从石油和天然气、炼油厂和化学品到制药和食品和饮料，过程制造商面临着市场需求波动和提高运营绩效的持续压力的相同挑战。对于许多企业而言，未能达到最佳绩效可能会导致严重的收入损失。随着物联网引领下一次工业革命，过程制造商将率先驾驭这一数字化转型浪潮。物联网的核心是从数千台设备上的智能传感器收集数据。数据被传输到本地、内部数据库或控制系统和/或云平台，从中可以得出可操作的见解，以实现运营透明度和智能决策。这些强大的IoT应用程序由新的无线连接驱动，可在数据点之间实现低功耗和经济实惠的“最后一英里”通信。低功耗广域网(LPWAN)与时间敏感的自动化应用程序不同，许多物联网远程监控用例不需要高带宽来传输数据，例如，筒仓填充水平或环境温度的数据通常不需要更新具有毫秒延迟。对于物联网传感器网络而言，更重要的是能够以经济实惠且节能的方式连接更多数据点。鉴于许多流程和资产位于偏远且具有挑战性的位置，通信范围是另一个关键要求。此外，易于安装提供了适应和扩展动态业务需求的灵活性。在这种情况下，有线解决方案——实施、改造和扩展起来既昂贵又麻烦——难以交付。低功耗广域网(LPWAN)专为在独立电池上运行的大规模、低数据速率传感器网络而构建，正在颠覆物联网格局。57%的IIoT专业人士表示他们正在研究或开发LPWAN解决方案。LPWAN的一个有趣方面是其数公里的覆盖范围和深度渗透，其性能优于Wi-Fi、蓝牙和工业无线网状网络。这使它们成为地理上分散和/或结构密集的工业综合体（例如油田、炼油厂和加工厂）的可行解决方案。同时，超低功耗设计可保持多年的电池寿命，有助于降低总拥有成本和环境足迹。与工业网状解决方案相比，LPWAN无需复杂的网络配置即可实现，设备和运营成本也较低。请注意，不同的LPWAN选项之间的网络性能可能会有很大差异。对于在具有许多共存无线电的系统中运行的解决方案，抗干扰性是无线电链路最佳可靠性的先决条件。刚接触LPWAN的过程制造商可能会发现比较和评估市场上可用的各种选项具有挑战性。根据经验，建立在严格行业标准之上的技术可提供经过验证的质量、可扩展性和工业级可靠性。到目前为止，ETSI低吞吐量网络标准（ETSI电信标准103357）认可的电报拆分是无需许可的LPWAN市场中第一个也是唯一一个全球标准化技术。过程工业需要LPWAN的5个原因物联网的核心价值是对当前运营的无与伦比的可见性。在这方面，多功能的LPWAN网络可以连接从工厂的固定资产到移动工人及其周围环境的一切。它特别适用于手动监控风险太大且效果不佳的难以进入的位置和危险环境。1、管道监测管道在整个生产过程中输送气体和液体，是油气、化工等过程工业不可或缺的资产。由于严重的财务和环境后果，管道泄漏是主要的运营风险。除了财产损失外，石油和其他有毒物质的泄漏还会导致严重的污染和相关的巨额罚款。同样，气体和化学品泄漏可能引发灾难性爆炸，造成不可逆转的后果。使用LPWAN，制造商可以从多个传感器数据点收集振动、应变、流量和声音读数，以远程监控其管道系统的健康状况和完整性。这使手动活动自动化，例如定期现场访问以进行检查和记录数据。更重要的是，结构损坏和故障可以从一开始就被识别出来，从而允许早期干预以减少维修和停机成本，同时最大限度地减少负面后果。2.料仓液位监测料仓和储罐用于储存重要的工艺原材料和最终产品。出于各种目的需要对这些资产进行持续监控，包括生产计划、库存控制和安全管理。然而，这通常具有挑战性。许多筒仓和储罐距离运营中心较远，多位于交通不便、地形复杂的地点。即使可以手动读取数据，也需要大量人力和时间，并且仍然无法准确了解当前的填充水平。因此，重新填充或排空太早或太晚，这会导致生产力损失、代价高昂的生产中断或浪费和危险的过度填充。此外，在收集数据时，含有毒化学物质的环境会对工人造成健康风险。强大的LPWAN解决方案可以通过高效连接远程储罐和筒仓上的低功耗传感器来解决这些问题。借助实时填充水平数据，工厂经理可以根据需要战略性地安排现场检查和所需资源，以优化员工生产力和安全性。3.预测性维护由于流程制造是资产密集型的，未以最佳性能运行的设备会显着降低生产率。预防性维护——在预定的、定期的基础上进行——本质上是低效的，因为它不符合设备的运行条件。很多时候，这种维护过于频繁，或者更糟糕的是，没有及时进行-导致代价高昂且不必要的生产损失。随着对预测性维护的需求不断增长，多功能LPWAN为设备状态监控提供了通信基础设施。关键资产的电流、温度、压力、振动和其他健康参数的测量值可以经济高效地从大量端点传输到基于云的或内部分析工具，并且可以解释传入的数据以诊断任何异常偏差以及零件和零件的潜在磨损。因此，制造商可以仅在需要时安排维护，从而提高资产可靠性，同时降低服务和停机成本。4.环境和冷链监控在很多过程中，环境因素对产品质量和安全有着重要的影响。具体而言，制药、化工和食品饮料行业都在努力无缝监控其冷链，以保持最终产品的特性和最佳保质期。此外，保持良好的湿度对于在不影响产品质量的情况下最大限度地减少霉菌和细菌的生长也起着决定性作用。同样，在制药行业，适当的粉尘控制对于避免产品污染和减轻对工人健康的有害影响至关重要。制造商不仅可以依靠其HVAC系统的可靠性，而且还可以利用支持LPWAN的传感器网络在整个生产和存储过程中获得对关键环境因素前所未有的可见性。可以及早发现破坏性条件及其根本原因，例如冰箱和HVAC设备故障，以便在小问题演变成灾难之前采取行动。5.员工安全加工厂的工人面临着无数迫在眉睫的危险——从经常接触有毒化学品到在检查和维护期间致命跌倒、设备事故和爆炸风险。除了严格培训和正确使用防护设备外，随时了解员工的健康和工作条件还可以降低致命事故和慢性病的风险。通常，智能可穿戴设备可以通过LPWAN将现场工作人员的重要指标（例如脉搏和位置）传达给运营中心。结合来自环境传感器（例如，空气质量、热量、湿度、辐射）的背景数据，可以及时提醒员工长期暴露于危险、过度工作和事故，以便采取预防措施。例如，鼓励员工在需要时休息可以大大提高员工的工作效率，同时避免与疲劳相关的伤害和事故。通过预测性维护将安全关键设备保持在最佳状态也可以降低设备事故的风险。同样，支持LPWAN的远程监控消除了定期人工检查，减少了员工接触危险设备的风险。总结工业物联网本质上是多方面的。虽然有线解决方案仍然是工厂和过程自动化的支柱，但LPWAN提供了一个互补的无线基础设施，以支持一系列新的和强大的物联网应用程序。虽然无线连接对许多过程制造商来说并不新鲜，但LPWAN可以通过多种方式降低成本和提高效率来帮助增强他们的竞争优势。这些网络的覆盖范围、功耗和成本优势使以前无法访问的资产能够以前所未有的规模连接起来。除此之外，简单的安装和管理消除了与网络配置、实施和扩展相关的费用和麻烦。然而，并非所有的LPWAN都是一样的，选择基于成熟行业标准的解决方案将确保物联网架构的运营商级可靠性、安全性和长期互操作性。
