不论是在亚特兰大、慕尼黑、莫斯科、伦敦、珀斯，还是在中国香港，西门子的MindSphere铁路应用中心都可利用复杂的交通数据流来进行预测性维护，从而优化列车运行。助力中心*实现这一点的好帮手是Railigent，借助这个新平台，他们能够通过智能手段对铁路系统数据加以利用，让铁路系统发挥更大价值。

MindSphere铁路应用中心负责人Gerhard Kress被列车所包围——既有真实的列车，也有虚拟的列车。他面前的显示器上，是一张列车示意图。在他的开放式办公室内，挂着一张白板，白板上用红笔和蓝笔写满了描述列车运行的公式和方程。向窗外望去，Kress能看到慕尼黑郊外Allach工业区鳞次栉比的屋顶。西门子在这里生产机车，也在这里维修和保养机车——具体工作在仅相隔三节车厢距离的铁路服务中心进行。列车维修车间的不同寻常之处在于，通向这里的不只是两条轨道，还有两个世界：虚拟世界和现实世界。

铁路技术的数字化转型

铁路运输早已迈出数字化转型步伐。传统的列车保养包括定期在运行中心对列车进行检查、解决显而易见的问题，以及维护机器，数字技术开启了通往更高层次服务的大门。远程或本地采集的传感器数据、错误消息和日志文件，为MindSphere铁路应用中心员工提供了**的详尽的轨道列车及基础设施信息。

自2014年Allach中心开业以来，陆续又有5个中心投入运行（分别在亚特兰大、莫斯科、伦敦、珀斯和中国香港）。来自15个国家的机车、高铁和城际列车的数据流汇聚在这些中心。通过将这些大数据转化为智能数据，中心的程序员、数据库*和项目执行经理，为铁路领域开发出了数据驱动型服务，在实时列车监测、磨损和组件故障预测以及复杂列车问题分析等方面遥遥良好。

应运而生的Railigent平台不仅可以描绘整个信息路径——从轨道传感器一直到发送至用户智能手机的报告——而且能够建议具体行动。对于铁路系统运营商及维护团队而言，其优势显而易见，因为这个系统可以提高列车的可利用率，延长服务寿命，并大幅提高所有列车及基础设施组件的维护和运行效率。Kress说：“在列车驶入服务中心之前，我们已经知道需要做些什么。”得益于此，列车可实现较高**的可利用率。

位于Allach的西门子铁路服务中心。

100节车厢多达2000亿个数据点

事实上，数字技术为*提供的远不只是关于速度、制动性能和里程等标准变量的信息，也提供了诸如压缩机性能、挂车重量以及自动控制过程状态等其他信息。不仅如此，轨道状态、坡度以及运行期间的天气条件等信息，也与铁路网络中的列车发车频次一并记录下来。Kress表示，“未来的交通业务里，单单列车并非决定因素。对于客户而言，关键在于列车的生命周期成本及其高效使用。只有借助从列车、基础设施和运行中得来的捆绑数据，才能取得成功。”

所有这一切形成了一片名副其实的数据汪洋。一个100节车厢的车队每年可产生约1000到2000亿个数据点。而这只是开端。通过分析这些数据，Kress和他的团队在探寻有意义的规律模式。譬如，运用由此获得的知识，他们可以优化运营维护。又如，在机车与车厢相连时，虽然报错显示制动失灵，但可能这是正常情况。有了这样的知识，模型便可以区分重要因素和次要因素，并识别因果链。得益于这种方法，Kress和他的团队现在能够运用具有高度可靠性的预测模型。举例来讲，在高速运转下，变速箱轴承会发生严重磨损，MindSphere铁路应用中心可以提前至少三天预测出问题，提高列车可利用率，节省费用。

