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WISE-4000 NB-IoT無線感測模組為水泵製造商建置遠距監測運維系統,助傳統設備再升級

Date: 10/3/2019 12:39:46 AM

專案簡介:  

不論是作為城市的給水排水、自來水廠的原水取水或工廠的廢污水排放之用,長期運轉下的泵浦必然會產生結構損傷或零組件磨損的問題,進而導致暴雨過後城市淹水、工業區停水而延誤生產等重大事件。因此,為了使水泵站能正常運行,水泵製造商均會定期為泵浦進行維修與保養;而為了能更及時發現問題並儘早維修處理,水泵製造商還可利用物聯網技術導入遠距監測運維系統,藉此充分掌握已售出且分散各處的泵浦之運行狀態,亦能從傳統的被動式故障叫修服務改為主動式保養檢修來提升商業競爭力。   

水泵遠距監測運維系統是以物聯網概念而創建的主動式維修保養服務,其囊括資料採集、無線傳輸、雲端整合等技術。雖然市面上相關技術的產品琳瑯滿目,但並非都適合泵業這種簡易型雲端管理。選擇不當恐使水泵製造商必須花費較高的建置成本才能提供這樣售後服務,並且還得費心費力來管理新系統。   

相較於必須配置資料擷取模組、無線通訊模組、資料閘道器等多種設備才能將水泵資料上傳至雲端平台的傳統系統,研華的解決方案不需如此層層疊疊的架構,只需一台NB-IoT無線感知模組WISE-4471即可輕鬆地實現端到雲的連結,既讓水泵製造商能以省時、省力、省電又省錢的方式導入遠距監測運維系統,同時也不影響既有的水泵控制系統。

系統需求:  

致力於各類泵浦研發與生產的一家中國水泵製造商,其產品已被廣泛應用於市政給排水、城鎮污水排放效率提升、道路與交流道排水、原水取水、二次加壓供水等領域。該公司雖在全國設有二十多個分公司和服務據點,但仍感到等客戶叫修才派員處理的故障叫修模式無法提供客戶最及時的服務,因而決定導入水泵遠距監測運維系統,期能透過雲端平台來集中管理分散在各個省市的水泵站,並以全面性監測加值售後服務。  

由於水泵站大多裝設於偏僻地區、地下室或建築物角落,部份甚至是深埋於地  底下;因此在網路傳輸方面,這套遠距監測運維系統需要採用覆蓋廣、訊號強的無線網路技術,以確保資料可正常傳輸。而在雲端管理部份,因該公司多是熟稔於機械設備專業知識的工程師,對於IT技術涉入不深,所以可同時提供平台即服務(PaaS)與軟體即服務(SaaS)並能為其客製APP軟體的公有雲供應商將是其首選。   

至於最關鍵的端到雲串連部份,該公司希望以最少的硬體配置來採集與上傳水泵站資料給雲端系統。而礙於機電櫃空間有限,其所需的產品必須在不更動機電櫃內部設計的原則下提供尺寸精巧與易於安裝的模組,並提供應有的保護措施以因應水泵站現場較為嚴苛的使用環境。  

系統概述:  

研華在與中國電信運營商及一家公有雲平台提供商供應商的密切合作下,為這家水泵製造商提供的是一套從資料擷取到網路傳輸、再到雲端接收儲存處理、最後終端客戶可在任何電腦上以專用帳號登錄系統進行監測管理的一體化NB-IoT端到雲解決方案。   

其運作方式是先於水泵的控制機電櫃內安裝研華物聯網無線感知模組WISE-4471,並透過其所提供的RS-485串列埠連接水泵的PLC以採集溫濕度、電壓、振動、水位、流量等運轉資料。再由模組進行預處理後,轉為MQTT通訊協定之資料格式,經由中國電信的NB-IoT SIM卡所提供之無線網路服務,每天或每半天上傳一次採集資料給建置在公有雲平台上的遠距監測運維系統。管理者可藉由雲平台與客製行業專用APP來了解所有水泵站的啟停與運作狀況。   

兼具資料擷取、預處理、直接上雲等功能的WISE-4471是最適合分散式設備雲端管理的物聯網模組。由於其能支援NB-IoT窄頻物聯網通訊技術,因此使用者只需向提供NB-IoT通訊服務的電信商購買SIM卡(像是中國移動、中國聯通、中國電信、遠傳電信、亞太電信、中華電信、台灣大哥大等),插入WISE-4471的SIM卡槽內,即可享有該網路覆蓋廣、穩定佳、功耗低、資費低等好處。譬如此專案就受惠於NB-IoT的強大訊號穿透力,讓裝設在地下室的水泵站排除網路可能因收訊品質不佳而斷訊的疑慮;而低功耗與低資費的特色更大幅降低了每月為維護系統所需固定支付的電費與行動上網費。   

此外,支援MQTT通訊協定的WISE-4471可輕鬆地與各家的公有雲與私有雲供應商之雲平台整合,讓使用者很方便地就能將所需監測的水泵站納入管理。而在硬體規格方面,小巧玲瓏的WISE-4471大小相當於一台智慧型手機,採內建天線的設計亦讓其尺寸相當緊湊,因此更容易安裝在空間所剩不多的機電櫃內。較寬的工作溫度範圍(-25°C ~ 70°C)、IP 65防護等級的外殼(可防水/防塵/防油)、M12防水接頭等特色則讓這款模組即使在嚴苛環境下也非常堅固耐用。

專案導入:
WISE-4471-S472UA :IP65等級NB-IoT無線感知模組

系統架構圖:


結論: 

 對於水泵、發電機、注塑機、空壓機這類機械設備製造商而言,以創新技術開發新產品在市場上攻城掠地之外,貼近客戶需求的售後服務更是贏得客戶肯定的致勝關鍵,特別是在同質性高、競爭激烈的市場上。而良好的售後服務既能拉抬企業形象,更是日後客戶再次下單的要因之一。   

此專案的水泵製造商為了在泵業保有長期競爭優勢,決定以遠距監測運維系統同時提高水泵銷售的附加價值、客戶服務品質與市場競爭力。透過研華、中國電信、公有雲平台三強聯手所打造的一體化NB-IoT端到雲解決方案,便可在不用更動水泵站的現有架構下,只加裝了研華的物聯網無線感知模組WISE-4471便串連水泵站PLC與雲端平台,輕鬆為傳統設備加裝NB-IoT通訊能力。從而順利將原本需派員前往各省市巡檢水泵站的作業模式升級為集中遠程監控管理,讓水泵製造商既獲得了客戶的高度滿意,更在市場上建立了優質服務的好口碑。

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