MyAdvantech Registration

MyAdvantech is a personalized portal for Advantech customers. By becoming an Advantech member, you can receive latest product news, webinar invitations and special eStore offers.

Sign up today to get 24/7 quick access to your account information.

Giải pháp mạng LoRa riêng của Advantech để xây dựng hệ thống giám sát tình trạng máy

14/11/2019

Thách thức

OEE (Overall Equipment Effectiveness) là một tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi và có tính thực tiễn nhất để cải thiện năng suất trong sản xuất, chiếm ba yếu tố chính: tính sẵn có, hiệu suất và chất lượng. Do điều kiện máy móc có tác động lớn đến các yếu tố này, hầu hết các doanh nghiệp sở hữu các nhà máy đều đầu tư một lượng tài chính và nhân lực đáng kể để tối đa hóa thời gian hoạt động của máy móc. Việc giám sát và đo lường các thông số cơ bản trong và xung quanh thiết bị có giá trị quan trọng để có thể kéo dài tuổi thọ của thiết bị trong khi giảm chi phí bảo trì và cho phép lên kế hoạch dừng máy chiến lược.

Tuy nhiên, phải kiểm tra thủ công trạng thái của từng máy trong dây chuyền sản xuất là một công việc tốn thời gian đòi hỏi nhiều nhân người. Ngoài ra, nhiều máy được cài đặt ở những nơi giao tiếp dữ liệu có dây và nguồn AC không thể truy cập hoặc không hợp lý. Giải pháp không dây năng lượng thấp Wzzard LRPv được thiết kế đặc biệt để khắc phục những vấn đề này bằng cách mở rộng biên mạng.

Giải pháp

Có nhiều trường hợp trong đó các biện pháp phòng ngừa có thể có lợi cho hoạt động sản xuất. Ví dụ, giám sát độ dẫn ngưng tụ trên nồi hơi có thể cho biết liệu rò rỉ nước làm mát đã xảy ra từ lâu trước khi sự hấp thụ hydro của các ống lò hơi gây ra sự cố cho lò; cài đặt một cảm biến dòng hiện tại trên một dây dẫn điện có thể cho biết một máy bắt đầu sử dụng nhiều năng lượng hơn bình thường; và đo nhiệt độ của máy bơm có thể thông báo cho người vận hành biết khi nào nên tắt máy để tránh các thiệt hại nặng do nhiệt.

Bằng cách theo dõi dữ liệu cảm biến qua mạng, các nhà sản xuất có thể nhận được các cảnh báo sớm về mọi tổn thất tiềm ẩn và có hành động ngay lập tức để ngăn chặn việc ngừng sản xuất do sự cố bất ngờ. Các hệ thống theo dõi như vậy đã được nhiều nhà sản xuất triển khai, nhưng chúng có thể hiệu quả hơn nữa bằng cách kết hợp các công nghệ IoT thông minh để thực hiện điều khiển từ xa và quản lý mọi lúc mọi nơi thông qua đám mây.

Thiết bị Wzzard LRPv Node và SmartSwarm 243 Gateway của Advantech có thể được sử dụng để thiết lập mạng cảm biến không dây công suất thấp với công nghệ LoRa và điều này có thể cho phép báo cáo dữ liệu tới máy tính hoặc ứng dụng đám mây của bạn thông qua cổng mạng trung tâm. Các cổng hữu ích nhất có thể sử dụng cả kết nối dữ liệu có dây và không dây, có nghĩa là bạn có thể lắp đặt chúng ở hầu hết các vị trí.

Các nút Wzzard LRPv được đặt ở các vùng xa và được kết nối với các cảm biến như các nút để theo dõi rung động, đèn tháp không dây, dòng điện và nhiệt độ. Các nút truyền dữ liệu cảm biến thông qua kết nối LoRa (một giao thức truyền thông không dây tầm xa - công xuất thấp) đến Gateway SmartSwarm 243 tại trung tâm điều khiển.

Khi gateway SmartSwarm 243 nhận dữ liệu được gửi từ Wzzard LRPv Node, nó sẽ truyền dữ liệu đến PC cho máy chủ ứng dụng và quản lý SCADA.

Do một trung tâm điều khiển duy nhất có thể chịu trách nhiệm giám sát nhiều địa điểm nhà máy, nên một bộ chuyển mạch có thể hỗ trợ thu thập và sắp xếp dữ liệu từ nhiều Gateway thông minh SmartSwarm 243 trước khi truyền dữ liệu tới PC.

Với đủ dữ liệu cảm biến, hệ thống có thể cảnh báo nhân viên cả trong và ngoài văn phòng, kích hoạt các kế hoạch dự phòng và xác định lý do tại sao các mục tiêu sản xuất bị bỏ lỡ trong trường hợp có sự cố.

