Разбиране на безжичния мониторинг
Определение: Какво е безжично наблюдение?
Безжично наблюдение (наричани още безжични сензорни мрежи или WSN) се отнася до мониторинг на състоянието системи, използващи сензори, захранвани от батерии, които предават вибрация, температура и други данни чрез радиочестотна (RF) комуникация към централни приемници, елиминирайки необходимостта от сигнални кабели между сензорите и хардуера за наблюдение. Безжичните системи комбинират сензор, локална обработка, радиопредавател и батерия в компактни корпуси, монтирани директно върху оборудването, като предават измервания към шлюзове/приемници, които препращат данни към софтуер за наблюдение чрез мрежи на съоръженията.
Безжичното наблюдение драстично намалява разходите за монтаж (без дърпане на кабели), позволява наблюдение на въртящо се оборудване, временни инсталации и труднодостъпни места, както и бързо разширяване на обхвата на наблюдение. Технологичният напредък в електрониката с ниска мощност и събирането на енергия прави безжичните технологии все по-приложими за постоянни инсталации. онлайн наблюдение приложения.
Системна архитектура
Безжични сензорни възли
- Сензор: MEMS или пиезоелектрични акселерометър, температурен сензор
- Процесор: Микроконтролер за обработка на сигнали и компресия на данни
- Радио: Предавател с ниска мощност (2,4 GHz, типично под GHz)
- Мощност: Батерия (обикновено 3-5 години) или събиране на енергия
- Размер: Компактен пакет (от кредитна карта до тесте карти)
Мрежова инфраструктура
- Шлюзове/Приемници: Събиране на данни от множество сензорни възли
- Мрежови мрежи: Сензорите се предават един през друг, разширявайки обхвата
- Свързване с облака: Интернет връзка за отдалечен достъп
- Софтуер: Тенденции, анализ, тревожност, отчетност
Предимства
Простота на инсталиране
- Без дърпане на кабела (значителни икономии на разходи)
- Монтиране на сензор, конфигуриране на мрежа, работа
- Време за монтаж: минути спрямо часове за кабелни устройства
- Необходима е минимална квалифицирана работна ръка
Гъвкавост
- Лесно добавяне или преместване на сензори
- Временно наблюдение лесно
- Пилотни програми с нисък риск
- Мащабируемо постепенно
Труднодостъпно оборудване
- Отдалечени места (резервоари, кули, надземни инсталации)
- Въртящо се оборудване (трудно за окабеляване)
- Опасни зони (минимизиране на проникванията)
- Разпределени активи (тръбопроводи, вятърни паркове)
Разходи и ефективност
- По-ниски разходи за монтаж в сравнение с кабелните
- Позволява наблюдение на оборудване, което преди това е било неикономично
- Разширете покритието в рамките на същия бюджет
Ограничения и предизвикателства
Живот на батерията
- Ограничен експлоатационен живот (типично 1-5 години)
- Необходима е смяна на батерията
- Трябва да се следи състоянието на батерията
- Събирането на енергия помага, но добавя сложност
Разделителна способност на данните
- Ограничена процесорна мощност (запазване на батерията)
- По-ниски честоти на дискретизация в сравнение с кабелните системи
- Намалена спектрална детайлност
- Може да пропусне високочестотно съдържание
Надеждност на комуникацията
- Радиочестотни смущения от електрическо оборудване
- Ограничения на обхвата (металните конструкции отслабват сигналите)
- Потенциална загуба на данни при прекъсване на комуникацията
- Сложност на управлението на мрежата
Проблеми със сигурността
- Безжичната мрежа е уязвима за хакерски атаки/смущения
- Необходимо е криптиране и удостоверяване
- Съображения за киберсигурност
Приложения
Общо покритие на оборудването
- Разширяване на мониторинга към оборудване, което преди това не е било наблюдавано
- Икономически ефективно наблюдение на големи групи от оборудване
- Оборудване за баланс на инсталацията
Временен мониторинг
- Краткосрочни диагностични кампании
- Оборудване под наем/заем
- Строителна техника
- Сезонно оборудване
Отдалечени активи
- Вятърни турбини
- Тръбопроводно оборудване
- Минно оборудване
- Разпределени съоръжения
Технологични тенденции
Събиране на енергия
- Събирането на вибрационна енергия удължава живота на батерията
- Термично градиентно събиране
- Слънчева енергия за външни приложения
- Приближаване към самоподдържаща се работа
Обработка на ръбове
- Допълнителен анализ на сензорния възел
- Предавайте само аларми или компресирани данни
- Намалява нуждите от мощност и честотна лента
Интеграция на IIoT
- Индустриални платформи за интернет на нещата
- Анализи, базирани в облака
- Машинно обучение в голям мащаб
- Интерфейси за смартфони/таблети
Критерии за избор
Използвайте безжична връзка, когато:
- Цената на окабеляването е непосилна или непрактична
- Необходимост от наблюдение на много машини със среден приоритет
- Временно или пробно наблюдение
- Отдалечено или разпределено оборудване
- Стандартният анализ на вибрациите е адекватен (не е критична защита)
Използвайте кабелна връзка, когато:
- Критично оборудване, изискващо непрекъснато висококачествено наблюдение
- Необходима е защита на машините (автоматично изключване)
- Необходими са много високи честоти на дискретизация или спектрална резолюция
- Регулаторен мандат за кабелни системи
Безжичното наблюдение на вибрациите представлява технология, която прави мониторинга на състоянието икономически практичен за оборудване, което преди това е било изключвано от програмите поради разходи за окабеляване. Макар че не замества кабелните системи за критични приложения, безжичното значително разширява обхвата на мониторинга, осигурява гъвкаво временно наблюдение и дава възможност за нови приложения в отдалечени и разпределени активи, демократизирайки мониторинга на състоянието в промишлените съоръжения.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 