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3-Achsen Vibrationsmessung über größere Entfernungen mit LoRaWAN
Haben Sie schon einmal teure und langanhaltende Maschinenausfälle erlebt, die durch unzureichende, vorbeugende Wartung oder nicht unbemerkten Ausfallerscheinungen verursacht wurden? Und zudem zusätzlich das Problem, dass die Maschinen an weiter entfernten Standorten stehen als Ihr Monitoringsystem?
Hierfür ist AMC Ihr kompetenter Ansprechpartner! Mit Vibrationsmessungen über LoRaWAN können solche Ausfälle vorab registriert werden, sodass entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden, eh es zu einem kompletten Maschinenstillstand kommt.
Mit Hilfe der Messungen ist es möglich stärker werdende Vibrationen der Maschinenanlagen zu erkennen. Das Besondere an diesem WISE-2410-Sensor ist die mögliche Messung von 3 Achsen (X-, Y- und Z.-Achsen) sowie von Umgebungstemperaturen in einem Sensor. Ebenso können und auch mit weiteren LoRaWAN-Modulen verschiedene Statussignale von analogen und digitalen Werten erfasst werden.
Benötigte Hardware zur Vibrationsmessung
Da mit dem herkömmlichen WLAN ein Empfang von max. 100 bis 300m im besten Fall und ohne Hindernisse möglich ist, kommt hier die LoRaWAN Technologie zum Tragen. Diese Signale durchdringen Hindernisse wie Metall und Mauern, womit Entfernungen bis zu 10km möglich sind. LoRaWAN spezifiziert ein Low Power Wide Area Network (Niedrigenergieweitbereichsnetzwerk) für drahtlose, teils batteriebetriebene Systeme.
Die LoRaWAN-Spezifikation ermöglicht eine nahtlose Zusammenarbeit von verschiedenen Systemen über große Distanzen und sorgt auch für die nötige Sicherheit durch mehrere Schichten der Verschlüsselung. Typischerweise ist die Netzwerkarchitektur des LoRaWAN als Sterntopologie aufgebaut.
Mit einem oder mehreren LoRaWAN WISE-6610 Gateways lässt sich somit eine Verbindung zu den zentralen Netzwerkservern und den verteilten Endgeräten aufbauen.
Die Vibrationsmessung kann mit einem WISE-2410 Sensor erfolgen. Dieser Sensor erfasst alle 3 Achsen sowie die Umgebungstemperatur und kann damit bis zu vier normale Sensoren ersetzen. Zur Spannungsversorgung besteht die Möglichkeit, dass der Sensor auch mit zwei normalen AA-Batterien versorgt wird. Dies ermöglicht die Verwendung an Standorten, wo keinerlei Kabelverbindung möglich ist. Je nach eingestellter Abtastrate (von 10 bis 1000Hz möglich) sind bis zu 2 Jahre Batterielebensdauer machbar.
Beispielarchitektur einer LoRaWAN Anbindung
Anbindung an einen Monitoringsystem
Das WISE-6610 Gateway für 100 oder 500 Nodes ermöglicht durch viele Protokolle eine Anbindung in verschiedene Programmierumgebungen. Mit den gängigsten MQTT- und Modbus- bzw. OPC UA-Protokollen ist somit eine Einbindung in neue oder bestehende Monitoringsysteme machbar. Wie beispielsweise in LabVIEW Anwendungen, C# / C++ Anwendungen aber auch in Node-RED Anwendungen. Die LoRaWAN Technologie ermöglicht auch die Anbindung der Sensoren an bereits bestehende Gateways.
Vorteil dieser Technologie und des Systemaufbaus ist der geringe Kostenaufwand verbunden mit einer ansteigenden Lebensdauer der Maschinen.
Technische Features des WISE-6610 Gateways
- IoT-Gateway mit 100 Nodes oder 500 Nodes
- Verbindung mit LAN und LTE möglich
- Verschiedene Protokolle wie MQTT, OPC UA, Modbus, SMTP, SNMP, DHCP, DNS, VPN
- LoRaWAN-Protokoll für geschlossene und öffentliche Systemanwendungen
- DIN-Schienen- und Wandmontage
- Geringer Stromverbrauch für Solar- und Batterieanwendungen
- Erweiterter Speicher zum Hosten benutzerdefinierter Softwareanwendungen
- Redundanzverbesserte Funktionen für die kontinuierliche Datenübertragung
- Einsatzbereich -40 bis 75°C
Technische Features des WISE-2410 Vibrationssensor
- LoRaWAN-Funkverbindung
- Abtastraten von 10 bis 1000Hz einstellbar
- Eingebauter 3-Achsen-Beschleunigungsmesser und Temperatursensor
- Berechnung von 8 charakteristische Schwingungswerten an Bord
- Konform mit ISO 10816-Zertifizierung
- IP66 mit Batteriebetrieb, keine Kabelinstallation erforderlich
- Einfache Einstellung mit benutzerfreundlichen Oberflächen im WISE-Studio
- unterstützt breiten Temperaturbereich von -20 bis 120 °C
Weitere Messwerte und Signale zur Überwachung
Als Node steht das Grundmodul WISE-4610 zur Verfügung, welches mit IP65 und einem Temperaturbereich von -25°C bis 70°C je nach Stromversorgung auch im Außenbereich angebracht werden kann. Steht keine Spannungsversorgung am Erfassungsort zur Verfügung, können auch bei diesem Modul Batterien verwendet werden. Bei der Nutzung durch die Batterieversorgung sind Laufzeiten je nach Datenübertragung von 2 bis 5 Jahren möglich.
Am Grundmodul können verschiedene weitere Module für die entsprechenden Signale angeschlossen werden. Folgende stehen zur Verfügung:
- WISE-S614- - Modulaufsatz mit 4xAIn/4xDIn mit M12-Verschraubung
- WISE-S614T-A - Modulaufsatz mit 4AI/4DI I/O mit Schraubklemme
- WISE-S617-A - Modulaufsatz mit 2xAI/2xDI/1xDO/1xRS-485 mit M12 Verschraubung
- WISE-S617T-A - Modulaufsatz mit 2xAI/2xDI/1xDO/1xRS-485 Schraubklemme
- WISE-S672-A - Modulaufsatz mit 6xDIn/ 1xRS485/1xRS485/232 / M12 Verschraubung
All die erfassten Daten können dann durch die verfügbaren Protokolle im LoRaWAN-Gateway z.B. in eigene Visualisierungsanwendungen übertragen und aufgezeichnet werden. Mit der LoRaWAN Technologie besteht somit die Möglichkeit, Daten über längere Entfernungen per Funk zu übertragen und aufzuzeichnen.
Sie möchten dazu mehr erfahren oder benötigen ein individuelles Angebot? Dann kontaktieren Sie AMC via E-Mail unter info@amc-systeme.de oder Telefon unter 0371/383880. Wir beraten Sie gern!
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