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第一章 系統(tǒng)背景
在自動(dòng)化程度較高的企業(yè)，都已安裝了DCS控制系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中控制。此外，為確保設(shè)備不間斷可靠運(yùn)行，除了DCS系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控外，還需要由專業(yè)巡檢人員每天定時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行設(shè)備巡查，確保設(shè)備可靠運(yùn)行。為規(guī)范巡檢管理和確保巡檢質(zhì)量，智能巡檢系統(tǒng)為巡檢管理提供了必要的輔助管理手段。隨著企業(yè)自動(dòng)化和信息化管理水平的不斷提高，管理者就設(shè)備管理向智能化、便捷化提出更高要求。
巡檢管理需求：
1) 對(duì)于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備異常監(jiān)控，溫度和振動(dòng)異常一般可以反映出設(shè)備早期異常，對(duì)關(guān)鍵設(shè)置安裝溫振傳感器來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)缺陷提前 預(yù)警； 2) 對(duì)于巡檢中一些位置偏僻或危險(xiǎn)區(qū)域，可以安裝無(wú)線傳感器來(lái)減少人工出入造成的風(fēng)險(xiǎn)，降低人工巡檢強(qiáng)度；同時(shí)也提高自動(dòng)巡檢質(zhì)量和水平。
3) 對(duì)于一些需要密切關(guān)注的重點(diǎn)設(shè)備，通過(guò)安裝無(wú)線傳感器自動(dòng)高頻率的監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，數(shù)據(jù)超限后可及時(shí)向管理人員進(jìn)行報(bào)警提示；
4) 對(duì)DCS系統(tǒng)無(wú)法監(jiān)控的重要位置或者設(shè)備改造出現(xiàn)的監(jiān)控盲點(diǎn)，通過(guò)增加合適的無(wú)線傳感器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集監(jiān)控，彌補(bǔ)監(jiān)控盲點(diǎn)；
5) 隨著近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及大量低功耗設(shè)備的應(yīng)用，采用一套低成本、快速部署、免布線安裝方式的自動(dòng)采集系統(tǒng)解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視成為可能。
第二章 傳統(tǒng)解決方案
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集一般通過(guò)DCS項(xiàng)目改造在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備增加變送器和定義系統(tǒng)標(biāo)簽點(diǎn)來(lái)增加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集功能；但由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，任何一個(gè)小的改造都可能牽涉到項(xiàng)目改造，從前期調(diào)研，設(shè)備選型、項(xiàng)目立項(xiàng)、到最后項(xiàng)目實(shí)施，整個(gè)過(guò)程周期長(zhǎng)、實(shí)施成本高。
第三章 無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)在項(xiàng)目改造中采用無(wú)線傳感器和無(wú)線網(wǎng)關(guān)定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)視和預(yù)警管理。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，各種旋轉(zhuǎn)類設(shè)備缺陷可通過(guò)對(duì)溫度和振動(dòng)監(jiān)測(cè)來(lái)判斷是否異常或出現(xiàn)故障。因此，在關(guān)鍵設(shè)備安裝一個(gè)無(wú)線溫度振動(dòng)傳感器一體設(shè)備同時(shí)采集該位置的溫度、振動(dòng)數(shù)據(jù)，在后臺(tái)軟件可設(shè)置超限報(bào)警，還可以對(duì)振動(dòng)進(jìn)行頻譜分析等。該平臺(tái)提供手機(jī)移動(dòng)管理，管理人員在手機(jī)隨時(shí)了解關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況，并對(duì)報(bào)警做出及時(shí)處置。
系統(tǒng)實(shí)施給客戶帶來(lái)極大便利，如一些特殊位置如高空或危險(xiǎn)區(qū)域，通過(guò)安裝無(wú)線傳感器自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，避免人工頻繁檢測(cè)，降低工作風(fēng)險(xiǎn)。另外傳感器比人工采集頻率更高，更準(zhǔn)確，相比人工定期巡檢還可提高巡檢質(zhì)量。另外對(duì)一些臨時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備可以隨時(shí)安裝一個(gè)無(wú)線傳感器，可以設(shè)置的設(shè)置任意采集頻率定時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，多個(gè)分散的傳感器和無(wú)線網(wǎng)關(guān)進(jìn)行大范圍聯(lián)網(wǎng)，并通過(guò)網(wǎng)關(guān)中的4G物聯(lián)網(wǎng)卡將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)。當(dāng)數(shù)據(jù)超限立即向指定人員發(fā)出報(bào)警提示。管理人員可以對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析，頻譜分析，及時(shí)分析判斷出設(shè)備故障點(diǎn)，及時(shí)采集預(yù)防措施，將設(shè)備故障降低到最小限度。
