شبكة عداد الطاقة LoRa لمراقبة طاقة الحديقة الصناعية

احتاجت حديقة صناعية كبيرة إلى طريقة أفضل لمراقبة استهلاك الكهرباء عبر ورش العمل، المستودعات، المكاتب، غرف المرافق، والمرافق المشتركة. كانت عداداتها الحالية منتشرة عبر عدة مبانٍ. لذلك، استغرقت جمع القراءات يدوياً وقتاً طويلاً جداً.

كما كان سيكون необходимо إجراء أعمال مدنية وكهربائية كبيرة لتركيب كابلات اتصال جديدة بين كل مبنى. لحل هذه المشكلة، قدم المشروع عدادات طاقة LoRa، عدادات طاقة ثلاثية الطور، وأجهزة بوابة بيانات 4G.

خلق النظام الجديد مساراً لاسلكياً من عدادات محلية إلى منصة مراقبة مركزية. نتيجة لذلك، تمكن مشرف الحديقة من جمع بيانات الكهرباء، مقارنة المناطق المختلفة، وإدارة الأحمال الموزعة بكفاءة أكبر.

خلفية المشروع

تضمنت الحديقة الصناعية عدة شركات تصنيع مستقلة. كان لكل مستأجر معدات، ساعات إنتاج، وطلب طاقة مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، كان المشرف يدير الإضاءة الشارعية، المضخات المائية، المباني المكتبية، أنظمة الأمان، والأحمال العامة الأخرى.

لكن، كانت عدادات الأصلية تُظهر فقط القراءات المحلية. كان على موظفي الصيانة زيارة كل غرفة توزيع وإدخال البيانات في جداول بيانات.

تسبب هذه العملية عدة مشاكل:

• استغرقت قراءة العدادات رعايةاً بشرية كبيرة
• تم جمع بعض القراءات في وقت متأخر
• خلقت إدخال البيانات يدوياً أخطاء
• كان من الصعب فصل أحمال المستأجر والأحمال العامة
• لم يتم اكتشاف الاستهلاك غير العادي للكهرباء بسرعة
• كانت بيانات الاستهلاك التاريخية غير مكتملة
• كان من الصعب إضافة نقاط قياس جديدة

احتاج المشرف إلى نظام قياس فرعي لاسلكي يمكنه تغطية موقع واسع دون إعادة بناء الشبكة الاتصالية الحالية.

لماذا اختار المشروع عدادات LoRa

تم تصميم LoRa للاتصال اللاسلكي طويل المدى ومنخفض البيانات. عادةً ما ترسل عدادات الطاقة حزم بيانات صغيرة بدلاً من ملفات كبيرة. لذلك، يمكن أن تكون LoRa خياراً عملياً لمراقبة الكهرباء الموزعة.

كانت للحديقة الصناعية العديد من خزائن العدادات ولكن وصول محدود للشبكة. كانت بعض الخزائن داخل ورش العمل، بينما كانت أخرى موجودة في مناطق المرافق الخارجية. أنشأت شبكة عداد LoRa الحاجة إلى تركيب كابلات اتصال بين كل نقطة.

لكن، لم يفترض فريق المشروع أن التصميم اللاسلكي الواحد سيكون فعالاً في كل منطقة. يمكن أن تؤثر مواد البناء، الآلات، أبواب الخزائن، المسافة، والتداخل الراديوي على جودة الإشارة. لذلك، تم إتمام اختبار الموقع قبل النشر النهائي.

توافق عداد LoRa و LoRaWAN

يصف LoRa تقنية الراديو اللاسلكي، بينما LoRaWAN هو بروتوكول شبكة مبني على LoRa.不应在采购期间将这些术语视为相同。

قبل اختيار نظام LoRaWAN للعداد الطاقة، يجب على المشترين تأكيد:

• التردد الراديوي المسموح به في الدولة المستهدفة
• متطلبات بروتوكول LoRa أو LoRaWAN
• توافق البوابة
• صيغة بيانات العداد
• طريقة تحديد عنوان الجهاز
• إعدادات التشفير والأمان
• مسافة الاتصال
• فترة التحميل
• سعة الشبكة
• توافق منصة ثالثة الطرف

بالنسبة لهذا المشروع، تم تكوين العدادات والبوابات المختارة كنظام مطابق واحد. هذاقلل من مشاكل التكامل أثناء التثبيت.

القياس الفرعي ثلاثي الطور للأحمال الصناعية

استخدمت معظم معدات الإنتاج طاقة ثلاثية الطور. لذلك، قام المشروع بتركيب عدادات طاقة ثلاثية الطور في مصادر ورش العمل الرئيسية ودوائر المعدات الكبرى.

تم تعيين كل عداد لمجموعة حمل واضحة، مثل:

• ورش العمل الإنتاجية
• مضخات الهواء
• مضخات الماء
• أنظمة التكييف والتهوية
• المستودعات
• المباني المكتبية
• الإضاءة الخارجية
• مناطق الخدمة العامة

سمح هذا الهيكل للمشرف بمقارنة استهلاك الطاقة حسب المستأجر، المبنى، المنطقة، أو نوع الحمل.

توفر Saving Meter عدادات طاقة إلكترونية ثلاثية الطور ونماذج DIN rail لمراقبة الطاقة الصناعية. اعتماداً على النموذج، يمكن أن تشمل الوظائف قياس الطاقة، معالجة البيانات، المراقبة في الوقت الفعلي، الاتصال RS485، والتبادل المعلومات.

