บล็อก
การประยุกต์ใช้การสื่อสารไร้สาย LoRa ในการวิเคราะห์และการจัดการข้อมูลพลังงานในโรงงานอัจฉริยะ
1. ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับเทคโนโลยี LoRa
LoRa ชื่อเต็มของ Long Range เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการสื่อสารเครือข่ายบริเวณกว้างพลังงานต่ำ (LPWAN, Low Power Wide Area Network) ใช้เทคโนโลยีการปรับสเปกตรัมขั้นสูงและโครงร่างตัวแปลงสัญญาณเพื่อเพิ่มงบประมาณการเชื่อมโยงและประสิทธิภาพการป้องกันสัญญาณรบกวนที่ดีขึ้น งบประมาณการเชื่อมโยงของ LoRa สูงถึง 157 dB ช่วยให้ระยะการสื่อสารเข้าถึงได้มากกว่า 15 กม. (ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม) ไม่เพียงแต่รักษาลักษณะการใช้พลังงานต่ำเช่นเดียวกับการมอดูเลต FSK เท่านั้น แต่ยังเพิ่มระยะการสื่อสารอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ปรับปรุงประสิทธิภาพของเครือข่ายและการรบกวนจะถูกกำจัด กล่าวคือ เทอร์มินัลที่มีลำดับการแพร่กระจายที่แตกต่างกันจะไม่รบกวนซึ่งกันและกันแม้ว่าจะใช้ ความถี่เดียวกันในการส่งในเวลาเดียวกัน และมีเสถียรภาพที่ดีขึ้นต่อการสื่อสารที่ซีดจางลึกและการเปลี่ยนความถี่ Doppler
ปัจจุบัน LoRa ดำเนินงานในย่านความถี่ฟรีทั่วโลกเป็นหลัก รวมถึง 433, 868,
915 MHz เป็นต้น บทความนี้ใช้โมดูล LoRa ในแถบความถี่ 433 MHz โดยมีระยะห่างช่องสัญญาณ 2MHz ฮาล์ฟดูเพล็กซ์ และการส่งผ่านแบบเข้ารหัสแบบโปร่งใส เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของการรับส่งข้อมูล มีลักษณะทางไกล ใช้พลังงานต่ำ มีหลายโหนด และต้นทุนต่ำ เหมาะสำหรับการสร้างอุปกรณ์ที่มีการกระจายอย่างกว้างขวางและแยกออกจากกันอย่างกว้างขวาง เครือข่ายการสื่อสารที่มีระยะไกล ความสามารถในการป้องกันการรบกวน และการใช้พลังงานต่ำ ย่านความถี่นี้เป็นของกลุ่มความถี่ที่ไม่มีใบอนุญาต ISM และไม่จำเป็นต้องจ่ายค่าธรรมเนียมให้กับผู้ให้บริการ มีการรบกวนน้อยกว่าในย่านความถี่นี้ และ LoRa สามารถรองรับการสื่อสารในย่านความถี่นี้ได้เป็นอย่างดี
2. สถานการณ์ ณ สถานที่
ในปัจจุบัน มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าแบบมัลติฟังก์ชั่นในตู้สวิตช์แรงดันปานกลางในห้องไฟฟ้าแต่ละห้องของโรงงานปูนซีเมนต์ เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าแบบมัลติฟังก์ชั่นในตู้สวิตช์แรงดันปานกลางแบบขั้นลงหลัก และเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าแบบมัลติฟังก์ชั่น มีการใช้มิเตอร์วัดพลังงานในตู้วัด รวมถึงระดับน้ำมัน อุณหภูมิขดลวด และอุปกรณ์อื่น ๆ ของหม้อแปลงไฟฟ้า สัญญาณ เนื่องจากปัจจัยต่างๆ มากมาย เช่น การวางแผนการออกแบบ การกระจายอุปกรณ์ในวงกว้าง และตำแหน่งเฉพาะของเครื่องมือ ยังไม่ได้เชื่อมต่อกับระบบ DCS เพื่อการตรวจสอบที่ครอบคลุมและการจัดการแบบรวมศูนย์ การอ่านมิเตอร์แบบแมนนวลของมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าแต่ละเครื่องและการตรวจสอบหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบแมนนวลไม่เพียงแต่ไม่มีประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังมีอัตราข้อผิดพลาดสูงอีกด้วย
สูงและความต้องการพนักงานมีมากและภาระงานก็หนัก ระบบอัตโนมัติและความชาญฉลาดแบบบูรณาการของโรงงานอัจฉริยะยังจำเป็นต้องมีการบูรณาการพารามิเตอร์การทำงานของอุปกรณ์เครื่องมือวัดเหล่านี้เข้ากับระบบ DCS สำหรับการตรวจสอบการปฏิบัติงานเพื่อให้บรรลุการรวบรวม การตรวจสอบ และการอัพโหลดอัตโนมัติแบบรวมศูนย์ ซึ่งให้การวิเคราะห์และการจัดการข้อมูลพลังงานแบบเรียลไทม์ ข้อมูลพลังงานในอดีต การเข้าถึงและอุปกรณ์สำหรับโรงงานอัจฉริยะ การตรวจสอบออนไลน์แบบเรียลไทม์มีแหล่งข้อมูล
อุปกรณ์เครื่องมืออัจฉริยะ เช่น มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าแบบมัลติฟังก์ชั่น และตัวบ่งชี้อุณหภูมิระยะไกลของหม้อแปลง โดยทั่วไปจะมีอินเทอร์เฟซการสื่อสาร EIA-485 บทความนี้ออกแบบระบบตรวจสอบข้อมูลระยะไกลโดยใช้เครือข่ายเฉพาะกิจการสื่อสารไร้สาย LoRa โดยใช้เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย LoRa Internet of Things โดยใช้ LoRa ไร้สายและบัส 485 เพื่อสร้างอุปกรณ์เชื่อมต่อเลเยอร์ทางกายภาพของเครือข่าย และ Modbus-RTU เป็นดาต้าลิงค์เลเยอร์ และชั้นแอปพลิเคชัน โปรโตคอลการสื่อสารช่วยให้สามารถสื่อสารทางไกลระหว่างเครื่องมือและอุปกรณ์อัจฉริยะต่างๆ ผ่านเครือข่ายนี้ การรวบรวมและการอัพโหลดสัญญาณอุปกรณ์อัตโนมัติแบบเรียลไทม์ เช่น มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าแบบมัลติฟังก์ชั่น เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าแบบมัลติฟังก์ชั่นแบบเกทความแม่นยำสูง อุณหภูมิพื้นผิวน้ำมันหม้อแปลงในห้องไฟฟ้าต่างๆ และตู้แรงดันไฟฟ้ากลางแบบสเต็ปดาวน์หลัก ที่ไซต์งานโครงการได้รับการยอมรับ โดยตระหนักถึงการบูรณาการระหว่างระบบ DCS และโรงงานอัจฉริยะ ความสามารถในการรวบรวมและติดตามข้อมูลแบบรวมศูนย์ของอุปกรณ์เหล่านี้
โซลูชั่นเครือข่ายการสื่อสารไร้สาย Acrel Lora