此外，由于整套系統(tǒng)采用無(wú)線通信，系統(tǒng)實(shí)施簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)布線，設(shè)備在出廠前就完成軟硬件參數(shù)設(shè)置，客戶無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置和調(diào)試，只需將無(wú)線傳感器通過(guò)磁吸、膠粘、螺絲固定等靈活的方式放置到對(duì)應(yīng)位置即可開(kāi)始工作。
3.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)示意圖
 3.2 智能無(wú)線溫振傳感器（型號(hào)：W3TD）
 W3TD是一款遠(yuǎn)距離通訊、大容量電池供電、小型智能LoRa無(wú)線振動(dòng)溫度傳感器。采用鋰亞電池供電，外殼采用高強(qiáng)度合金和工程塑料，適應(yīng)高溫強(qiáng)振的惡劣工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，方便工業(yè)場(chǎng)合大面積組網(wǎng)及在線監(jiān)測(cè)。
本產(chǎn)品作為物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)，主要用于工業(yè)設(shè)備的振動(dòng)分析、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控和設(shè)備健康診斷。如監(jiān)測(cè)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備的不平衡、不對(duì)中、碰摩和松動(dòng)等故障。 產(chǎn)品多項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)可根據(jù)客戶應(yīng)用場(chǎng)景定制修改，包括：頻譜分析算法、檢測(cè)頻率和無(wú)線通訊頻率等。客戶使用簡(jiǎn)便，計(jì)算在傳感器端完成，數(shù)字化輸出、性價(jià)比高，取代傳統(tǒng)的壓電類模擬輸出量傳感器，適合于設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的智能化改造和升級(jí)項(xiàng)目。廣泛用于電機(jī)、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、離心機(jī)壓縮機(jī)、水泵、減速機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)安全和溫升安全的在線監(jiān)測(cè)。 3.3 無(wú)線測(cè)溫采集器（型號(hào)CW-30）  CW-30無(wú)線溫度采集器是一款適配PT100傳感器而設(shè)計(jì)的Lora無(wú)線發(fā)射裝置，采用433MHZ FSK射頻通訊技術(shù)，具有高精度、寬量程、低功耗、易擴(kuò)展、無(wú)線傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，非常適合旋轉(zhuǎn)設(shè)備、分散多路測(cè)溫應(yīng)用場(chǎng)景。
CW-30-LI和CW30-LE耗、精度、量程、使用方法均一樣，主要區(qū)別在于CW-30-LI采用內(nèi)置天線，防水特性更佳；而CW30-LE采用外置天線，傳輸距離更遠(yuǎn)，但外置天線采用螺紋旋擰固定，若長(zhǎng)期在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下會(huì)容易松動(dòng)，甚至脫落將直接影響無(wú)線通訊距離，所以在旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)設(shè)備上建議選用CW-30-LI。主要用于超低溫冰箱、電機(jī)軸承、變壓器、烤箱、烘道等，構(gòu)建無(wú)線多路在線測(cè)溫系統(tǒng)的核心價(jià)值在于免布線、隨處裝、易維護(hù)，取代傳統(tǒng)人工測(cè)溫方式；既降低了安裝成本、線纜成本，又提高了采集、分析溫度的效率，為科學(xué)實(shí)驗(yàn)、工業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)保障。 3.4 Lora無(wú)線網(wǎng)關(guān)（型號(hào):ZDG100）  LORA工業(yè)網(wǎng)關(guān)是為滿足區(qū)域低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一款戶外工業(yè)級(jí)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。網(wǎng)關(guān)多達(dá)8個(gè)物理接收信道和一個(gè)發(fā)射信道，支持全雙工通信，支持?jǐn)?shù)據(jù)透明傳輸，可以通過(guò)配置軟件對(duì)設(shè)備進(jìn)行靈活配置。
LORA工業(yè)網(wǎng)關(guān)符合標(biāo)準(zhǔn)的 LoRaWAN 協(xié)議，適用于符合標(biāo)準(zhǔn) LoRaWAN 的終端和 Network Server。機(jī)身全鋁殼設(shè)計(jì)，整體采用航空級(jí)鋁合金材料，IP67 級(jí)防水等級(jí)，防水防塵密封設(shè)計(jì)，整個(gè)基站網(wǎng)關(guān)具備非常高的可靠性，可以很方便的在戶外或者復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行布網(wǎng)。該產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的 M2M 行業(yè)，如智能電網(wǎng)、智能交通、工業(yè)自動(dòng)化、智能建筑、消防、公共安裝、環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象、數(shù)字化醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水務(wù)、煤礦、石化等領(lǐng)域。 第四章 工業(yè)云平臺(tái)
該平臺(tái)部署在云服務(wù)器，功能包括監(jiān)測(cè)對(duì)象的添加、傳感器定義、采集頻率、休眠時(shí)間、報(bào)警等級(jí)等設(shè)置，可以對(duì)各設(shè)備傳感器的溫度、振動(dòng)、電壓歷史采集記錄查詢、導(dǎo)出和分析，包括對(duì)各種振動(dòng)加速度、速度的時(shí)域圖和頻譜圖進(jìn)行分析。
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