西门子提供的高级数据分析系统确保了RENFE运营的Velaro E高速列车可靠运行。

德国铁路公司也对实现这样的优化感兴趣。2016年10月，德国铁路与西门子联合启用试点系统，对Velaro D（ICE 3）高速列车进行预测性维护和检修。此外，德国铁路货运公司不久前宣布，将使用西门子提供的解决方案，进一步将它的列车车队数字化。其目标是在2020年之前，为2000辆列车全部配备诊断技术。

高速且可靠

从西班牙国家铁路公司（Renfe）运营的往返于马德里和巴塞罗那之间的高铁线路，便可以看出这项服务是多么有效。在这条线路上，Renfe可与一条航空路线竞争。这条线路火车要用两个半小时，而飞机只用1小时20分钟。然而，Renfe保证，如果火车晚点15分钟以上，将向乘客全额退款。为了保证这种高可靠性，Renfe与西门子联手创办一家合资企业，对列车进行高级数据分析。结果是，约2300趟列车运行服务中，仅发生了一次与技术问题有关的重大延误。十几年前这条线路刚刚开通时，搭乘火车的旅客仅占20%，而现在这个比例已增至60%以上。

MindSphere铁路应用中心负责人Gerhard Kress。

高级算法帮助Gerhard Kress和他同事预测何时可能发生潜在故障。

有了这些信息，铁路服务中心负责人Martina St?ttner和她的团队可以制定维修计划，同时列车仍保持正常运行。

当列车抵达服务中心时，保养措施已准备就绪，只待执行。

随之而来的是列车可利用率大大提高。

西门子还在慕尼黑Allach区建造Vectron型机车。

一列Vectro列车行驶在挪威。这列列车的模块化结构是世界**。

对所有列车相关信息进行数字化分析

MindSphere铁路应用中心还有一个优势：它不仅能借鉴不同铁路车队提供的数据，而且可以运用不同运行条件的相关信息，不论这些车队是在德国、西班牙，还是在俄罗斯。所有这一切都可以集成到一个信息工具箱，用来提高列车的可靠性。对于小规模运营商，这也是有利的，因为通过与西门子这样的服务提供商合作，那些刚刚运营几年，只有几列自有或租赁列车的铁路公司可以降低技术风险。Kress说：“故障和磨损预测、错误诊断，以及精心制定的维护周期计划等，这些只是开始。在未来，铁路服务中心将能够通过有线方式下载列车的完整数据库，就像现在对飞机所做的那样，用来审核数据，排查异常。”

应用

模拟量输入/输出模块用于处理自动化系统中的模拟量输入/输出任务。模拟传感器和执行器可以通过这些模块连接到自动化系统。
使用模拟量输入/输出模块给用户提供以下优点：

• 适应性：
  通过合适的模块组合方式，可以根据特定任务调整输入/输出的点数。节约了不必要的成本。

• 功能强大的模拟量处理技术：
  多种输入/输出范围以及高精度允许连接多种不同的模拟量传感器和执行器。

设计

模拟量输入模块具有下列机械特性：

紧凑型设计

坚固的塑料机壳里包括：

• 指示组故障的红色指示灯

• 前连接器插接选件，装在前门后面而得到防护。

• 前门上的标签区。

• 连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。

安装方便

模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。

当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。

方便用户接线

装置单元通过前置连接器连接。当**连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。这样可以避免在更换模块的过程中将已接线的前连接器插入到错误模块中。

