Мониторинг сжатого воздуха с помощью решения LoRaWAN
Вступление
Система отслеживает важные данные от компрессора, осушителя и фильтрующих устройств, расположенных в трех разных местах на территории предприятия. Благодаря использованию технологии LoRaWAN, решение обеспечивает централизованный мониторинг, анализ и раннее обнаружение необходимости технического обслуживания в режиме реального времени, что значительно повышает общую эффективность системы.
Общие проблемы мониторинга на заводах
-
Географическая разобщенность и расстояние: компоненты, такие как трубопроводы и контрольные точки (компрессоры, осушители, фильтры), распределены по разным зонам и находятся на большом расстоянии друг от друга, что делает проводные решения непрактичными.
-
Высокая стоимость и сложность прокладки кабельной сети: Прокладка физических кабельных соединений на большие расстояния для передачи данных является дорогостоящим, сложным и трудоемким процессом.
-
Препятствия для прохождения сигнала: Сложные промышленные условия, например, закрытые помещения или помещения с большим количеством металла, часто создают помехи для традиционных беспроводных сигналов связи.
-
Необходимость централизованного управления: Системы мониторинга, распределенные по большим территориям, часто не имеют единой платформы для централизованного анализа данных и управления тревогами в режиме реального времени.
Концепция применения
-
Измерение расхода и потребления: расходомеры SUTO устанавливаются для измерения ключевых показателей потребления, включая расход, температуру, давление, скорость, точку росы и энергопотребление.
-
Сбор данных (WISE-2200): Модуль Advantech WISE-2200 подключается к расходомерам SUTO и собирает данные через Modbus/RTU.
-
Централизованный шлюз (WISE-6610 V2): шлюз принимает беспроводные данные LoRaWAN, агрегирует их централизованно и может обрабатывать данные с 500 различных точек.
-
Обработка на периферии и протоколы: Шлюз оснащен встроенной средой Node-RED для выполнения логических операций и алгоритмов на периферии. Он также поддерживает передачу данных на программные платформы с использованием протоколов WebService, MQTT и ModbusTCP.
-
Мониторинг и анализ (программное обеспечение S4M): все измерения отслеживаются в режиме реального времени с помощью таких функций анализа, как графики, тренды и управление тревогами.
Обзор архитектуры системы
Эта система мониторинга сжатого воздуха использует распределенную сеть датчиков, начиная с точек измерения, таких как компрессорные установки, фильтры и осушитель, которые оснащены расходомерами SUTO и датчиками точки росы для сбора таких показателей, как влажность воздуха, мощность и точка росы. Данные собираются пограничным узлом через Modbus RTU с помощью WISE-2200, а затем передаются по беспроводной связи с помощью протокола LoRaWAN с большим радиусом действия на центральный шлюз WISE-6610 V2. Затем шлюз передает собранные данные по Ethernet в центральное программное обеспечение мониторинга (S4M), которое обеспечивает функции анализа в реальном времени, построения графиков и управления тревогами.
Системная диаграмма
Ключевые особенности
-
Значительная экономия средств: беспроводная связь LoRaWAN исключает необходимость в дорогостоящей прокладке кабелей, что приводит к существенному сокращению затрат.
-
Расширенное покрытие и надежность: LoRaWAN обеспечивает высокое покрытие с низким уровнем помех. Система поддерживает стабильное соединение, обеспечивая беспроводную связь на расстоянии 300–400 метров даже в средах с высокой плотностью металлических конструкций.
-
Централизованное управление в режиме реального времени: данные с обширных, разбросанных по территории объектов отслеживаются в режиме реального времени с одной платформы, что позволяет заблаговременно выявлять потребности в техническом обслуживании.
-
Масштабируемость и гибкость: гибкая распределенная архитектура поддерживает мультисенсорные системы и является масштабируемой, при этом WISE-6610 поддерживает данные с до 500 различных точек.
-
Простота развертывания: компоненты имеют компактную конструкцию промышленного класса, что обеспечивает простую установку по принципу «plug-and-play» и подходит для различных сред.
Выводы
Успешная реализация этой системы Advantech и SUTO с использованием LoRaWAN демонстрирует высокоэффективную модель для промышленных приложений IoT. Преодолевая проблемы, связанные с расстоянием и прокладкой кабелей в крупных промышленных объектах, система предоставляет важные данные в режиме реального времени для оптимизации эффективности сжатого воздуха и рационализации операций по техническому обслуживанию. Такой подход подтверждает, что LoRaWAN является стратегической, экономичной и надежной технологией связи для комплексного промышленного мониторинга.