無線低頻解決化工廠資料傳輸問題
無線低頻解決化工廠資料傳輸問題 |
隨著智慧工廠、工業4.0等等觀念持續導入。IIoT (Industrial Internet of Thing) 需要更多的資料來做參數模型、AI深度學習等等。如何在既有的廠區內,以最小成本的方式本地端處理、並將資料採集、彙整,最後回傳到後台,便是重要課題。 |
無線低頻資料傳輸應用
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傳統以鋪設訊號線與電源線的方式,沿途需規避掉障礙物、機台、道路,甚至破壞路面,線路才得以延續,需要極高的建置成本。欲降低建置成本,可使用無線傳輸進行遠距離資料傳輸。無線低頻傳輸僅需要配置電源、少了訊號線的限制,可因應位置的高低差佈署,施工較為簡易。
RFU-400(429 MHz RS-232/RS-485無線數據轉換器)採用透明傳輸的方式將RS232/RS-485的資料轉成ISM無線頻段的429MHz無線訊息並傳送出去,RFU-400提供在9600bps的無線鮑率與直線可視的環境下可達到1000公尺的傳輸距離,為了抵抗惡劣環境中可能遇到的干擾,RFU-400可以調整無線傳輸鮑率最低到650bps,以增強抗雜訊與抗干擾的能力,適合少量數據或是通訊時間間距長的資料監測,例如溫度監測、雨量監測、太陽能板監控等等…。 此外,透過調節無線頻段與群組ID的特性,有效的避免相鄰的兩個RFU-400網路互相干擾,使用者可以透過簡單的調整16段的頻道與8個群組來實現區分與控制不同RFU400網路。大部分的設定都是透過旋鈕與指撥開關完成,也因為這個特性使得系統維護需要更換RFU-400的這件事變得更簡單。 |
解決案例 |
實際現場案例為化工廠,需要將一樓兩側水閘門區的資料回傳至三樓的中控室,而一樓兩側水閘門區與三樓中控室並非在同一棟建築物,兩側水閘門的水平物理離三樓中控室的直線距離至少800公尺,中間穿插許多鋼構建築,以及重型載具會經過的路線、運行中的重型機組。兩側水閘門需要能根據該處的導電度計數值與PH計數值進行本地端閘門的邏輯控制,達到即時調整水閘的功能。
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資料傳輸方式,採用RFU-400,依據最近的電源口佈置電源。再根據最佳訊號位置架設天線(依現場條件架設不同位置),訊號不足的部分用中繼模式與調整無線輸出功率進行補強,每個中繼點使用一對RFU-400相互連通利用頻段區隔與可設定群組接收的方式,有效的延伸傳遞距離。即可透過無線傳輸的方式將資料回傳至中控端。
兩側水閘,現場使用的是支援 HART的表頭資料,以通訊轉換器 HRT-310將數值讀出,並存放於控制器WISE-5231M-4GC,進行資料處理與邏輯判斷,最後觸發繼電器 LC-103H達成控制水閘開、關、停的功能。 |
系統架構說明
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無線低頻傳輸使用RFU-400。每個中繼站為一組對接的RFU-400,將不同頻段的RFU-400進行實體線的傳遞。中繼站與中繼站間使用不同頻段以避免網路相互干擾。最終透過RFU-400可將A、B、3F訊號連通。
兩側水閘門需要導電度計與PH計的數值。使用通訊轉換器HRT-310,可藉由在4~20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數位訊號進行雙向數字通訊,讀取PH計與導電度計的數值,並將數值回傳給控制器WISE-5231M-4GC。 控制器WISE-5231M-4GC針對PH計與導電度計的數值儲存在內部暫存器中,以供客戶端查詢數值,並透過內部程式撰寫邏輯判斷,在判讀到PH計、導電度計達到固定數值時,透過Modbus RTU觸發繼電器LC-103H控制水閘相對應的動作。 3F中控端可以透過RFU-400至兩側WISE-5231M-4GC的暫存器中讀取PH 計數值與導電度計數值,並知道水閘的狀態。且現場主動依據PH計與導電度計的數值,進行水閘的控制,實現案場的需求。 |
結語
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依現今科技的趨勢,因應客戶的需求,提供多樣的解決方案,透過無線低頻傳輸資料,適合少量數據或是通訊間距長的通訊,有以下的優點: 1.建置成本低:僅需供應電源,即可解決大部分線路問題。 2.可擴充性高:搭配轉換模組與控制器做更多樣的應用,提升整體運作效率。 3.通訊維護方便:使用旋鈕與指撥開關,即可完成設定。在大數據與AI技術的推進下,無線低頻傳輸可以提供更便利的資料獲取途徑。 |
無 線 數 據 機 |
RFU-400 停產通知 |
無限頻段 | 頻道0~9:429.8125 MHz~ 429.9250 MHz 頻道A~F:429.1750 MHz~ 429.2375 MHz |
