Comprendre la surveillance sans fil
Définition : Qu'est-ce que la surveillance sans fil ?
Surveillance sans fil (également appelé réseaux de capteurs sans fil ou WSN) fait référence à surveillance de l'état systèmes utilisant des capteurs alimentés par batterie qui transmettent vibration, la température et d'autres données par communication radiofréquence (RF) vers des récepteurs centraux, éliminant ainsi le besoin de câbles de signal entre les capteurs et le matériel de surveillance. Les systèmes sans fil combinent capteur, traitement local, émetteur radio et batterie dans des boîtiers compacts montés directement sur l'équipement, communiquant les mesures aux passerelles/récepteurs qui transmettent les données au logiciel de surveillance via les réseaux de l'installation.
La surveillance sans fil réduit considérablement les coûts d'installation (pas de tirage de câbles), permet de surveiller les équipements rotatifs, les installations temporaires et les emplacements difficiles d'accès, et permet une extension rapide de la couverture de surveillance. Les progrès technologiques en électronique basse consommation et en récupération d'énergie rendent le sans fil de plus en plus viable pour les installations permanentes. surveillance en ligne candidatures.
Architecture du système
Nœuds de capteurs sans fil
- Capteur: MEMS ou piézoélectrique accéléromètre, capteur de température
- Processeur: Microcontrôleur pour le traitement du signal et la compression des données
- Radio: Émetteur de faible puissance (2,4 GHz, typiquement sous-GHz)
- Pouvoir: Batterie (3 à 5 ans en moyenne) ou récupération d'énergie
- Taille: Paquet compact (carte de crédit vers jeu de cartes)
Infrastructure réseau
- Passerelles/Récepteurs : Collecter des données à partir de plusieurs nœuds de capteurs
- Réseau maillé : Les capteurs se transmettent les uns aux autres, étendant ainsi la portée
- Connectivité Cloud : Connexion Internet pour accès à distance
- Logiciel : Tendances, analyses, alertes, rapports
Avantages
Simplicité d'installation
- Pas de tirage de câbles (économies importantes)
- Monter le capteur, configurer le réseau, opérationnel
- Temps d'installation : minutes contre heures pour une installation filaire
- Main-d'œuvre qualifiée minimale requise
Flexibilité
- Capteurs faciles à ajouter ou à déplacer
- Surveillance temporaire simple
- Programmes pilotes à faible risque
- Évolutif de manière incrémentale
Équipement difficile d'accès
- Emplacements éloignés (réservoirs, tours, hauteurs)
- Équipement rotatif (difficile à câbler)
- Zones dangereuses (minimiser les intrusions)
- Actifs distribués (pipelines, parcs éoliens)
Rapport coût-efficacité
- Coût d'installation inférieur à celui du câblage
- Permet de surveiller des équipements auparavant peu rentables
- Élargir la couverture avec le même budget
Limites et défis
Autonomie de la batterie
- Durée de vie limitée (1 à 5 ans en moyenne)
- Remplacement de la batterie requis
- Doit suivre l'état de la batterie
- La récupération d'énergie est utile mais ajoute de la complexité
Résolution des données
- Puissance de traitement limitée (économie de batterie)
- Taux d'échantillonnage inférieurs à ceux des systèmes câblés
- Détails spectraux réduits
- Peut manquer du contenu à haute fréquence
Fiabilité des communications
- Interférences RF provenant d'équipements électriques
- Limitations de portée (les structures métalliques atténuent les signaux)
- Perte potentielle de données en cas d'interruption de la communication
- Complexité de la gestion du réseau
Préoccupations en matière de sécurité
- Le sans fil est vulnérable au piratage et aux interférences
- Cryptage et authentification nécessaires
- Considérations en matière de cybersécurité
Applications
Couverture de l'équipement général
- Étendre la surveillance aux équipements auparavant non surveillés
- Surveiller de manière rentable de grandes populations d'équipements
- Équipement d'équilibre de l'usine
Surveillance temporaire
- Campagnes de diagnostic à court terme
- Matériel en prêt/location
- Équipement de construction
- Équipement saisonnier
actifs distants
- Éoliennes
- Équipement de pipeline
- Équipement minier
- Installations distribuées
Tendances technologiques
Récupération d'énergie
- La récupération d'énergie vibratoire prolonge la durée de vie de la batterie
- Récolte de gradient thermique
- Solaire pour applications extérieures
- Approche d'un fonctionnement autonome
Traitement des bords
- Plus d'analyses au niveau du nœud du capteur
- Transmettre uniquement des alarmes ou des données compressées
- Réduit les besoins en énergie et en bande passante
Intégration IIoT
- Plateformes de l'Internet industriel des objets
- Analyses basées sur le cloud
- Apprentissage automatique à grande échelle
- Interfaces smartphone/tablette
Critères de sélection
Utilisez le sans fil lorsque :
- Coût du câblage prohibitif ou peu pratique
- Besoin de surveiller de nombreuses machines à priorité modérée
- Surveillance temporaire ou à titre d'essai
- Équipements distants ou distribués
- Analyse vibratoire standard adéquate (protection non critique)
Utilisez Wired lorsque :
- Équipements critiques nécessitant une surveillance continue de haute fidélité
- Protection des machines (arrêt automatique) requise
- Des taux d'échantillonnage ou une résolution spectrale très élevés sont nécessaires
- Mandat réglementaire pour les systèmes câblés
La surveillance vibratoire sans fil représente une technologie clé qui rend la surveillance d'état économiquement viable pour les équipements auparavant exclus des programmes en raison des coûts de câblage. Sans remplacer les systèmes filaires pour les applications critiques, la technologie sans fil étend considérablement la couverture de surveillance, offre une surveillance temporaire flexible et ouvre la voie à de nouvelles applications pour les actifs distants et distribués, démocratisant ainsi la surveillance d'état dans les installations industrielles.
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