کاربرد ارتباطات بی سیم LoRa در تحلیل و مدیریت داده های انرژی کارخانه هوشمند

1. مقدمه ای بر فناوری LoRa

LoRa، نام کامل Long Range، یکی از فناوری‌های ارتباطی شبکه گسترده کم مصرف (LPWAN، Low Power Wide Area Network) است. از فناوری مدولاسیون طیف گسترده و طرح کدک برای افزایش بودجه پیوند و عملکرد بهتر ضد تداخل استفاده می کند. بودجه لینک LoRa تا 157 دسی بل باعث می شود فاصله ارتباطی به بیش از 15 کیلومتر (بسته به محیط) برسد. این نه تنها همان ویژگی‌های مصرف انرژی پایین را مانند مدولاسیون FSK حفظ می‌کند، بلکه فاصله ارتباطی را نیز به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد، در حالی که بازده شبکه را بهبود می‌بخشد و تداخل حذف می‌شود، یعنی پایانه‌هایی با توالی‌های پخش متفاوت حتی در صورت استفاده از آن با یکدیگر تداخل نخواهند کرد. همان فرکانس برای انتقال همزمان، و پایداری بهتر در برابر محو شدن عمیق ارتباطات و تغییر فرکانس داپلر.

در حال حاضر، LoRa عمدتاً در باندهای فرکانس آزاد در سراسر جهان، از جمله 433، 868، فعالیت می کند.

915 مگاهرتز و غیره. این مقاله از ماژول LoRa در باند فرکانسی 433 مگاهرتز، با فاصله کانال 2 مگاهرتز، نیمه دوطرفه و انتقال رمزگذاری شده شفاف برای اطمینان از امنیت انتقال داده استفاده می کند. دارای ویژگی های مسافت طولانی، مصرف برق کم، چند گره بودن و کم هزینه بودن است و برای تجهیزات ساختمانی که به طور گسترده توزیع و جدا شده اند مناسب است. شبکه ارتباطی با مسافت طولانی، قابلیت ضد تداخل و مصرف برق کم. این باند فرکانسی متعلق به باند فرکانسی بدون مجوز ISM است و نیازی به پرداخت هزینه به اپراتور نیست. تداخل کمتری در این باند فرکانسی وجود دارد و LoRa به خوبی می تواند از ارتباطات در این باند فرکانسی پشتیبانی کند.

2. وضعیت در محل

در حال حاضر کنتورهای انرژی الکتریکی چند کاره در کابینت سوئیچ فشار متوسط ​​در هر اتاق برق کارخانه سیمان، کنتورهای چندکاره انرژی الکتریکی در کابینت کلید فشار متوسط ​​پایین رونده اصلی و برق چندکاره از کنتورهای انرژی در کابینت های اندازه گیری و همچنین سطح روغن، دمای سیم پیچ و سایر تجهیزات ترانسفورماتور استفاده می شود. سیگنال ها به دلیل عوامل مختلفی مانند برنامه ریزی طراحی، توزیع گسترده تجهیزات و مکان خاص ابزارها، هنوز برای نظارت جامع و مدیریت متمرکز به سیستم DCS متصل نشده اند. قرائت دستی کنتور هر کنتور انرژی الکتریکی و بازرسی دستی ترانسفورماتورهای قدرت نه تنها کارایی ندارد بلکه دارای ضریب خطای بالایی نیز می باشد.

بالا، و تقاضا برای کارکنان زیاد و حجم کار سنگین است. اتوماسیون یکپارچه و هوشمند کارخانه های هوشمند همچنین نیازمند ادغام پارامترهای عملیاتی این تجهیزات ابزار دقیق در سیستم DCS برای نظارت بر عملیات برای دستیابی به جمع آوری، نظارت و بارگذاری خودکار متمرکز است که تجزیه و تحلیل و مدیریت داده های انرژی در زمان واقعی، داده های انرژی تاریخی را ارائه می دهد. دسترسی و تجهیزات برای کارخانه های هوشمند. نظارت برخط بلادرنگ منابع داده را فراهم می کند.

تجهیزات ابزار هوشمند مانند کنتورهای انرژی الکتریکی چند منظوره و نشانگرهای دمای از راه دور ترانسفورماتور معمولاً دارای رابط ارتباطی EIA-485 هستند. این مقاله یک سیستم نظارت بر داده از راه دور مبتنی بر شبکه موقت ارتباط بی‌سیم LoRa، با استفاده از فناوری ارتباطات بی‌سیم LoRa، اینترنت اشیا، با استفاده از LoRa بی‌سیم و گذرگاه 485 برای تشکیل دستگاه اتصال لایه فیزیکی شبکه طراحی می‌کند و Modbus-RTU لایه پیوند داده است. و لایه کاربردی پروتکل ارتباطی امکان برقراری ارتباط از راه دور بین ابزار و تجهیزات مختلف هوشمند را فراهم می کند. از طریق این شبکه، جمع‌آوری و آپلود خودکار سیگنال‌های تجهیزاتی مانند کنتورهای انرژی الکتریکی چند کاره، کنتورهای انرژی الکتریکی چند منظوره گیت با دقت بالا، دمای سطح روغن ترانسفورماتور در اتاق‌های برق مختلف و کابینت‌های ولتاژ متوسط ​​کاهنده اصلی از طریق این شبکه انجام می‌شود. در محل پروژه، تحقق یکپارچگی بین سیستم DCS و کارخانه هوشمند تحقق می یابد. جمع آوری متمرکز داده ها و قابلیت های نظارت بر این دستگاه ها.

راه حل های شبکه ارتباطی بی سیم Acrel Lora