。

高抗干扰能力的无线信号传输

这种在工业化生产环境中仍然能够顺利工作的无线信号传输系统的设计非常坚固耐用，它所使用的硬件能够在高粉尘、高温、高湿度和高振动的环境中正常工作。另外，它还有着很高的抗干扰能力，与其他无线通讯有着很好的共存性能。该无线通讯技术是按照IEEE 802.15.4a标准研发设计的，并满足了此标准的要求。系统中使用了CSS线性调频扩频技术。这种经IEEE标准认可的技术有着很高的抗干扰能力。在多种无线通讯系统同时工作时，例如在WLAN、蓝牙等系统同时工作时，这一点是非常重要的。

Rittal公司研发生产的TopTherm系列电气柜冷却系统之前是采用Comfort调节器进行控制调节的。而现在，它已经被简单方便的、即插即用的新型无线通讯系统所代替（图2）。更换时，只需把原来的温度表从空调设备的支座上拆下来，插上新的RTT 无线监控器就可以了。这一监控器能够完成对电气柜冷却装置的温度检测和工况监控，并通过RTT无线信号I/O装置把检测到的数据传输出去。该I/O装置最多可以完成32个RTT无线监控装置的数据传输，而RTT无线监控信号的I/O设备把接收到的信号继续传输给过程处理器。这一过程处理器中带有内部的网络服务器，可以简单方便地把电气柜冷却系统监控数据重新调出来，并完成可视化处理。电气柜冷却系统内部的空气流量，冷却空气进气口与排气口之间的压力差以及报警和提示等，也都可以简单方便地进行监控。该过程中处理器把所有的数据经符合TCP/IP技术协议的以太网传输给上一级主控计算机。

图3  利用这一故障分析软件，可以简单方便地对整个系统的工作状况进行监控

由这种无线数据传输系统传输到中央主控计算机的数据，在中央主控计算机中被仔细地分类管理和保存起来。这样，就能够快捷、方便地实现灵活的状态监控。在计算机系统的控制软件中，对所监控冷却设备的工作参数进行了设置。利用这一故障分析软件，可以简单方便地对整个系统的工作状况进行监控（图3）。之后如果出现带来停机风险的状态时，软件系统能够快速准确地识别到这种情况，系统会自动地发出报警提示以及维护保养的需求提示。

快速收回投资

更换新的无线系统中所支付的费用可以很快的收回。以Rittal公司功率为1500W的TopTherm电气柜冷却设备为例：在当前的基本条件下每年支付的能源费用为382欧元。当这一设备被污染了，积攒了一些灰尘之后，其制冷效果就会下降，能源消耗就会上升。对于一条大型的、有着几百个这种冷却设备的生产线来讲，由状态监控而带来的维护保养费用很快就会达到五位数。基于这样高的费用支出，改换新的无线系统就可在第一个月内收回投资费用。