Разработка системы сбора данных на основе lpwa сетей
Введение………………………………………………………………………….
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СЕТЯХ СИСТЕМ СБОРА ДАННЫХ…………
1.1 Традиционные промышленные сети…………………………………
1.2 LPWAN технологии, их преимущества и недостатки……………..
1.3 Сравнение LPWAN-технологий «СТРИЖ» и «LoRa»……………..
1.4 Система сбора и обработки информации……………………………
1.4.1 Аппаратная платформа…………………………………………
1.4.2 Коммутаторы……………………………………………………
1.4.3 Терминальные устройства доступа……………………………
1.4.4 Активное серверное оборудование……………………………
1.4.5 Оборудование для резервирования данных…………………..
2 РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ СБОРА И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ LPWA СЕТЕЙ………………………..
2.1 Описание системы……………………………………………………..
2.2 Назначение и цели создания системы……………………………….
2.3 Выбор устройства сбора и передачи данных УСПД………………..
2.4 Базовая станция LPWAN……………………………………………..
2.5 Центральный сервер…………………………………………………
2.6 Характеристики разработанной системы……………………………
2.6.1 Характеристики УСПД…………………………………………
2.6.2 Характеристики сети……………………………………………
2.6.3 Характеристики базовой станции……………………………..
2.7 Особенности реализации беспроводного протокола передачи данных LPWAN…………………………………………………………….
2.8 Математическая модель сетевого взаимодействия узлов системы передачи данных LPWAN……………………………………
3 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СБОРА И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ LPWA СЕТЕЙ……………………………………………………………………………
3.1 Основные показатели экономической эффективности………………
3.2 Определение капитальных затрат внедрения ССПИЭ на промышленном предприятии…………………………………………….
3.3 Расчёт годовой экономии от внедрения ССПИ………………………
3.3.1 Экономия от снижения расходов энергоресурсов за счет внедрения системы управления расходом энергоресурсов……….
3.3.2 Экономия от снижения платы за нагрузку……………………
3.3.3 Экономия от снижения потерь в сетях электроснабжения и улучшения качества электроэнергии………………………………..
3.3.4 Экономия от сокращения численности персонала……………
3.3.5 Расчёт годового экономического эффекта……………………
Заключение……………………………………………………………………….
Список использованных источников…………………………………………..
Первостепенной задачей обеспечения надежной и эффективной работы системы связи, является объединение нескольких устройств в одну цифровую сеть. Помимо аппаратных требований учитываются также программные. В ситуациях, когда системы связи, или сети, гомогенные (однородные), то есть объединяют устройстве от одного производителя, эти проблемы, как правило, ликвидированы. Но другой случай если речь идет о построении сети из устройств различных производителей – эти проблемы обретают множественный характер.
LPWAN – это проводная или беспроводная сеть, соединяющая устройства, которая имеет автономное обеспечение, управляются интеллектуальными системами, снабженными высокоуровневой операционной системой, автономно подключены к Интернету, могут исполнять собственные или облачные приложения и анализировать собираемые данные. Кроме того, они обладают способностью захватывать, анализировать и передавать (принимать данные) от других систем (IDC) или даже так:
IoT-концепция пространства, в котором все из аналогового и цифрового миров может быть совмещено – это переопределит наши отношения с объектами, а также свойства и суть самих объектов. Р.В. Краненбург.
В любом случае речь идет о неких сенсорах с разными возможными параметрами, которые каким-то образом связаны между собой и имеют возможность передавать данные о своем состоянии и получать данные из системы управления. Связь между этими объектами может быть как проводной так и беспроводной. При существующих скоростях внесения изменений в те или иные решения использование проводных сетей снижает внедрение новых решений.
Использование LPWAN для создания автоматизированных систем сбора данных с приборов учета облегчит администрирование, удобство и эффективность сбора показаний. Кроме того, нивелируются такие недостатки к сбору показаний, как:
1. Погрешность приборов учёта.
2. Несовпадение момента снятия показаний.
3. Влияние человеческого фактора.
4. Неконтролируемое потребление ресурсов.
В данной магистерской диссертации производится разработка энергоэффективной системы сбора данных на основе LPWA сети.
Цели работы:
– снижение капитальных затрат при организации каналов связи, включая затраты на проектирование и монтаж системы сбора и передачи информации (последней мили),
-снижения или исключения абонентских платежей на каналы связи, платежей за использование радиочастот.
Задачи работы:
1. Выявить технологии-лидеры в области LPWA сетей;
2. Разработать энергоэффективную систему сбора и передачи данных на основе LPWA сетей;
3. Оценить целесообразность внедрения автоматизированной системы сбора и передачи данных на основе LPWA сетей.
1. Портнягин А.Л. Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2012. – 280 с.
2. Стафиевская В.В., Велентеенко А.М., Фролов В.А. Методы и средства энерго – и ресурсосбережения. – Красноярск: ИПК СФУ, 2008. – 430 с.
3. Белоусенко У.В., Шварц Г.Р. и др. Новые технологии и современное оборудование в электроэнергетике нефтегазовой промышленности. – М.: Недра – Бизнесцентр, 2007. – 478 с.
4. Белов М.П. Технические средства автоматизации и управления. Учеб. пособие. – СПб: СЗТУ, 2006. – 184 с.
