Применение беспроводной связи LoRa для анализа и управления энергетическими данными интеллектуальных предприятий

1. Знакомство с технологией LoRa

LoRa, полное название Long Range, представляет собой одну из технологий связи малой мощности глобальной сети (LPWAN, Low Power Wide Area Network). Он использует передовую технологию модуляции расширенного спектра и схему кодека для увеличения бюджета канала и улучшения характеристик защиты от помех. Бюджет связи LoRa до 157 дБ позволяет дальности связи достигать более 15 км (в зависимости от окружающей среды). Он не только сохраняет те же характеристики низкого энергопотребления, что и модуляция FSK, но также значительно увеличивает расстояние связи, одновременно повышая эффективность сети и устраняя помехи, то есть терминалы с разными последовательностями расширения не будут мешать друг другу, даже если они используют одна и та же частота для передачи в одно и то же время и более устойчива к глубоким замираниям связи и доплеровскому сдвигу частоты.

В настоящее время LoRa в основном работает в свободных диапазонах частот по всему миру, включая 433, 868,

915 МГц и т. д. В этой статье используется модуль LoRa в полосе частот 433 МГц с разносом каналов 2 МГц, полудуплексной и прозрачной зашифрованной передачей для обеспечения безопасности передачи данных. Он обладает характеристиками большого расстояния, низкого энергопотребления, многоузлового использования и низкой стоимости и подходит для создания широко распределенного и разнесенного оборудования. Сеть связи с большим расстоянием, защитой от помех и низким энергопотреблением. Эта полоса частот относится к безлицензионному диапазону частот ISM, и платить оператору плату не нужно. В этом диапазоне частот меньше помех, и LoRa вполне может поддерживать связь в этом диапазоне частот.

2. Ситуация на месте

В настоящее время установлены многофункциональные счетчики электроэнергии в распределительных шкафах среднего напряжения в каждой электрощитовой цементного завода, многофункциональные счетчики электроэнергии в главных понижающих распределительных шкафах среднего напряжения и многофункциональные электрические счетчики. используются счетчики электроэнергии в шкафах учета, а также уровня масла, температуры обмоток и другого оборудования трансформатора. Сигналы из-за различных факторов, таких как планирование проектирования, широкое распространение оборудования и особое расположение приборов, еще не подключены к системе РСУ для комплексного мониторинга и централизованного управления. Ручное считывание показаний каждого счетчика электроэнергии и ручная проверка силовых трансформаторов не только неэффективны, но и имеют высокий уровень ошибок.

Высокая, потребность в персонале велика, а нагрузка большая. Интегрированная автоматизация и интеллект интеллектуальных заводов также требуют интеграции рабочих параметров этого контрольно-измерительного оборудования в систему РСУ для мониторинга работы для достижения централизованного автоматического сбора, мониторинга и загрузки, что обеспечивает анализ и управление энергетическими данными в режиме реального времени, исторические энергетические данные. доступ и оборудование для умных заводов. Онлайн-мониторинг в режиме реального времени предоставляет источники данных.

Интеллектуальное приборное оборудование, такое как многофункциональные счетчики электроэнергии и дистанционные индикаторы температуры трансформаторов, обычно имеют интерфейсы связи EIA-485. В этой статье разрабатывается система удаленного мониторинга данных на основе специальной сети беспроводной связи LoRa с использованием технологии беспроводной связи LoRa «Интернет вещей», с использованием беспроводной связи LoRa и шины 485 для формирования устройства подключения к физическому уровню сети, а Modbus-RTU является уровнем канала передачи данных. и прикладной уровень. Протокол связи обеспечивает связь на больших расстояниях между различными интеллектуальными приборами и оборудованием. Посредством этой сети осуществляется автоматический сбор и загрузка в режиме реального времени сигналов оборудования, такого как многофункциональные счетчики электроэнергии, высокоточные многофункциональные счетчики электроэнергии с вентилями, температура поверхности трансформаторного масла в различных электрических помещениях и основных понижающих шкафах среднего напряжения. на объекте реализуется интеграция между системой DCS и умным заводом. Централизованный сбор данных и возможности мониторинга этих устройств.

Решения для беспроводной сети связи Acrel Lora