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 ویژگی های مصرف انرژی پایین را مانند مدولاسیون FSK حفظ می کند، بلکه فاصله ارتباطی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد، در حالی که بهبود کارایی شبکه و تداخل حذف می شود، یعنی ترمینال هایی با توالی های پخش متفاوت حتی اگر از فرکانس یکسان برای ارسال همزمان استفاده کنند، با یکدیگر تداخل نخواهند داشت و پایداری بهتری در برابر محو شدن عمیق ارتباط و تغییر فرکانس داپلر دارند.

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 می تواند به خوبی از ارتباطات در این باند فرکانسی پشتیبانی کند.

2. وضعیت در محل

در حال حاضر کنتورهای انرژی الکتریکی چندکاره در کابینت سوئیچ فشار متوسط ​​در هر اتاق برق کارخانه سیمان، کنتورهای چندکاره انرژی الکتریکی در کابینت کلید فشار متوسط ​​رو به پایین و کنتورهای چندکاره انرژی الکتریکی در کابینت اندازه گیری و همچنین سطح روغن، دمای سیم پیچ و سایر تجهیزات مورد استفاده ترانسفورماتور می باشد. 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 و هوشمندسازی یکپارچه کارخانه‌های هوشمند همچنین نیازمند ادغام پارامترهای عملیاتی این تجهیزات ابزار دقیق در سیستم DCS برای نظارت بر عملیات برای دستیابی به جمع‌آوری، نظارت و بارگذاری خودکار متمرکز است که تجزیه و تحلیل و مدیریت داده‌های انرژی در زمان واقعی، دسترسی به داده‌های انرژی تاریخی و تجهیزات کارخانه‌های هوشمند را فراهم می‌کند. 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 مانیتورینگ داده از راه دور مبتنی بر شبکه ad hoc ارتباط بی‌سیم LoRa، با استفاده از فناوری ارتباطات بی‌سیم LoRa، با استفاده از LoRa بی‌سیم و گذرگاه 485 برای تشکیل دستگاه اتصال لایه فیزیکی شبکه طراحی می‌کند و Modbus-RTU لایه پیوند داده و لایه کاربردی است. 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 چندکاره گیت با دقت بالا، دمای سطح روغن ترانسفورماتور در اتاق‌های برق مختلف و کابینت‌های ولتاژ متوسط ​​کاهنده اصلی در محل پروژه تحقق می‌یابد که یکپارچگی بین سیستم DCS و کارخانه هوشمند را تحقق می‌بخشد. جمع آوری متمرکز داده ها و قابلیت های نظارت بر این دستگاه ها.

راه حل های شبکه ارتباطی بی سیم Acrel Lora