무선 모니터링 이해
정의: 무선 모니터링이란?
무선 모니터링 (무선 센서 네트워크 또는 WSN이라고도 함)은 다음을 의미합니다. 상태 모니터링 배터리로 구동되는 센서를 사용하는 시스템 진동, 온도, 온도 및 기타 데이터를 무선 주파수(RF) 통신을 통해 중앙 수신기로 전송하므로 센서와 모니터링 하드웨어 사이에 신호 케이블이 필요 없습니다. 무선 시스템은 센서, 로컬 프로세싱, 무선 송신기, 배터리를 소형 패키지에 통합하여 장비에 직접 장착하고, 측정값을 게이트웨이/수신기로 전송하며, 게이트웨이/수신기는 시설 네트워크를 통해 데이터를 모니터링 소프트웨어로 전달합니다.
무선 모니터링은 설치 비용을 획기적으로 절감하고(케이블 풀링 없음), 회전 장비, 임시 설비 및 접근이 어려운 위치의 모니터링을 가능하게 하며, 모니터링 범위를 빠르게 확장할 수 있습니다. 저전력 전자 장치 및 에너지 하베스팅 기술의 발전으로 무선 기술이 영구적인 보안 시스템에 점점 더 적합해지고 있습니다. 온라인 모니터링 응용 프로그램.
시스템 아키텍처
무선 센서 노드
- 감지기: MEMS 또는 압전 가속도계, 온도 센서
- 프로세서: 신호 처리 및 데이터 압축을 위한 마이크로컨트롤러
- 라디오: 저전력 송신기(2.4GHz, 일반적으로 GHz 미만)
- 힘: 배터리(일반적으로 3~5년) 또는 에너지 수확
- 크기: 컴팩트 패키지(신용카드에서 카드 한 벌로)
네트워크 인프라
- 게이트웨이/수신기: 여러 센서 노드에서 데이터 수집
- 메시 네트워킹: 센서는 서로를 통해 릴레이하여 범위를 확장합니다.
- 클라우드 연결성: 원격 접속을 위한 인터넷 연결
- 소프트웨어: 트렌드, 분석, 경고, 보고
장점
설치 간편함
- 케이블 당김 없음(큰 비용 절감)
- 센서 장착, 네트워크 구성, 운영
- 설치 시간: 유선의 경우 몇 분 대 몇 시간
- 최소한의 숙련 노동력 필요
유연성
- 센서 추가나 재배치가 쉽습니다.
- 임시 모니터링이 간단함
- 저위험 파일럿 프로그램
- 점진적으로 확장 가능
접근하기 어려운 장비
- 원격 위치(탱크, 타워, 오버헤드)
- 회전 장비(배선하기 어려움)
- 위험 지역(침입 최소화)
- 분산 자산(파이프라인, 풍력 발전소)
비용 효율성
- 유선보다 설치 비용이 저렴합니다.
- 이전에는 경제적이지 않았던 모니터링 장비를 활성화합니다.
- 동일한 예산 내에서 적용 범위 확대
한계와 과제
배터리 수명
- 유한한 작동 수명(일반적으로 1~5년)
- 배터리 교체가 필요합니다
- 배터리 상태를 추적해야 합니다
- 에너지 수확은 도움이 되지만 복잡성을 증가시킵니다.
데이터 해상도
- 제한된 처리 능력(배터리 절약)
- 유선 시스템보다 낮은 샘플링 속도
- 감소된 스펙트럼 세부 정보
- 고주파 콘텐츠를 놓칠 수 있음
커뮤니케이션 신뢰성
- 전기 장비의 RF 간섭
- 범위 제한(금속 구조물은 신호를 감쇠시킴)
- 통신이 중단되면 잠재적으로 데이터가 손실될 수 있습니다.
- 네트워크 관리 복잡성
보안 문제
- 무선은 해킹/간섭에 취약하다
- 암호화 및 인증이 필요합니다
- 사이버 보안 고려 사항
응용 프로그램
일반 장비 보장
- 이전에 모니터링되지 않았던 장비로 모니터링 확장
- 대규모 장비 집단을 비용 효율적으로 모니터링합니다.
- BOP(Balance-of-Plant) 장비
임시 모니터링
- 단기 진단 캠페인
- 대여/임대 장비
- 건설 장비
- 계절 장비
원격 자산
- 풍력 터빈
- 파이프라인 장비
- 광산 장비
- 분산 시설
기술 동향
에너지 수확
- 진동 에너지 수확으로 배터리 수명 연장
- 열 기울기 수확
- 야외용 태양광
- 자립형 운영에 접근 중
엣지 프로세싱
- 센서 노드에서 추가 분석
- 알람이나 압축 데이터만 전송합니다.
- 전력 및 대역폭 요구 사항 감소
IIoT 통합
- 산업용 사물 인터넷 플랫폼
- 클라우드 기반 분석
- 대규모 머신 러닝
- 스마트폰/태블릿 인터페이스
선정 기준
다음과 같은 경우 무선을 사용하세요.
- 케이블 비용이 너무 비싸거나 비실용적임
- 중간 우선 순위의 여러 기계를 모니터링해야 함
- 임시 또는 시험 모니터링
- 원격 또는 분산 장비
- 표준 진동 분석 적합(중요 보호 아님)
다음과 같은 경우 유선을 사용하세요:
- 지속적인 고충실도 모니터링이 필요한 중요 장비
- 기계 보호(자동 종료) 필요
- 매우 높은 샘플 속도 또는 스펙트럼 분해능이 필요합니다.
- 유선 시스템에 대한 규제 의무
무선 진동 모니터링은 케이블 설치 비용으로 인해 기존 프로그램에서 제외되었던 장비의 상태 모니터링을 경제적으로 실현 가능하게 하는 기술입니다. 무선 기술은 핵심 애플리케이션에서 유선 시스템을 대체하는 것은 아니지만, 모니터링 범위를 크게 확장하고, 유연한 임시 모니터링을 제공하며, 원격 및 분산 자산에서 새로운 애플리케이션을 가능하게 하여 산업 시설 전반의 상태 모니터링을 민주화합니다.
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