LoRa-20是一種基於LoRa擴頻技術的低功耗遠距離的無線數據透明傳(chuán)輸產品。該(gāi)產品采用24VDC供電或USB端口供電方式,支持工業RS232、RS485端口升級擴展為無線通訊,安裝方便,擁有多種組網方式(shì),使用簡單。
在數字化轉型的過程中,很多中小型企業麵臨(lín)著一些很現實的問(wèn)題:
1. 數(shù)字化升級要停(tíng)產施工布線,停工造成經濟損失,很(hěn)多企業無法承受。
2. 製造業很多現場對環境要(yào)求很高(如食品(pǐn)、醫療、生活用品等),係統改造過程中會打破原有的衛(wèi)生係(xì)統。
3. 部分(fèn)環境惡劣的製造現場普(pǔ)通線纜無(wú)法長時間可靠工作,需要特種線束。布線成本會很高。
那麽無線通訊在一些場景就很好的解決了這些問題。基於近20年來的工業安全技術基(jī)礎,上海糖心VLOG儀表有限公司(sī)(以下簡稱“糖心VLOG”)開發了工業級無(wú)線通訊產品LoRa-20,抗幹擾能力強,通訊穩(wěn)定,緊湊結構,在工業場景應用有著極大的優勢。
圖1:LoRa-20產品示意
LoRa-20產品(pǐn)有著多種組(zǔ)網方式,靈活運用於各種工業場景。
圖2:LoRa-20產品組網方(fāng)式
案例介紹:某食品加工生產車間數字化升級
背景介紹(shào)
某食(shí)品加工廠有著(zhe)先進的機器人,十分好的生產線。但(dàn)產線上的工人依然是手寫的看板,他的任務、要加工(gōng)的東西(xī)、還是手寫(xiě)。出於提高生產效率(lǜ),保障生產安全,提高食品質量的需(xū)要,要對生產線進行數字化改造升級,將40個控製係統(tǒng)中PLC的生產數據進行收集,在數據調度中心進行統(tǒng)一生產管理。
圖3:原車間管理情況
目前存在以下難點:
l 櫃(guì)內空間布(bù)局已經飽(bǎo)和,空間十分狹小。
l 傳統的收集數據方法需要大量布線,會造成衛生問題,同(tóng)時需要產線長時間停工以便於施工,會造成(chéng)經(jīng)濟(jì)損失。
l 生產線會經常進行衛生大清洗,消毒。地麵經常在潮濕狀態,因此為了布線的安全,需要的成本會很高。
l 生產線離數據調度中心較遠(直線(xiàn)距離約80米),40個控製櫃(guì)又比較分散,也會(huì)大大增加布(bù)線成本。
具(jù)體改造需求如下:
l 數據調(diào)度主動發送報文給每台設備,采用ModbusRTU通(tōng)訊(xùn)協議的形式(shì)將數據(jù)全部收集
l 單台設備的數據采集頻(pín)率最快的需要250ms(數據長度14個字)
l 單台設(shè)備的數據采集頻率最慢的需要1小時(數據長(zhǎng)度(dù)66個字)
l 上位機做好曆史數據(jù)存儲和報警
解決方案
根據現場特點:布線(xiàn)困難,控製櫃較為分散,控(kòng)製(zhì)櫃之間間隔(gé)較(jiào)遠。考慮采用糖心VLOG無線LoRa-20通訊模塊安裝(zhuāng)在(zài)每個控製櫃內的PLC邊上,並和PLC進行(háng)RS485連(lián)接(jiē),使(shǐ)40台PLC通過40台LoRa-20進行分頻段無線星形組網,在管(guǎn)理中心(與車間距離約80米)通過三台LoRa-20中心節點進行數據的管理。係(xì)統構成(chéng)及布局(jú)見下圖:
圖4: 數字化改造無線升級示意圖
圖5 生產(chǎn)線控製櫃組網情(qíng)況
產(chǎn)生的(de)經濟效益
1. 避免停產損失(shī)(在產線日常維護(hù)時間間隙即可(kě)完成無線(xiàn)擴展設備的安裝)
2. 節省施工(gōng)成本(無需布線,走線)
3. 數(shù)字化改造後(hòu),管理(lǐ)中心(xīn)可以實時獲取產線生產數據,結合實時訂單管(guǎn)理係統,有效調節產能,提高生(shēng)產效率,縮短產品交(jiāo)貨期
#知(zhī)識點#
LoRa無線通訊技術:在同樣的功耗條(tiáo)件下比其他(tā)無線方式傳播的距離更(gèng)遠(yuǎn),實現了低功耗和(hé)遠距離的統一,它在(zài)同樣的功耗下比傳統的無線射頻通信距離擴大3-5倍。
LoRa技術特征:工作頻段:全球開放(fàng)的(de)ISM 頻段 包括433、470、868、915 MH等
l 調試方式:基於(yú)擴頻(pín)技術,線性調(diào)製擴頻(CSS)的一個(gè)變種,具(jù)有前向糾錯能力
l 發射功率(lǜ):≤20dBm
l 接(jiē)收靈敏度:-130dBm(業界最高)
l 通訊(xùn)速(sù)率:10~20kbps(低速)









