Advantech và PACE hợp tác phát triển giải pháp LoRaWAN để giám sát các mỏ khai thác khoáng sản
11/05/2022
Thông tin chung
Dự án này có sự tham gia của một khách hàng với một số mỏ khai thác, mỗi mỏ được trang bị các máy bơm và máy trích ly phải được giám sát thông qua hệ thống thu thập dữ liệu và kiểm soát giám sát trung tâm (SCADA) để đảm bảo an toàn và đề phòng các bất thường. Các vị trí mỏ đều nằm trong khu vực 1km x 1km xung quanh trạm biến áp.
Yêu cầu hệ thống
Giải pháp ứng dụng được cung cấp cho khách hàng phải có khả năng truyền dữ liệu từ các cảm biến trở lại hệ thống SCADA của khách hàng theo định kỳ. Mỗi mỏ có khoảng 70 máy bơm và bộ chiết phải được giám sát bằng các cảm biến kỹ thuật số và analog, với dữ liệu được truyền trở lại hệ thống SCADA của khách hàng. Nếu hệ thống phát hiện bất kỳ sự bất thường nào, hệ thống sẽ cảnh báo cho người quản lý. Hơn nữa, giải pháp cũng phải cung cấp năng lượng cho các cảm biến tại các mỏ.
Những yêu cầu này càng trở nên thách thức hơn bởi hai yếu tố bổ sung: Thứ nhất, khách hàng trước kia thường đào các hào tới từng mỏ cho các hệ thống dây cáp dữ liệu và năng lượng; thay vào đó, ứng dụng này đòi hỏi phải sử dụng kết nối không dây. Thứ hai, giải pháp phải đủ mạnh mẽ để hoạt động bình thường trong môi trường khắc nghiệt của vùng nông thôn Australia, nơi có thể rất nóng, nắng và bụi.
Triển khai dự án
- WISE-4610P-NA: Mô-đun LoRaWAN công nghiệp nâng cao
-
WISE-S617: 2AI/2DI/1DO/1RS-485 với 2ch 12VDC
-
WISE-6610-A100-A: LoRaWAN gateway hỗ trợ tối đa 100 nodes với tần số 923 MHz
Mô tả hệ thống
Giải pháp do Advantech và PACE thực hiện dựa trên giao thức LoRaWAN. Một gateway LoRaWAN hiệu suất cao của Advantech là WISE-6610 sẽ được lắp đặt tại mỗi mỏ và các máy bơm và bộ chiết tại các giếng sẽ được trang bị mô-đun I/O không dây WISE-4610P, gateway này sẽ gửi thông tin tới WISE-6610. Các cảm biến và tấm pin mặt trời gắn với WISE-4610 sẽ do PACE cung cấp.
Các ưu điểm chính của giao thức LoRaWAN khiến nó trở nên lý tưởng cho giải pháp này là:
- Giao thức cho phép một số lượng lớn các mô-đun kết nối với một gateway; mỗi thiết bị WISE-6610 có thể hỗ trợ tới 100 nút.
- Mức tiêu thụ điện năng thấp của LoRaWAN có nghĩa là các thiết bị riêng lẻ có thể được cấp nguồn đơn giản bằng pin sạc năng lượng mặt trời hoặc đầu vào 10–50V DC.
- LoRaWAN có khả năng phủ sóng rộng và khoảng cách truyền xa; ở những khu vực thoáng, phạm vi truyền có thể đạt 10 km hoặc hơn.
- Vì chỉ cần một số gateway và không cần đào rãnh để lắp đặt cáp, hệ thống có thể được thực hiện nhanh chóng hơn và chi phí thấp hơn.
- Khả năng bảo mật được đảm bảo thông qua mã hóa AES-128 end-to-end.
Tổng cộng có khoảng mười gateway WISE-6610-A100-A và bảy trăm thiết bị đầu cuối WISE-4610P-NA đã được lắp đặt và chúng giao tiếp qua các kênh AS923-1 và AS923-2 LoRaWAN.
Về thiết bị đầu cuối WISE-4610P, chúng rất phù hợp với các ứng dụng ngoài trời nhờ có vỏ bọc cung cấp khả năng chống bụi và độ ẩm tiêu chuẩn IP65, pin sạc (có thể sạc qua lưới điện hoặc tấm pin mặt trời) và hỗ trợ GPS. Chúng cũng tương thích với nhiều loại cổng I/O, bao gồm AI, DI, DO, PO và RS-485, có nghĩa là chúng có thể được kết nối trực tiếp với các cảm biến và pin bên trong của chúng thậm chí có thể cung cấp năng lượng cho các cảm biến.
Kết luận
Hệ thống giám sát cho các mỏ khai thác này dựa trên giao thức LoRaWAN, cho phép ứng dụng giải pháp không dây tiêu thụ điện năng thấp, dễ dàng thiết lập và tiết kiệm chi phí, có khả năng chống chọi với thời tiết và môi trường khắc nghiệt, đồng thời có tính bảo mật cao. Hệ thống kết nối với hệ thống SCADA của khách hàng và theo dõi các sự cố và bất thường về an toàn.
Các thiết bị được sử dụng cho hệ thống này chủ yếu là gateway Advantech WISE-6610 và mô-đun I/O không dây WISE-4610P, với mỗi gateway có khả năng kết nối không dây với tối đa 100 mô-đun.
PACE và Advantech là các đơn vị phù hợp nhất để triển khai giải pháp này cho khách hàng. PACE có nhiều kinh nghiệm trong ngành tự động hóa quy trình và nhà máy, đồng thời có khả năng để cung cấp các giải pháp giao tiếp với các thiết bị tại hiện trường, cũng như hệ thống của khách hàng. Hơn nữa, PACE đã có mối quan hệ chặt chẽ từ trước với khách hàng và quen thuộc với các yêu cầu của họ, do đó có thể cung cấp các cảm biến và tấm pin mặt trời thích hợp cho hệ thống. Các sản phẩm LoRaWAN của Advantech hoàn toàn phù hợp với các yêu cầu của dự án, ngoài ra Advantech cũng có thể cung cấp các dịch vụ tư vấn và hỗ trợ cụ thể cho PACE và khách hàng.
WISE-4610P
Advanced LoRaWAN IoT Wireless Modular I/O
WISE-6610
Hardened LoRaWAN 8-Channel Gateway AS 923 MHz - Support 100 nodes
-25/WISE-461020240702102216.png)