5. Безукладников И.И. Проектирование и эксплуатация автоматизированных систем диспетчерского управления объектами критической инфраструктуры современного города. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 175 с.
6. Портнягин А.В. Оперативно-диспетчерское управление в энергосистемах. – Чита: Изд-во ЗабГУ, 2012. – 184 с.
7. Чичев С.И., Калинин В.Ф., Глинкин Е.И. Информационно-измерительная система центра управления электрических сетей. – М.: Машиностроение, 2009. – 176 с.
8. Гавзов Д.В. и др. Системы диспетчерской централизации. – М.: Маршрут, 2002. – 407 с.
9. Пьявченко Т.А., Финаев В.И. Автоматизированные информационно-управляющие системы. – Таганрог: Изд-во Технологического института ЮФУ, 2007. – 271 c.
10. Андреев Е.И. Основы естественной энергетики. – СПб.: издательство «Невская жемчужина», 2004. – 584 с.
11. Втюрин В.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Основы АСУТП. – СПб.: Санкт-Петербургская Государственная Лесотехническая Академия имени С.М. Кирова, 2006. – 152 с.
12. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: проектирование и разработка. М.: Инфра-Инженерия, 2008 г. – 928 с.
13. Клочков Г.Л. Цифровые устройства и микропроцессоры: Учебник. – Воронеж: ВИРЭ, 2005. – 320 с.
14. Назаров А.В. и др. Современная телеметрия в теории и на практике. Учебный курс. – СПб.: Наука и техника, 2007. – 627 с.
15. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: проектирование и разработка. – М.: Инфра-Инженерия, 2008. – 928 стр.
16. Пьявченко Т.А. Проектирование АСУТП в SCADA-системе. – Таганрог: Изд-во Технологического института ЮФУ, 2007. – 84 с.
17. Чичёв С.И., Калинин В.Ф., Глинкин Е.И. Система контроля и управления электротехническим оборудованием подстанций. – М.: Издательский дом «Спектр», 2011. – 140 с.
18. Бурденков Г.В., Малышев А.И., Лурье Я.В. Автоматика, телемеханика и передача данных в энергосистемах. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 336 с.
19. Андреев В.А., Бурдин А.В., Кочановский Л.Н., Портнов Э.Л., Попов В.Б. Направляющие системы электросвязи. Том 2. Проектирование строительство и техническая эксплуатация. – М.: Горячая линия-Телеком, 2010. – 424 с.
20. Дьяков А.Ф., Овчаренко Н.И. Микропроцессорная релейная защита и автоматика электроэнергетических систем. – М.: МЭИ, 2000, 199 с.
21. Горюнов А.Г., Ливенцов С.Н., Чурсин Ю.А. Телеконтроль и телеуправление. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 161 с.
22. Сорока Н.И., Кривинченко Г.А. Телемеханика. – Мн.: Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, 2005. – 127 с.
23. Сапожников В.В. Эксплуатационные основы автоматики и телемеханики. – М.: Маршрут, 2006. – 247 с.
24. Шандров Б.В. Чудаков А.Д. Технические средства автоматизации. Учебник для ВУЗов. – Москва.: Академия, 2007 г. – 228 с.
25. Алексеев Е.Б., Гордиенко Н.В., Крухмалев В.В., и др. Проектирование и техническая эксплуатация цифровых телекоммуникационных систем и сетей. – М.: Горячая линия – Телеком, 2008. – 392 с.
26. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи (ATM, PDH, SDH, SONET и WDM). – М.: Радио и связь, 2003. – 468 с.
27. Селиверстов Г.И. Электрооборудование станций и подстанций промышленных предприятий. – Гомель: Электронная библиотека УО ГГТУ им. П.О. Сухого, 2011. – 351 с.
28. Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К., Чиркова Т.В. Электрооборудование электрических станций и подстанций. 4-е изд., стер. – М.: Академия, 2007. – 448 с.
29. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. Учебник для вузов. 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2006. – 639 с.
30. Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения. Справочные материалы по электрооборудованию: Учеб. пособие / Том. политехн. ун-т. – Томск, 2005. – 168 с.
31. Успенский М.И., Ширяева Л.Л. Эксплуатация электрооборудования и средств автоматизации. Учебное пособие. – Сыктывкар: СЛИ, 2014. – 72 с.
32. Вдовико В.П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования. Новосибирск: Наука, 2007. – 155 с.
33. Михеев Г.М. Цифровая диагностика высоковольтного электрооборудования. М.: Изд-во Додэка-XXI, 2008. – 304 с.
34. Монастырский А.Е. и др. Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11. – СПб.: ПЭИпк, 2000 – 388 с.
35. Щурская Т.В., Минаенко А.И., Петрушин А.Д. Надежность электрических машин и электромеханических систем. Часть 2. – Ростов н/Д.: РГУ путей сообщения, 2004. – 84 с.
36. Бондаренко А.В. Электротехника. Учебное пособие. – СПб.: СПбГАСУ, 2009. – 406 с.
37. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Учебник. 10-е изд. – М.: Гардарики, 2002. – 638 с.
38. Шабад М.А. Автоматизация распределительных электрических сетей с использованием цифровых реле. – 4-е издание., доп. – СПб.: ПЭИПК, 2005. – 48 с.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!