一、背景介紹

全球知名齒輪箱供應商 – 南高齒，承接了台北捷運萬大線和桃園捷運綠線的軌道車輛齒輪箱供應，該齒輪箱具有高密度功率、噪音低、可靠性高，易維護等優點，齒輪箱關鍵零件壽命長，且在無檢修的情況下壽命可達120萬公里。

齒輪箱也是在風力發電機組中應用廣泛的機械零件。 主要功用是將風輪在風力作用下所產生的動力傳遞給發電機並使其得到相應的轉速。為了確保齒輪箱的穩定運行，南高齒需要監控齒輪箱內的震動摩擦，即時採集和監測齒輪箱內的溫度，以利提早發現並排除故障，避免齒輪箱進一步損壞。 此外，齒輪箱內部既有自轉又有公轉，溫度數據無線傳輸方式無疑是最佳的選擇。

本文介紹一種採用無線方式採集齒輪箱內部的溫度，並將溫度記錄裝置集成到Profinet網路中實現即時溫度監測和故障預警的系統方案，確保始終掌握齒輪箱的最新狀態，並在發生嚴重損壞之前採取措施，還可通過數據分析，提出維護建議，延長齒輪箱的使用壽命。

二、甚麼是 Profinet 技術？

PROFINET 是一個開放式的工業乙太網通訊協定，具有相容性強，速度快，即時性高的優點，通訊速率高達100Mb/s。 Profinet在工業的應用非常廣，包括：風力發電、鍋爐控制、石油開採、消防與氣體系統等。

三、MSR 無線溫度監控方案

宏虹 MSR 385WD，通過868MHz/915MHz頻段無線方式與 MSR 無線溫度發射器進行通訊，蒐集發射器探頭的溫度並保存。 MSR無線溫度記錄儀可以同時跟10個發射器進行通訊，精確蒐集和儲存多點的溫度，存儲容量高達1百萬個測量值，支援長時間的溫度記錄。

其中，配套的無線溫度發射器的防護等級高達IP67防水防塵防油設計，最高耐溫125°C，適合齒輪箱內部非常複雜苛刻的工作環境，其體積小巧（35 x 25 x 55 mm）重量輕（40g），可以固定在難以接近的齒輪箱內的縫隙中。

四、系統架構

01：齒輪箱內置MSR無線溫度發射器：通過溫度探頭感應齒輪箱內的溫度變化，通過868MHz/915MHz無線頻段定期將溫度數據發射出去。

02：MSR無線溫度記錄儀：安置在齒輪箱外，無線接收、蒐集和記錄發射器的溫度數據，通過Modbus RTU介面與通訊模組進行通訊傳輸。

03：Profinet轉RS485設備：與MSR無線溫度記錄儀的Modbus RTU介面連接，採用了閘道轉化協定，將底層的蒐集的Modbus數據轉化成Profinet數據，接入到Profinet網路，作為從站。

04：Profinet主站：控制器，比如將PLC作為主站。

05：HMI，SCADA：顯示溫度或者其他參數數據*。（*可搭配油壓壓力感測器和超聲感測器等擴展打造更完善的齒輪箱檢測維護系統。）

宏虹 MSR 無線溫度記錄儀的優勢

✓ 模組化設計 : 齒輪箱、溫度蒐集和記錄裝置、閘道設備（從站）、主站和上位機軟體各自獨立，可根據實際的情況替換。

✓ 佈線簡單：系統前端採用無線傳輸方式。 新一代工業乙太網技術Profinet直接通過網線連接設備，簡化布線流程，降低佈線和人力成本。

✓ 自動化程度高，維護成本低：系統自動讀取溫度數據，根據需要設置故障預判條件，提示報警。 內置在齒輪箱內部無線溫度發射器採用電池供電，長達10年的電池續航能力，減少維護時間、成本和停機時間。

✓ 相容性強：將齒輪箱的溫度數據集成到Profinet網路，增加了系統向上的相容能力，便於數據管理和分析，利於精準技術維護。

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