Моніторинг стану машини

Вузли Advantech Wzzard LRPv і SmartSwarm 243 LoRa Gateway сприяють підвищенню загальної ефективності обладнання

Приклади використання промислових компьютерів та готові рішення, реалізовані проекти >> Промислова автоматизація

Моніторинг стану машини

Задача

OEО - це широко використовуваний стандарт і найкраща практика для підвищення продуктивності у виробництві, що враховує три основні чинники: доступність, продуктивність і якість. Оскільки стан машини робить істотний вплив на ці фактори, більшість власників заводів вкладають значні кошти в фінансові та людські ресурси з метою максимально збільшити час безвідмовної роботи машини. Моніторинг та вимірювання основних параметрів всередині і навколо цінного обладнання може продовжити термін служби обладнання, одночасно знижуючи витрати на технічне обслуговування і забезпечуючи стратегічне планування часу простою.

Однак необхідність вручну перевіряти стан кожної машини в виробничої лінії є трудомістким завданням, яка вимагає додаткових людино-годин. Крім того, багато машин встановлюються в місцях, де провідна передача даних і живлення змінного струму недоступні або недоцільні. Бездротове рішення Wzzard LRPv з низьким енергоспоживанням розроблено спеціально для подолання цих проблем за рахунок розширення кордону мережі.

Рішення

Є багато випадків, коли профілактичні заходи можуть принести користь виробничих операцій. Наприклад, моніторинг провідності конденсату в котлі може вказати, чи стався витік охолоджуючої води задовго до того, як водне окрихчування труб печі котла виведе піч з ладу; установка датчика струму на силовий провід може виявити, коли машина починає споживати більше енергії, що вказує на проблему; і вимір температури насоса може інформувати операторів про те, коли його вимикати, щоб уникнути теплового пошкодження.

Відстежуючи дані датчиків по мережі, виробники можуть отримувати раннє попередження про будь-яких потенційні втрати і негайно вживати заходів для запобігання непередбачених зупинок виробництва. Такі системи відстеження вже впроваджені багатьма виробниками, але їх можна зробити ще більш ефективними, якщо використовувати інтелектуальні технології IoT для реалізації віддаленого управління і управління хмарою.

Advantech Wzzard LRPv Node і SmartSwarm 243 Gateway можна використовувати для створення бездротових сенсорних мереж з низьким енергоспоживанням з технологією LoRa, що дозволяє передавати дані на ваш комп'ютер або в хмарне додаток через шлюз центральної мережі. Деякі шлюзи можуть використовувати як провідні, так і бездротові з'єднання для передачі даних, що означає, що ви можете розташувати їх в більшості місць.

Рис. 1: розгортання продукту

  1.  Вузли Wzzard LRPv розташовані у віддалених районах і підключені до датчиків для моніторингу вібрацій, бездротового освітлення, струму і температури. Вузли передають дані датчиків через LoRa в шлюз SmartSwarm 243 в центрі управління.
  2.  Коли шлюз SmartSwarm 243 отримує дані, надіслані з вузлів Wzzard LRPv, він передає дані на ПК для управління сервером додатків і SCADA.
  3. Оскільки єдиний центр управління може відповідати за моніторинг декількох сайтів, комутатор полегшує збір і організацію даних з багатьох шлюзів SmartSwarm 243 до передачі даних на ПК.
  4.  При наявності достатньої кількості даних датчиків система може попереджати персонал як в офісі, так і поза ним, активувати плани резервування і визначати, чому виробничі цілі не виконуються в разі збою.

Особливості і переваги

Створення системи моніторингу машини, щоб допомогти користувачам контролювати, оцінювати і приймати рішення, вимагає певних знань ключових функцій продукту, щоб можна було максимізувати їх переваги.

Технологія бездротової мережі LoRa - це запатентована технологія радіомодуляціі з розширеним спектром для використання в малопотужної глобальної мережі (LPWAN). Це специфікація WAN, призначена для забезпечення зв'язку на великій відстані з низькою швидкістю передачі бітів між «речами» (наприклад, підключеними об'єктами), такими як датчики з живленням від батареї, і в ній використовуються безліцензійної радіочастотні діапазони під-ГГц, такі як 196, 433 і 868 МГц в Європі і 915 МГц в Північній Америці. LPWAN може використовуватися для створення приватної бездротової сенсорної мережі або сторонньої служби.

