Razumijevanje bežičnog nadzora
Definicija: Što je bežični nadzor?
Bežično praćenje (također se nazivaju bežične senzorske mreže ili WSN) odnose se na praćenje stanja sustavi koji koriste senzore na baterije koji odašilju vibracija, temperaturu i ostale podatke putem radiofrekventne (RF) komunikacije do središnjih prijemnika, eliminirajući potrebu za signalnim kabelima između senzora i hardvera za nadzor. Bežični sustavi kombiniraju senzor, lokalnu obradu, radio odašiljač i bateriju u kompaktnim paketima montiranim izravno na opremu, komunicirajući mjerenja s pristupnicima/prijemnicima koji prosljeđuju podatke softveru za nadzor putem mreža objekta.
Bežični nadzor dramatično smanjuje troškove instalacije (bez povlačenja kabela), omogućuje nadzor rotirajuće opreme, privremenih instalacija i teško dostupnih mjesta te omogućuje brzo širenje pokrivenosti nadzorom. Tehnološki napredak u elektronici male snage i prikupljanju energije čini bežične sustave sve održivijima za trajna... online praćenje aplikacije.
Arhitektura sustava
Bežični senzorski čvorovi
- Senzor: MEMS ili piezoelektrični akcelerometar, temperaturni senzor
- Procesor: Mikrokontroler za obradu signala i kompresiju podataka
- Radio: Odašiljač male snage (2,4 GHz, tipično sub-GHz)
- Vlast: Baterija (tipično 3-5 godina) ili prikupljanje energije
- Veličina: Kompaktni paket (kreditna kartica u špil karata)
Mrežna infrastruktura
- Pristupnici/Prijemnici: Prikupljajte podatke s više senzorskih čvorova
- Mrežno umrežavanje: Senzori se prenose jedan preko drugog, proširujući domet
- Povezivost s oblakom: Internetska veza za udaljeni pristup
- Softver: Trendovi, analiza, alarmiranje, izvještavanje
Prednosti
Jednostavnost instalacije
- Nema povlačenja kabela (velika ušteda troškova)
- Montiranje senzora, konfiguriranje mreže, rad
- Vrijeme instalacije: minute u odnosu na sate za žičane uređaje
- Minimalno potrebna kvalificirana radna snaga
Fleksibilnost
- Jednostavno dodavanje ili premještanje senzora
- Privremeno praćenje jednostavno
- Pilotni programi niskog rizika
- Postepeno skalabilno
Teško dostupna oprema
- Udaljene lokacije (spremnici, tornjevi, nadzemne platforme)
- Rotirajuća oprema (teško ju je ožičiti)
- Opasna područja (minimiziranje upada)
- Distribuirana imovina (cjevovodi, vjetroelektrane)
Isplativost
- Niži troškovi instalacije nego kod žičane
- Omogućuje nadzor opreme koja je prije bila neekonomična
- Proširite pokrivenost unutar istog proračuna
Ograničenja i izazovi
Trajanje baterije
- Ograničeni radni vijek (tipično 1-5 godina)
- Potrebna je zamjena baterije
- Obavezno praćenje stanja baterije
- Prikupljanje energije pomaže, ali dodaje složenost
Razlučivost podataka
- Ograničena procesorska snaga (ušteda baterije)
- Niže brzine uzorkovanja nego kod žičnih sustava
- Smanjeni spektralni detalji
- Može propustiti sadržaj visoke frekvencije
Pouzdanost komunikacije
- RF smetnje od električne opreme
- Ograničenja dometa (metalne konstrukcije slabe signale)
- Potencijalni gubitak podataka u slučaju prekida komunikacije
- Složenost upravljanja mrežom
Sigurnosne brige
- Bežična mreža ranjiva na hakiranje/smetnje
- Potrebna je enkripcija i autentifikacija
- Razmatranja kibernetičke sigurnosti
Primjene
Opća pokrivenost opreme
- Proširite nadzor na prethodno nenadziranu opremu
- Isplativo praćenje velikih populacija opreme
- Oprema za ravnotežu postrojenja
Privremeno praćenje
- Kratkoročne dijagnostičke kampanje
- Oprema na posudbu/najam
- Građevinska oprema
- Sezonska oprema
Udaljena imovina
- Vjetroturbine
- Oprema za cjevovode
- Rudarska oprema
- Distribuirani objekti
Tehnološki trendovi
Prikupljanje energije
- Prikupljanje energije vibracija produžuje vijek trajanja baterije
- Žetva toplinskog gradijenta
- Solarna energija za vanjsku primjenu
- Približava se samoodrživom radu
Obrada rubova
- Više analiza na senzorskom čvoru
- Prijenos samo alarma ili komprimiranih podataka
- Smanjuje potrebe za snagom i propusnošću
Integracija IIoT-a
- Platforme industrijskog interneta stvari
- Analitika u oblaku
- Strojno učenje u velikim razmjerima
- Sučelja za pametne telefone/tablete
Kriteriji odabira
Koristite bežičnu mrežu kada:
- Troškovi kabliranja su previsoki ili nepraktični
- Potrebno je pratiti mnogo strojeva umjerenog prioriteta
- Privremeno ili probno praćenje
- Udaljena ili distribuirana oprema
- Standardna analiza vibracija je adekvatna (nije kritična zaštita)
Koristite žičanu vezu kada:
- Kritična oprema koja zahtijeva kontinuirano visokoprecizno praćenje
- Potrebna je zaštita strojeva (automatsko isključivanje)
- Potrebne su vrlo visoke brzine uzorkovanja ili spektralna rezolucija
- Regulatorni mandat za ožičene sustave
Bežično praćenje vibracija predstavlja tehnologiju koja omogućuje ekonomski praktično praćenje stanja opreme koja je prethodno bila isključena iz programa zbog troškova kabela. Iako ne zamjenjuje žičane sustave za kritične primjene, bežično uvelike proširuje pokrivenost praćenja, pruža fleksibilno privremeno praćenje i omogućuje nove primjene u udaljenim i distribuiranim objektima, demokratizirajući praćenje stanja u industrijskim postrojenjima.