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无线传感器网络在工业应用中的案例详细分析
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更新于2023-05-21
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将物联网功能应用于晶圆厂,使用震动传感器、无线收发器和无线组网协议栈,可提高生产工厂的事故预测性,管理人员甚至可以在家里收到通知,了解一些问题并制定相应的计划。几年前,ADI将该公司位于Limerick的晶圆厂增加了物联网功能——运用ADI的机器健康平台,其中包括震动传感器、无线收发器和无线组网协议栈,使用传感器和传感器数据提高生产工厂的事故预测性,管理人员甚至可以在家里收到通知,以及了解一些问题并制定相应的计划。但其中的无线组网技术并没有公布具体的方案细节。近日,该公司再次公开宣布多起重要的无线传感器网络应用的成功案例,其中工业领域攻城略地收获颇丰,这些应用均基于该公司的SmartMesh网络技术。整理这些成功案例,我们可以看到无线传感器网络在工业应用中的独特优势,以及此类应用中未来的发展趋势。
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无线传感器网络在工业应用中的两个典型案例分析无线传感器网络在工业应用中的两个典型案例分析
将物联网功能应用于晶圆厂,使用震动传感器、无线收发器和无线组网协议栈,可提高生产工厂的事故预测性,管理人员甚至
可以在家里收到通知,了解一些问题并制定相应的计划。
几年前,ADI 将该公司位于 Limerick 的晶圆厂增加了物联网功能——运用 ADI 的机器健康平台,其中包括震动传感器、无线
收发器和无线组网协议栈,使用传感器和传感器数据提高生产工厂的事故预测性,管理人员甚至可以在家里收到通知,以及了
解一些问题并制定相应的计划。
但其中的无线组网技术并没有公布具体的方案细节。近日,该公司再次公开宣布多起重要的无线传感器网络应用的成功案例,
其中工业领域攻城略地收获颇丰,这些应用均基于该公司的 SmartMesh 网络技术。整理这些成功案例,我们可以看到无线传
感器网络在工业应用中的独特优势,以及此类应用中未来的发展趋势。
无线传感器网络如何简化半导体制造?无线传感器网络如何简化半导体制造?
这一次,ADI 将其无线传感器网络技术再次应用到自己的晶圆厂。在 ADI 公司硅谷晶圆厂的晶圆片制造过程中,使用了超过
175 个特种气体钢瓶,如何密切地监测这些气体钢瓶以确保不间断的气体供应很重要,任何一次意外的供气中断都将导致价值
数十万美元的晶圆报废、收入损失和在产品发运给客户的过程中出现不可接受的延误。为避免停机,工程师一天三次以手动方
式记录晶圆厂中每个气体钢瓶的压力。该手工过程容易出现人为错误,而且维护成本高昂。
部署一个含有 32 个节点的 SmartMesh IPM 无线网格网络,以监测中气体燃料仓的气体压力。每个节点由一对 AAL91 锂电池
供电(电池寿命约为 8 年),因此安装该网络不需要进行额外的布线,也没有不必要的停机。尽管面对着晶圆厂中的混凝土构造
物和普遍存在的金属结构,SmartMesh 网络仍然能正常工作。
在气体燃料仓中,测量每个钢瓶的罐体压力和调节压力,并通过 SmartMesh 网络把这些读数传送至一个中央监测系统。每个
SmartMesh 节点连接至一对钢瓶,并通过无线网格网络把数据发送至一个复盖整幢建筑物的网络服务器。在控制室里,晶圆
厂的站点管理软件工具显示实时读数并自动地计算运行率,以建立针对钢瓶更换的常规时间表。此外,还设定了低压力门限,
以在钢瓶早于更换时间表的进度安排前已达到低压水平的情况下,向设备技术人员发出警示。警示信息显示在控制室监视器
上,并以“全天整周”的方式通过互联网传递消息。
通过使用实时气体消耗率,技术人员能够精准地预测气体钢瓶什么时候将需要被更换,从而减少了由于过早更换钢瓶所导致的
未用气体白白浪费。在日常运营中其好处还可扩展到提升效率的范围以外。通过集中收集气体使用数据并使工厂管理层容易获
得数据,该系统可提供趋势分析,通过使读数与特定的半导体晶圆工艺和几何尺寸相关联,可进一步确定以简化工厂运营。这
有助于在需求量攀升时优化晶圆厂的产能增长。
机场燃油库如何实现安全监测?机场燃油库如何实现安全监测?
燃油费用在航空公司运营支出中占比高达 30%。这使得在大型机场有效管理和高效分配燃油供应成为了航空业的头等大事。
过去几年在美国大型国内机场发生的几次事故突出显示了紧密监视和正确维护油库设备的重要性。在第一次事故中,火灾损坏
了 10 多个油泵,导致 15%离港航班延误或取消。此外,在火灾后离港的航班中,75%必须安排在另一个机场降落加油。就事
故机场而言,这意味着需要运送燃油、建立临时燃油系统、以及更换受损设备,因此增加了运营费用。在第二次事故中,由于
燃油泄漏而导致了一场持续的设备火灾,损坏了该停机坪的所有 14 个油泵和过滤器。燃油储备量降低了 50%,这对一个每天
平均消耗 160 万至 200 万加仑的机场而言是个严重问题。
以无线方式监视机场加油系统,使维护团队能够识别并消除潜在的灾难性油泵。
然而,管理机场的油库是一项令人望而却步的任务。管理过程涉及将燃油运输到机场、把燃油存储到油罐中、以及从油罐向飞
机提供干净且符合规格的燃油。油库的机械设备需要始终保持在线,以确保安全和高效地为飞机提供服务。即使轻微的故障也
有可能产生连锁反应,影响飞机准时离港以及其他对航空公司运营而言至关重要的关键衡量指标。例如油泵故障和燃油泄漏等
严重危及人员安全并导致损失的事故,这有可能导致必须关闭机场设施,并对环境造成负面影响。
这两次事故的根本原因都可归结为由于油泵设备老化引起机械故障。随着时间推移,油泵的疲劳、振动和摩擦将油泵的温度提
高到了危险水平,导致高风险的火花和燃油点燃现象。航空业预测机械故障的方法是测量油泵的振动和温度。然而,安装成本
和必须采用导线使得传统的有线传感器无法得到广泛采用。
TDGTechnologies 公司是一家专注于工业物联网技术的方案提供商,该公司开发了“SmartHAWK”无线振动与温度传感器,用
于机场油库等至关重要和危险的场所。该无线解决方案采用长寿命锂电池供电,能够在由金属和其他挑战性结构配置组成的严
酷环境中可靠运行,通过测量机器温度(表示机械裁荷)和沿 3 个独立轴(轴向、径向和切向)的振动,单个电感器可全面测量一
个油泵的机械劣化情况。
由于无线通信网络必须无瑕疵和无需干预地运行,所以 TDGTechnologies 采用了 SmartMesh 嵌入式无线网格网络,网络经
过现场验证,能在严酷的工业应用中实现其高度可靠低功率运行。smartMesh 技术使 SmartHAWK 无线振动和温度传感器能
够非常方便地安装和操作,SmartHAWK 发出的警报可以立即传递到任何移动设备,以加速资源部署,采取先发制人的措施,
实现最佳机器维护效果。此外,SmartHAWK 针对油泵等旋转型设备为技术人员和设备操作人员提供实时和量化的健康状态信
息,具经济效益地监视设备健康趋势,使技术人员能够决定是否安排或推迟预防性维护工作。


















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