استخدام بوابة بيانات 4G و LoRa

شكلت البوابة مركز النظام الاتصالي. في اتجاه النزول، جمعت القراءات من عدادات LoRa. في اتجاه الصعود، استخدمت 4G لإرسال البيانات إلى المنصة البعيدة.

تم تصميم بوابة بيانات الطاقة RTU1218 لـ Saving Meter لمراقبة الكهرباء. تدعم قراءة عداد LoRa في اتجاه النزول والاتصال 4G في اتجاه الصعود. يمكن تركيبها داخل خزانة توزيع الطاقة لقراءة مركزية، قياس فرعي، تحليل إحصائي، وإدارة عن بعد.

تدعم البوابة أيضاً واجهة RS485. لذلك، كان يمكن للمشروع تضمين كل من العدادات اللاسلكية والأجهزة السلكية المختارة حيثما لزم.

تخطيط مواقع البوابات

كان لتركيب البوابة تأثير مباشر على استقرار الاتصال. راجع فريق المشروع أولاً خطة الموقع وسمى جميع مواقع العدادات.

تم بعد ذلك إجراء اختبارات الإشارة في ورش العمل، غرف التوزيع، الخزائن الخارجية، والمناطق القريبة من الآلات الكبيرة. تم وضعة البوابات في أماكن يمكنها من خلالها جمع البيانات من العدادات المطلوبة مع الحفاظ على اتصال 4G مستقر.

فعل الفريق أيضاً تجنب وضع الأطواق وراء حواجز معدنية ثقيلة. حيثما لزم، تم تقسيم مجموعات العدادات بين أكثر من بوابة. cảiّت هذه الطريقة التغطية وجعلت النظام أسهل للتوسع.

تكوين منصة مراقبة الطاقة

احتاج كل عداد إلى هوية رقمية واضحة. لذلك، قامت المنصة بتصنيف الأجهزة حسب الشركة، المبنى، الطابق، ورشة العمل، ونوع الحمل.

دعم الهيكل المنصوي:

• قراءة عداد مركزية
• سجلات الاستهلاك اليومية والشهرية
• تخصيص الكهرباء للمستأجرين
• مقارنات بين المناطق
• تحليل اتجاه الحمل
• حالة الاتصال العداد
• فحوصات الاستهلاك غير الطبيعي
• تصدير البيانات
• إدارة وصول المستخدم

لأن هيكل الحساب اتبع التخطيط المادي للحديقة، كان على الموظفين إيجاد كل عداد بسرعة أكبر.

التثبيت والفحص

تم إتمام المشروع في مراحل. أولاً، فحص فنيين توصيل العداد، نطاق التيار، ترتيب الطور، وتكوين الاتصال.

بعد ذلك، تم ربط كل عداد LoRa ببوابه وحساب المنصة. ثم تم مقارنة القراءات المحلية بالبيانات المستلمة بواسطة النظام المركزي.

تضمنت عملية الفحص:

• فحص توصيل العداد
• فحوصات اتجاه محول التيار
• تحديد عنوان العداد والبوابة
• اختبار إشارة LoRa
• التحقق من اتصال 4G
• اختبار تحميل البيانات
• مقارنة القراءات المحلية والبعيدة
• تأكيد ضبط الوقت
• تعيين العداد للحمل

ساعدت هذه العملية في تحديد مشاكل التوصيل أو الاتصال قبل التشغيل الكامل.

التعامل مع البيانات المفقودة أو المتأخرة

قد يتأثر الاتصال اللاسلكي بفقدان الشبكة أو التداخل في الموقع. لذلك، كان استعادة البيانات جزءاً من خطة النظام.

تتضمن بوابة RTU1218 آلية لكشف وإعادة إرسال البيانات المفقودة. تدعم أيضاً تحديثات برمجية عن بعد من خلال اتصال 4G الخاص بها. يمكن لهذه الوظائف المساعدة في الحفاظ على سلامة البيانات وتقليل الحاجة إلى خدمة برمجية في الموقع.

أضف المشرف أيضاً إنذارات الاتصال بحيث يمكن للموظفين تحديد عداد أو بوابة غير متصلة. جعل هذا الصيانة النظامية أكثر ر主动性.

نتائج المشروع

أحسنت شبكة عداد الطاقة LoRa مراقبة الطاقة عبر الحديقة الصناعية. شملت النتائج الرئيسية:

• قلل قراءة العداد يدوياً
• قلل من كابلات الاتصال
• بيانات واضحة للمستأجر والأحمال العامة
• وصول أسرع لسجلات الكهرباء
• مقارنة أسهل بين ورش العمل
• رؤية أفضل للاستهلاك غير العادي للطاقة
• توسع مرن لنقاط العداد الجديدة
• إدارة مركزية للمبان الموزعة

الأهم من ذلك، أنشأ المشروع رابطاً عملياً بين عدادات محلية، الاتصال اللاسلكي، وإدارة الطاقة عن بعد.

دعم متكامل من Saving Meter

توفر Saving Meter عدادات كهربائية، أجهزة جمع البيانات، برمجية السحابة، تكامل النظام، ودعم التشغيل. تشمل مجموعة منتجاتها عدادات ثلاثية الطور، عدادات DIN rail، عدادات 4G، عدادات مسبقة الدفع، وأجهزة مراقبة الكفاءة الطاقوية.

بالنسبة لمشروع قياس LoRa صناعي، يجب على المشترين تقديم تخطيط للموقع، كمية العداد، المعلمات الكهربائية، المسافة بين الأجهزة، متطلبات الاتصال، وحاجات المنصة. يمكن لـ Saving Meter بعد ذلك مساعدة في تأكيد تكوين العداد والبوابة للتطبيق.