西门子SM331模拟量输入模块

		6ES7331-1KF02-0AB0   SIMATIC S7-300，模拟输入 SM 331，电位隔离 8模拟输入，分辨率 13 位 U/I/电阻/Pt100， NI100，NI1000，LG-NI1000， PTC/KTY， 66ms 转换时间； 1个 40针
		6ES7331-7HF01-0AB0   SIMATIC S7-300，模拟输入 SM 331，电位隔离， 8模拟输入，aufl. 14Bit，0.052ms/通道 电流，电压测量仪器 报警，诊断，1个 20针， 适用于节拍同步运行 改进的总线循环时间，用于 时钟同步运行
		6ES7331-7KB02-0AB0  SIMATIC S7-300，模拟输入 SM 331，电位隔离， 2 模拟输入，分辨率 9/12/14 位， U/I/热电偶/电阻， 报警，诊断，1个 20针， 拔/插利用 激活的背板总线
		6ES7331-7KF02-0AB0  SIMATIC S7-300，模拟输入 SM 331，电位隔离， 8 模拟输入，分辨率 9/12/14 位， U/I/热电偶/电阻， 报警，诊断，1个 20针 拔/插利用 激活的背板总线
		6ES7331-7NF00-0AB0  SIMATIC S7-300，模拟输入 SM 331，电位隔离， 8 个模拟输入； +/-5/10V，1-5V，+/-20mA， 0/4 至 20mA，16 位（55ms）， 单共用根系(50V COM.)， 1个 40针
		6ES7331-7NF10-0AB0  SIMATIC S7-300，模拟输入 SM 331，电位隔离， 8 个模拟输入； +/-5/10V，1-5V，+/-20mA， 0/4 至 20mA，16 位， 单共用根系（60V COM.）， 4 通道运行：10ms， 8 通道运行：23-95ms， 1个 40针
		6ES7331-7PE10-0AB0  SIMATIC S7-300，模拟输入 SM 331，单通道 电位隔离 250V AC， 6 AE 热电偶 B 型，E、J，K，L，N，R，S，T 电压：+/-25MV 至 +/-1V 16 位，50ms，1个 40针
		6ES7331-7PF01-0AB0  SIMATIC S7-300，模拟输入 SM 331，电位隔离，2/3/4 线， 8模拟输入，电阻，Pt100/200/1000 NI100/120/200/500/1000，CU10， 特性曲线符合 GOST 16（内部 24）位，50ms， 1个 40针
		6ES7331-7PF11-0AB0  SIMATIC S7-300，模拟输入 SM 331，电位隔离， 8 模拟输入热电偶 B 型，E、J，K，L，N，R，S，T TXK/TXK（L）符合 GOST 16 位，50ms，1个 40针

概述

• 模拟量输入

• 用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻

应用

模拟量输入模板用来实现PLC与模拟量过程信号的连接。用于连接电压和电流传感器、热电耦、电阻和热电阻

功能

模拟量输入模块将来自过程的的模拟量信号转换为可在控制器中进行内部处理的数字量信号。

该模块具有如下特点：

• 分辨率为 9-15 位 + 符号位（具有不同的转换时间），可以设置。

• 各种量程；
  电流/电压的默认设置是使用量程模块以机械方式设置的，可通过编程器和 STEP 7 的“Hardware configuration”进行细调。

• 中断能力；
  该模块将诊断和限值中断发送到控制器的 CPU。

• 诊断；
  该模块将综合诊断信息发送到 CPU。

西门子SM 332 模拟量输出模块

		6ES7332-5HB01-0AB0   SIMATIC S7-300，模拟输出 SM 332，电位隔离， 2AA，U/I；分辨率 11/12 位， 20针，拔/插利用 激活的背板总线是可行的
		6ES7332-5HD01-0AB0   SIMATIC S7-300，模拟输出 SM 332，电位隔离， 4 模拟输出，U/I；诊断； 分辨率 11/12 位，20针， 插拔利用激活的 背板总线是可行的
		6ES7332-5HF00-0AB0   SIMATIC S7-300，模拟输出 SM 332，电位隔离， 8 AA，U/I；诊断； 分辨率 11/12 位，40针， 插拔利用激活的 背板总线是可行的
		6ES7332-7ND02-0AB0   SIMATIC S7-300，模拟输出 SM 332，通道电位隔离 4 模拟输出，分辨率 16 位， 0-10V，1-5V，+/-10V，+/-20mA， 0/4-20mA，20针， 适用于节拍同步运行 改进的总线循环时间，用于 时钟同步运行

概述