Моніторинг стисненого повітря за допомогою рішення LoRaWAN
Вступ
Система відстежує важливі дані від компресора, осушувача та фільтруючих пристроїв, розташованих у трьох різних місцях на території підприємства. Завдяки використанню технології LoRaWAN, рішення забезпечує централізований моніторинг, аналіз та раннє виявлення необхідності технічного обслуговування в режимі реального часу, що значно підвищує загальну ефективність системи.
Загальні проблеми моніторингу на заводах
-
Географічна роз'єднаність і відстань: компоненти, такі як трубопроводи і контрольні точки (компресори, осушувачі, фільтри), розподілені по різних зонах і знаходяться на великій відстані один від одного, що робить дротові рішення непрактичними.
-
Висока вартість і складність прокладання кабельної мережі: Прокладання фізичних кабельних з'єднань на великі відстані для передачі даних є дорогим, складним і трудомістким процесом.
-
Перешкоди для проходження сигналу: Складні промислові умови, наприклад, закриті приміщення або приміщення з великою кількістю металу, часто створюють перешкоди для традиційних бездротових сигналів зв'язку.
-
Необхідність централізованого управління: Системи моніторингу, розподілені по великих територіях, часто не мають єдиної платформи для централізованого аналізу даних і управління тривогами в режимі реального часу.
Концепція застосування
-
Вимірювання витрат та споживання: витратоміри SUTO встановлюються для вимірювання ключових показників споживання, включаючи витрату, температуру, тиск, швидкість, точку роси та енергоспоживання.
-
Збір даних (WISE-2200): Модуль Advantech WISE-2200 підключається до витратомірів SUTO і збирає дані через Modbus/RTU.
-
Централізований шлюз (WISE-6610 V2): шлюз приймає бездротові дані LoRaWAN, агрегує їх централізовано і може обробляти дані з 500 різних точок.
-
Обробка на периферії та протоколи: Шлюз оснащений вбудованим середовищем Node-RED для виконання логічних операцій та алгоритмів на периферії. Він також підтримує передачу даних на програмні платформи з використанням протоколів WebService, MQTT та ModbusTCP.
-
Моніторинг та аналіз (програмне забезпечення S4M): всі вимірювання відстежуються в режимі реального часу за допомогою таких функцій аналізу, як графіки, тренди та управління тривогами.
Огляд архітектури системи
Ця система моніторингу стисненого повітря використовує розподілену мережу датчиків, починаючи з точок вимірювання, таких як компресорні установки, фільтри та осушувач, які оснащені витратомірами SUTO та датчиками точки роси для збору таких показників, як вологість повітря, потужність та точка роси. Дані збираються прикордонним вузлом через Modbus RTU за допомогою WISE-2200, а потім передаються по бездротовому зв'язку за допомогою протоколу LoRaWAN з великим радіусом дії на центральний шлюз WISE-6610 V2. Потім шлюз передає зібрані дані по Ethernet в центральне програмне забезпечення моніторингу (S4M), яке забезпечує функції аналізу в реальному часі, побудови графіків і управління тривогами.
Системна діаграма
Ключові особливості
-
Значна економія коштів: бездротовий зв'язок LoRaWAN виключає необхідність у дорогому прокладанні кабелів, що призводить до істотного скорочення витрат.
-
Розширене покриття та надійність: LoRaWAN забезпечує високе покриття з низьким рівнем перешкод. Система підтримує стабільне з'єднання, забезпечуючи бездротовий зв'язок на відстані 300–400 метрів навіть у середовищах з високою щільністю металевих конструкцій.
-
Централізоване управління в режимі реального часу: дані з великих, розкиданих по території об'єктів відстежуються в режимі реального часу з однієї платформи, що дозволяє завчасно виявляти потреби в технічному обслуговуванні.
-
Масштабованість і гнучкість: гнучка розподілена архітектура підтримує мультисенсорні системи і є масштабованою, при цьому WISE-6610 підтримує дані з до 500 різних точок.
-
Простота розгортання: компоненти мають компактну конструкцію промислового класу, що забезпечує просту установку за принципом «plug-and-play» і підходить для різних середовищ.
Висновок
Успішна реалізація цієї системи Advantech і SUTO з використанням LoRaWAN демонструє високоефективну модель для промислових додатків IoT. Подолавши проблеми, пов'язані з відстанню і прокладанням кабелів у великих промислових об'єктах, система надає важливі дані в режимі реального часу для оптимізації ефективності стисненого повітря і раціоналізації операцій з технічного обслуговування. Такий підхід підтверджує, що LoRaWAN є стратегічною, економічною і надійною технологією зв'язку для комплексного промислового моніторингу.