در صنعت حمل‌ونقل ریلی، محور واگن‌های باری یکی از حیاتی‌ترین اجزای مکانیکی به‌شمار می‌رود. افزایش غیرعادی دما در بلبرینگ‌ها یا یاتاقان‌های محور، نشانه‌ای از سایش، کمبود روان‌کاری یا خرابی مکانیکی است که در صورت تشخیص‌ندادن به‌موقع، می‌تواند منجر به سوختگی یاتاقان، قفل شدن محور و حتی خروج قطار از ریل شود. به همین دلیل، پایش بلادرنگ دمای محور به کمک فناوری اینترنت اشیا (IoT) امروزه به یک ضرورت در سیستم‌های ریلی مدرن تبدیل شده است.
ساختار فنی سامانه پایش دمای محور
سامانه‌های هوشمند پایش دما معمولاً از سه جزء اصلی تشکیل می‌شوند:
۱٫ حسگرهای دمای دقیق (Temperature Sensors):
حسگرهای حرارتی از نوع RTD (Resistance Temperature Detector) یا ترموکوپل نوع K بر روی پوسته یاتاقان نصب می‌شوند تا تغییرات دما را با دقت بالا (در حد ±۰٫۱°C) ثبت کنند. در برخی مدل‌ها از حسگرهای Infrared Non-Contact نیز برای اندازه‌گیری بدون تماس فیزیکی استفاده می‌شود.
داده‌های دمایی معمولاً هر چند ثانیه یک‌بار نمونه‌برداری شده و به واحد جمع‌آوری محلی ارسال می‌شوند.
۲٫ واحد جمع‌آوری و ارسال داده (Data Acquisition Unit):
این واحد با استفاده از میکروکنترلر یا ماژول IoT مانند ESP32 یا STM32، داده‌های دریافتی از حسگرها را پردازش و از طریق پروتکل‌های ارتباطی مانند LoRaWAN، NB-IoT یا ۴G/5G به سرور مرکزی ارسال می‌کند.
استفاده از *LoRaWAN* برای واگن‌های باری بسیار مناسب است زیرا با توان مصرفی پایین می‌تواند داده‌ها را در مسافت‌های طولانی ارسال کند.
۳٫ سامانه پردازش و هشدار (Monitoring Platform):
داده‌ها در بستر ابری (Cloud Platform) ذخیره و تحلیل می‌شوند. با استفاده از تحلیل داده‌های تاریخی و الگوریتم‌های یادگیری ماشین (Machine Learning)، می‌توان الگوهای غیرعادی افزایش دما را شناسایی کرد.
در صورت عبور دما از آستانه‌ی بحرانی، سامانه به‌صورت خودکار هشدار ارسال می‌کند از طریق پیامک، ایمیل یا نرم‌افزار مانیتورینگ مرکزی در اتاق کنترل.
در پروژه‌ای که توسط یکی از شرکت‌های ریلی در اروپای شرقی اجرا شد، بر روی بیش از ۵۰۰ واگن باری، حسگرهای RTD متصل به شبکه‌ی LoRaWAN نصب گردید. داده‌ها به‌صورت لحظه‌ای در بازه‌های ۵ ثانیه‌ای به سرور ابری منتقل می‌شدند.
الگوریتم تشخیص دمای غیرعادی با تحلیل روند افزایش دما توانست ۲۴ ساعت پیش از بروز خرابی واقعی، یاتاقان معیوب را شناسایی کند.
نتیجه این سیستم، کاهش ۳۰٪ در هزینه تعمیرات اضطراری و افزایش ۲۰٪ در طول عمر یاتاقان‌ها بود.
ویژگی‌های کلیدی سامانه پایش دمای محور
پایش بلادرنگ (Real-Time Monitoring): امکان مشاهده لحظه‌ای وضعیت هر واگن در نرم‌افزار مرکزی.
هشداردهی خودکار: اعلام خطر در صورت افزایش غیرعادی دما.
ذخیره‌سازی و تحلیل داده: ایجاد دیتاست‌های تاریخی برای پیش‌بینی خرابی‌ها.
عملکرد پایدار در محیط‌های سخت: طراحی صنعتی مقاوم در برابر لرزش، گردوغبار و دمای بالا.
ادغام‌پذیری با سامانه‌های نگهداری: اتصال به پلتفرم‌های CMMS یا سیستم‌های ERP برای برنامه‌ریزی تعمیرات.
مزایا و نتایج کاربردی
افزایش ایمنی حرکت قطارها از طریق تشخیص زودهنگام خرابی محورها.
کاهش هزینه‌های نگهداری و توقف اضطراری.
بهینه‌سازی عملیات تعمیر و نگهداری بر پایه داده واقعی (Condition-Based Maintenance).
افزایش بهره‌وری ناوگان باری با کاهش زمان خارج از سرویس هر واگن.
جمع‌بندی
پایش بلادرنگ دمای محور واگن‌های باری با تکیه بر فناوری اینترنت اشیا، گامی اساسی در جهت تحول دیجیتال صنعت ریلی محسوب می‌شود. استفاده از حسگرهای هوشمند، ارتباطات بی‌سیم مطمئن و الگوریتم‌های تحلیلی پیشرفته، امکان پیش‌بینی خرابی و افزایش ایمنی را فراهم می‌سازد. با رشد شبکه‌های ۵G و پردازش لبه‌ای (Edge Computing)، انتظار می‌رود در آینده نزدیک، این سامانه‌ها به بخش جدایی‌ناپذیر از نگهداری پیش‌بینانه (Predictive Maintenance) در ناوگان‌های باری تبدیل شوند.
اگر به دنبال پیاده‌سازی این سیستم در پروژه‌های صنعتی خود هستید، همین حالا با شماره های ۰۹۱۲۸۵۷۸۰۴۶ و ۰۹۱۲۰۱۹۱۳۶۸ تماس بگیرید و یا به ایمیل info@iotbiz.ir درخواست خود را ارسال کنید تا مشاوره رایگان دریافت کنید و راهکار مناسب را دریافت کنید.