Wzzard LRPv Node і SmartSwarm 243 Gateway підтримують бездротовий зв'язок на великих відстанях без необхідності платити за телекомунікації, що значно знижує експлуатаційні витрати мережі. Це особливо актуально для зниження витрат на моніторинг паводків, оскільки більшість водойм є великими і не мають контрольних центрів, розташованих поруч з ними. Крім того, традиційні бездротові рішення (наприклад, точки доступу) мають обмежений діапазон передачі даних і, таким чином, змушують користувачів застосовувати інтенсивний підхід до розгортання вузлів. Хоча такі проблеми не зачіпають стільникові маршрутизатори, вони вимагають оплати телекомунікаційних зборів.

3AI / 1DI для декількох датчиків і спеціалізованих програмних модулів для різних застосувань. Вузол Advantech Wzzard LRPv може підключати до чотирьох датчиків одночасно і ідеально підходить для виробничих ліній з великою кількістю датчиків або для додатків, де простір для додаткових пристроїв обмежена. Програмне забезпечення спеціально розроблено для настройки з урахуванням найскладніших планів моніторингу.

Оскільки вузол Wzzard LRPv пропонує високу гнучкість як в апаратній, так і в програмному аспектах, він звільняє користувачів від необхідності використання бездротової мережі з високим навантаженням на інфраструктуру, а це означає, що ресурси можуть бути виділені для інших більш важливих інвестицій.

Подвійний режим енергозбереження і система сигналізації вузла Wzzard LRPv має два стани енергозбереження: режим очікування (для випадку, коли вузол не використовується) і режим роботи (для запланованих передач даних). Наприклад, якби вузол повинен був повідомляти дані датчика два рази на годину, то режим сну автоматично активується, коли вузол не використовується, і режим роботи "будить" вузол, коли дані повинні були бути передані, таким чином досягаючи мети енергоефективності. Система сигналізації встановлена, щоб повідомити користувачів, коли значення яких перевищує передбачене поріг. Наприклад, коли наближається повінь або шторм, він приносить величезну кількість води; в цьому випадку система сигналізації буде повідомляти користувачів, коли рівень води перевищив певний рівень, щоб можна було вжити заходів щодо запобігання стихійних лих.

Таким чином, продуманий дизайн енергозберігаючих режимів і системи аварійної сигналізації скорочує витрати за рахунок економії енергії та одночасно підвищує безпеку, повідомляючи користувачів про необхідність вживання термінових заходів.

Висновок

Advantech Wzzard LRPv Solution - це високоінтегрована платформа LoRa від даних датчиків введення / виведення до мережевого протоколу. Вузол Wzzard LRPv і шлюз SmartSwarm 243 можуть використовуватися для формування приватної сенсорної мережі. Найбільш корисний аспект мережевих шлюзів Wzzard LRPv полягає в тому, що вони можуть підключатися до вашого сервера додатків або SCADA для доступу до даних з використанням протоколу MQTT через Ethernet або бездротову мережу передачі даних.

Описані функції дозволяють розміщувати датчики і інтернет-шлюзи в місцях, де немає доступу до мережі змінного струму або провідної мережі Ethernet. Конструкція 3AI / 1DI для додатків з декількома датчиками, а також настроюється програмне забезпечення для комплексного планування моніторингу спростили процес розгортання бездротових мереж. Також, висока гнучкість двох режимів енергозбереження і системи сигналізації може мінімізувати витрати за рахунок економії енергії та запобігання простоїв машини.

Обладнання, яке може бути використаним в цьому рішенні

Керований Gigabit Ethernet комутатор Advantech EKI-7710 на 2 SFP комбінованих порти і 8 POE портів для монтажу на DIN рейку з протоколом X-Ring Pro

Комутатор 8+2 порти EKI-7710

Керований Gigabit Ethernet комутатор Advantech EKI-7710 на 2 SFP комбінованих порти і 8 POE портів

ПЗ WebAccess/SCADA — ядро платформдля додатків промислового Інтернета речей

Платформа Webaccess/SCADA

ПЗ WebAccess/SCADA — ядро платформ для додатків промислового Інтернета речей.