Tính năng, ưu điểm và lợi ích

Việc thiết lập một hệ thống giám sát máy để giúp người dùng kiểm soát, giám sát, đánh giá và đưa ra quyết định đòi hỏi một số tính năng chính của sản phẩm để có thể chọn các sản phẩm phù hợp nhất để tối đa hóa lợi ích của chúng.

Công nghệ mạng không đây LoRa

LoRa là một kỹ thuật truyền thông vô tuyến phổ rộng chirp độc quyền để sử dụng trong mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN). Đây là một đặc điểm kỹ thuật của mạng WAN được thiết kế để cho phép liên lạc ở khoảng cách xa, tốc độ bit thấp giữa các thiết bị “được kết nối” như là cảm biến pin, và nó sử dụng các dải tần số vô tuyến phụ không cần có giấy phép như 196, 433 và 868 Mhz ở châu Âu và 915 MHz ở Bắc Mỹ. LPWAN có thể được sử dụng để tạo mạng cảm biến không dây riêng hoặc dịch vụ hoặc cơ sở hạ tầng của bên thứ ba.

Wzzard LRPv NodeSmartSwarm 243 Gateway hỗ trợ giao tiếp mạng tầm xa không dây mà không cần phải trả thêm phí viễn thông, do đó giảm đáng kể chi phí vận hành mạng. Điều này đặc biệt thích hợp để giảm chi phí theo dõi lũ lụt vì hầu hết các vùng nước đều lớn và không có trung tâm kiểm soát nằm gần chúng. Hơn nữa, các giải pháp không dây truyền thống (ví dụ: access point) có phạm vi truyền dữ liệu hạn chế và do đó buộc người dùng phải áp dụng cách tiếp cận khó khan hơn để triển khai các nút. Mặc dù các bộ định tuyến di động không bị ảnh hưởng bởi các vấn đề như vậy, chúng yêu cầu phải trả thêm phí viễn thông.

3AI/1DI cho nhiều cảm biến và mô-đun phần mềm tùy chỉnh cho các ứng dụng khác nhau

Phần mềm cho các sản phẩm LoRa của Advantech có thể được tùy chỉnh để phù hợp với các kế hoạch giám sát tinh vi nhất. Bởi vì Wzzard LoRa Private Node cung cấp mức độ linh hoạt cao về cả phần cứng và phần mềm, nó giải phóng người dùng khỏi việc phải triển khai cơ sở hạ tầng mạng không dây đắt đỏ khác, có nghĩa là chi phí đầu tư có thể được phân bổ cho các khoản đầu tư quan trọng khác.

Chế độ báo động và chế độ tiết kiệm năng lượng kép

LoRa Private Node có hai chế độ tiết kiệm năng lượng: chế độ ngủ (đối với khi nút không được sử dụng) và chế độ hoạt động (đối với truyền dữ liệu theo lịch trình). Chẳng hạn, nếu một nút được lên lịch báo cáo dữ liệu cảm biến hai lần mỗi giờ, thì chế độ ngủ sẽ tự động kích hoạt khi nút không được sử dụng và chế độ hoạt động sẽ đánh thức nút khi dữ liệu phải được truyền đi, do đó tối đa hóa hiệu quả năng lượng của thiết bị. Một hệ thống báo động cũng được cài đặt để thông báo cho người dùng khi một giá trị cụ thể đã vượt quá ngưỡng nhất định.

Kết luận

Giải pháp Wzzard LRPv của Advantech là một nền tảng cảm biến LoRa tích hợp cao từ dữ liệu cảm biến I/O đến Giao thức mạng. Wzzard LRPv Node và SmartSwarm 243 Gateway có thể được sử dụng để tạo thành một mạng cảm biến riêng. Khía cạnh hữu ích nhất của các cổng mạng Wzzard LRPv là chúng có thể kết nối với máy chủ ứng dụng hoặc SCADA của bạn để truy cập dữ liệu bằng giao thức MQTT thông qua mạng dữ liệu Ethernet hoặc không dây.

Các tính năng được mô tả cho phép đặt các cảm biến và cổng Internet ở các vị trí không có quyền truy cập vào nguồn AC hoặc Ethernet có dây. Thiết kế 3AI/1DI cho nhiều ứng dụng cảm biến cũng như phần mềm có thể tùy chỉnh để lập kế hoạch giám sát phức tạp đã đơn giản hóa quá trình triển khai mạng không dây. Tính linh hoạt cao của chế độ tiết kiệm năng lượng kép và hệ thống báo động có thể giảm thiểu chi phí bằng cách tiết kiệm điện và năng lượng, ngăn chặn thời gian chết của máy móc.

Các công nghệ IoT đơn giản như mạng LoRa và cổng mạng di động có thể mang tới những khoản lời ngay lập tức bằng cách cắt giảm chi phí bảo trì của bạn và tăng năng suất tổng thể.