어드밴텍과 PACE, 일반 광업 웰필드 모니터링을 위한 LoRaWAN 솔루션 구축
15.06.2022
위치: 호주
배경
이 프로젝트에는 안전을 보장하고 비정상을 보호하기 위해 중앙 감독 제어 및 데이터 수집(SCADA) 시스템을 통해 모니터링해야 하는 펌프와 추출기가 각각 장착되어 있는 다수의 일반 광업 웰필드를 소유한 고객이 참여했습니다. 웰필드 부지는 모두 변전소 주변 1km x 1km 영역 내에 위치했습니다.
시스템 요구 사항
고객에게 제공된 애플리케이션 솔루션은 센서의 데이터를 고객의 SCADA 시스템으로 정기적으로 전송할 수 있어야 했습니다. 각 웰필드에는 디지털 및 아날로그 센서를 사용하여 모니터링 해야 하는 약 70개의 펌프 및 추출기가 있었으며, 데이터는 고객의 SCADA 시스템으로 다시 전송되었습니다. 시스템에서 이상 징후를 감지하면 사용자에게 경고를 보냅니다. 게다가 이 솔루션은 웰필드의 센서에 전력을 공급해야 했습니다.
이러한 요구 사항은 다음과 같은 두 가지 추가 요소로 인해 더욱 까다로워졌습니다. 첫 번째, 고객은 데이터 및 전력선을 위해 각 웰필드에 참호를 파는 것을 선호했습니다. 대신 무선 솔루션을 사용해야 했습니다. 두 번째로, 이 솔루션은 매우 덥고 햇볕이 잘 들고 먼지가 날 수 있는 호주의 시골 지역의 가혹한 환경에서 정상적으로 작동할 수 있을 만큼 충분히 강력해야 했습니다.
프로젝트 구현
- WISE-4610P-NA: 고급 산업용 LoRaWAN 모듈
- WISE-S617: 2AI/2DI/1DO/1RS-485 w/ 2ch 12VDC 전원 출력
- WISE-6610-A100-A: 923MHz로 최대 100개의 노드를 지원하는 LoRaWAN 게이트웨이
시스템 설명
어드밴텍과 PACE가 구현한 솔루션은 LoRaWAN 프로토콜을 기반으로 했습니다. 어드밴텍 WISE-6610 고성능 LoRaWAN 게이트웨이는 각 웰필드에 설치되고 그곳의 펌프와 추출기는 WISE-6610에 보고하는 WISE-4610P 무선 모듈식 I/O가 장착됩니다. WISE-4610P에 부착된 센서와 태양광 패널은 PACE에서 제공할 것입니다.
이 솔루션에 이상적인 LoRaWAN 프로토콜의 주요 이점은 다음과 같습니다.
- 이 프로토콜을 사용하면 하나의 게이트웨이에 많은 수의 모듈을 연결할 수 있습니다: 각각의 WISE-6610은 최대 100개의 노드를 지원할 수 있습니다.
- LoRaWAN의 낮은 전력 소비는 개별 장치에 태양열 충전식 배터리 또는 10–50V DC 입력으로 간단히 전원을 공급할 수 있음을 의미합니다.
- LoRaWAN은 넓은 범위와 긴 전송 거리가 가능합니다. 개방된 지역에서 전송 범위는 10km 이상에 도달할 수 있습니다.
- 단지 몇 개의 게이트웨이만 필요하고 케이블을 설치하기 위해 도랑을 파낼 필요가 없기 때문에 시스템을 보다 빠르고 저렴한 비용으로 구현할 수 있습니다.
- 종단 간 AES-128 암호화를 통해 보안이 보장됩니다.
총 10여 개의 WISE-6610-A100-A 게이트웨이와 700여 개의 WISE-4610P-NA 단말장치가 설치되어 AS923-1, AS923-2 LoRaWAN 채널을 통해 통신을 하고 있습니다.
WISE-4610P 터미널 장치의 경우 인클로저가 먼지와 습기에 대한 IP65 저항성, 충전식 배터리(그리드 또는 태양 전지판을 통해 충전 가능), GPS 지원 덕분에 실외 애플리케이션에 매우 적합합니다. AI, DI, DO, PO, RS-485 등 다양한 I/O 포트와 호환되며 센서에 직접 연결할 수 있으며 내장 배터리가 센서에 전원을 공급할 수도 있습니다.
시스템 다이어그램
결론
이 일반 광업 웰필드 모니터링 시스템은 LoRaWAN 프로토콜을 기반으로 하여 저전력을 소모하는 무선 솔루션을 가능하게 하고 설치가 쉽고 비용 효율적입니다. 또한 악천후 및 환경에 강하며 높은 보안을 특징으로 합니다. 시스템은 고객의 SCADA 시스템과 연결되어 안전 사고 및 이상을 감시합니다.
이 시스템에 사용된 장치는 주로 어드밴텍 WISE-6610 게이트웨이와 WISE-4610P 무선 모듈식 I/O였으며 각 게이트웨이는 최대 100개의 모듈에 무선으로 연결할 수 있습니다.
PACE와 어드밴텍은 이 솔루션의 구현에 유일하게 적합했습니다. PACE는 프로세스 및 공장 자동화 산업에서 광범위한 경험을 보유하고 있으며 현장의 장치 및 고객 시스템과의 인터페이스를 위한 솔루션을 제공하기에 유리한 위치에 있습니다. 또한 PACE는 고객과 긴밀한 관계를 유지하고 있었고 케이스의 요구 사항을 잘 알고 있었기 때문에 시스템에 적합한 센서와 태양광 패널을 공급할 수 있었습니다. 어드밴텍의 LoRaWAN 제품은 프로젝트의 요구 사항에 완벽하게 부합했으며 PACE와 고객에게 특정 지식과 지원을 제공할 수 있었습니다.
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