LoRa-20 工业无线通讯模块

产品名称

LoRa-20 工业无线通讯模块

产品简介

LoRa-20是一种基于LoRa扩频技术的低功耗远距离的无线数据透明传输产品。该产品采用24VDC供电或USB端口供电方式，支持工业RS232、RS485端口升级扩展为无线通讯，安装方便，拥有多种组网方式，使用简单。

产品介绍

在数字化转型的过程中，很多中小型企业面临着一些很现实的问题：

1.数字化升级要停产施工布线，停工造成经济损失，很多企业无法承受。

2.制造业很多现场对环境要求很高（如食品、医疗、生活用品等），系统改造过程中会打破原有的卫生系统。

3.部分环境恶劣的制造现场普通线缆无法长时间可靠工作，需要特种线束。布线成本会很高。

那么无线通讯在一些场景就很好的解决了这些问题。基于近20年来的工业安全技术基础，上海辰竹仪表有限公司（以下简称“辰竹”）开发了工业级无线通讯产品LoRa-20，抗干扰能力强，通讯稳定，紧凑结构，在工业场景应用有着极大的优势。

                               图1：LoRa-20产品示意 

LoRa-20产品有着多种组网方式，灵活运用于各种工业场景。

                   图2：LoRa-20产品组网方式

案例介绍：某食品加工生产车间数字化升级

背景介绍

某食品加工厂有着先进的机器人，十分好的生产线。但产线上的工人依然是手写的看板，他的任务、要加工的东西、还是手写。出于提高生产效率，保障生产安全，提高食品质量的需要，要对生产线进行数字化改造升级，将40个控制系统中PLC的生产数据进行收集，在数据调度中心进行统一生产管理。

图3：原车间管理情况

目前存在以下难点：

●柜内空间布局已经饱和，空间十分狭小。 

●传统的收集数据方法需要大量布线，会造成卫生问题，同时需要产线长时间停工以便于施工，会造成经济损失。 

●生产线会经常进行卫生大清洗，消毒。地面经常在潮湿状态，因此为了布线的安全，需要的成本会很高。 

●生产线离数据调度中心较远（直线距离约80米），40个控制柜又比较分散，也会大大增加布线成本。

具体改造需求如下：

●数据调度主动发送报文给每台设备，采用ModbusRTU通讯协议的形式将数据全部收集

●单台设备的数据采集频率最快的需要250ms（数据长度14个字）

●单台设备的数据采集频率最慢的需要1小时（数据长度66个字）

●上位机做好历史数据存储和报警

解决方案

根据现场特点：布线困难，控制柜较为分散，控制柜之间间隔较远。考虑采用辰竹无线LoRa-20通讯模块安装在每个控制柜内的PLC边上，并和PLC进行RS485连接，使40台PLC通过40台LoRa-20进行分频段无线星形组网，在管理中心（与车间距离约80米）通过三台LoRa-20中心节点进行数据的管理。系统构成及布局见下图：

图4： 数字化改造无线升级示意图

图5 生产线控制柜组网情况

产生的经济效益

1.避免停产损失（在产线日常维护时间间隙即可完成无线扩展设备的安装）

2.节省施工成本（无需布线，走线）

3.数字化改造后，管理中心可以实时获取产线生产数据，结合实时订单管理系统，有效调节产能，提高生产效率，缩短产品交货期

#知识点#

LoRa无线通讯技术：在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

LoRa技术特征：工作频段：全球开放的ISM 频段 包括433、470、868、915 MH等

●调试方式：基于扩频技术，线性调制扩频（CSS）的一个变种，具有前向纠错能力

●发射功率：≤20dBm

●接收灵敏度：-130dBm（业界最高）

●通讯速率：10~20kbps（低速）