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鮑率 | 115200 bps, 38400 bps, 9600 bps, 650 bps | |||||
無限輸出功率 | PA Off:10 dBm, PA On:19 dBm | |||||
傳輸距離(直線可視) | 1000m (9600 bps無限鮑率) | |||||
群組站號 | 0~7 | |||||
通訊協議 | 透明傳輸 | |||||
控 制 器 |
WISE-5231M-4GC | 系統 | 處理器(CPU) | 32-bit ARM CPU | ||
micro SD | 內含4GB microSD卡 (最高支援32GB micro SDHC卡) |
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通訊介面 | Ethernet | RJ-45x1, 10/100/1000 Based-TX 乙太網路埠 (Auto-negotiating, Auto MDI/MDI-X) |
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COM2 | RS-232 (TxD, RxD, GND), 無隔離, 速率:最高115200 bps | |||||
COM3 | RS-485 (Data+, Data-), 速率:最高115200 bps | |||||
COM4 | RS-485 (Data+, Data-), 速率:最高115200 bps 提供 2500VDC隔離保護. | |||||
IO擴充支援 | 本機端I/O模組 | 支援1個XV-board擴充卡 | ||||
遠端 I/O模組 | COM3最多連接16個DCON模組 或Modbus RTU Slave模組; COM4最多連接16個DCON模組 或Modbus RTU Slave模組; LAN最多連接16個Modbus TCP Slave模組 |
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閘 道 器 |
HRT-310 | UART | 界面 | RS-232=>Rx, Tx, GND (三線式) RS-422=>Rx+, Rx-, D+, DRS-485=>D+, D- (三者無法同時使用) |
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鮑率 | RS-232 | 9600/ 19200/ 38400/ 57600/ 115200 | ||||
RS-485 | 9600/ 19200/ 38400/ 57600/ 115200/ 230400/ 460800 | |||||
RS-422 | 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 | |||||
Data Bits | 8 / 7 | |||||
Stop Bits | 1 / 2 | |||||
HART | 通道數 | 1 | ||||
接頭 | 4針螺絲端子中的2針 (H+,H-) | |||||
支援儀表 | 2線式或4線式儀表 | |||||
運作模式 | 點對點模式與一對多模式 | |||||
資料交換 | 僅數位命令 | |||||
資料格式 | 短幀與長幀 | |||||
Burst | 有 | |||||
可接設備數量 | 最多15個設備 | |||||
迴路電阻 | 指撥開關設定250Ω(1W)電阻 | |||||
隔離 | 依UL1577規範500 Vrms持續一分鐘(磁耦合) | |||||
通訊協定 | Modbus RTU/ ASCII從站(功能碼:1,2,3,4,5,6,15,16) | |||||
保護 | 電源反接保護、過電壓保護、電壓過低保護 | |||||
照 明 控 制 模 組 |
LC-103H | 通訊介面 | 介面 | RS-485 | ||
格式 | N, 8, 1 | |||||
波特率 | 9600 bps | |||||
協定 | Modbus RTU / DCON | |||||
數位輸入 | 通道數 | 1 | ||||
型式 | 90-240 VAC | |||||
隔離 | 5000 Vrms | |||||
功能 | 控制繼電器或是監控開關狀態 |
產品停產通知
停產發布日期: 2022/1/3
停產產品型號: RFU-400
泓格正式發佈產品停產通知,由於重要元件停止供應,故停產停售RFU-400,建議使用RFU-433替換。
請參考下方比較表格資料:
產品名稱 | RFU-400 | RFU-433 |
產品狀態 | 停止銷售 | 銷售中 |
中繼模式 | 中繼模式RS-485無法接slave使用 | 中繼模式RS-485可以接slave使用 |
設定方式 | 指撥開關、旋鈕 | 指撥開關、旋鈕、工具軟體 |
無線認證 | 無 | CE |
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