案例丨半导体晶圆厂LoRaWAN自动化废物处理解决方案

• 关键词：研华,半导体,LoRaWAN
• 摘要：2022年9月— 工业废物处理系统对于高科技工厂至关重要。人工检查方法受人力资源所限，且存在严重的健康和安全问题。

2022年9月— 工业废物处理系统对于高科技工厂至关重要。人工检查方法受人力资源所限，且存在严重的健康和安全问题。研华基于LoRaWAN的WISE系列产品通过自动化数据采集和远程无线技术，帮助管理员随时了解操作情况、预测系统故障、提高生产效率。

如今，许多高科技产品的制造中会用到危险化学品，这些化学品不仅危险且严重污染环境，其废物如何处理，以及处理措施就变得尤为重要。此时，工厂需安装废物处理系统，以确保员工和环境的安全。而废物处理系统，多需人工例行检查来确保其运行状态稳定。但如果具有大量检查站点的工厂完全依赖人力来完成任务，这可能非常耗时。况且，有些工业废物输出点位于废气烟囱高处，这对于检查员来说是非常危险的操作。

研华基于LoRaWAN的WISE系列产品可以为工厂自动化监控解决方案提供有力支持。利用自动化数据收集和远程无线技术取代传统的人工检查，使管理员随时了解操作情况，预测系统故障，提高生产效率。

以下为您分享一个真实的半导体晶圆厂自动化废物处理自动监控应用案例：

某在亚洲拥有10多家工厂的全球重量级半导体晶圆制造商，其工厂中配备了酸性废物处理系统，用于处理光刻和蚀刻工艺产生的腐蚀性危险液气体，经处理的危险液气体，只有符合环境保护标准后方可进行后续处置。

工厂巡检员以往都是使用手持振动计来检查废旧系统电机和风扇是否有异常，但是，由于工厂周围有20多个排气扇，工厂只能安排每天一次的人工巡检。此外，废物系统大多安装在屋顶上，每天爬上爬下对于巡检员来说非常危险。

因此，为了更有效的完成检查并降低员工风险，工厂决定实施自动监控系统解决方案，利用传感器和网关对设备进行预测性自动监控。

方案需求：

 ● ISO 10816级传感器，确保传感器数据与手持设备一致

 ● 使用无线网络，无需布线

 ● 远距离传输覆盖，避免信号中断或网络连接不稳定

 ● 建立专用网络，防止数据泄露

 ● 坚固耐用的硬件产品，适用于恶劣的室外环境

 ● Modbus通信协议支持将数据上传到监控系统

产品解决方案：

研华为自动化废物监测项目提供两款产品：

 ● LoRaWAN智能振动传感器WISE-2410

 ● LoRaWAN物联网网关WISE-6610

自动化废物监测原理？

WISE-2410无线振动传感器以磁性方式连接到电机并收集振动数据，用以计算速度和位移特征值，然后通过基于LoRaWAN的无线网络每半小时传输到WISE-6610网关。WISE-6610解码数据包，并通过Modbus将数据上传到晶圆厂现有的监控和数据采集（SCADA）系统。获得数据后，系统将其与ISO 10816严重性图表进行比较，并诊断电机的健康状况。

为什么选择这两款产品？

WISE-2410是一款智能设备，内置ARM Cortex-M4处理器，3轴加速度计和温度传感器。它在输出前计算复杂的特征值（包括 VRMS、ARMS、峰值、位移、峰度、波峰因数、偏度和标准偏差），这有助于减少网络带宽负载。除了消除网络布线问题外，WISE-2410的内置LoRa收发器还具有低频，长距离，低功耗，具有高穿透特性。实际测试结果表明，WISE-2410的传输距离可以达到15公里，这对于晶圆厂的500米区域来说已经绰绰有余。

WISE-2410还充分利用了LoRaWAN的开放性，灵活性和低成本部署优势。用户可以在没有网络运营商帮助的情况下自己建立适当的网络，因此数据可以直接传输而不是以环形方式传输（即，在返回用户之前传输到运营商基站）。因此，用户可以节省运营商费用，同时获得必要的数据机密性保护。

此外，电池供电的 WISE-2410 功耗极低，仅两节 3.6V 锂 SOCl2 电池可持续使用两年。无需外部电源连接，无需频繁更换电池，因此使用非常方便，即插即用。 WISE-2410 尺寸紧凑 （84.7 x 48.3 mm）， 螺柱、粘合剂和磁铁三种安装选择，可根据现场条件提供灵活的安装选项。WISE-2410具有较宽的温度范围（-20°C~85°C）和IP66认证的防水防尘外壳，也有助于使WISE-2410成为户外数据采集的理想产品。

WISE-6610是一款高性能的LoRaWAN物联网网关，可在工业环境中提供可靠的连接。由于它支持工厂中经常使用的Modbus协议，因此它满足了晶圆厂对向中央监控系统进行可靠有效数据传输的要求。另一个好处是WISE-6610可以连接多达500个WISE-2410设备，这对于根据需要扩展自动监控范围，同时保持现有硬件是可取的。

综上，工业废物处理系统对于高科技工厂至关重要。人工检查方法受人力资源所限，且存在严重的健康和安全问题。现在，通过自动化监控解决方案，可以在没有人在现场的情况下执行和监控废物处理系统。

研华符合ISO 10816标准的LoRaWAN自动监控解决方案提供的结果与人工检测一致。其简单的安装有助于快速部署，且随着工厂需求的变化，可以随时添加主题。传输质量比 Wi-Fi 和蓝牙更快，具有更好的覆盖范围、穿透力和抗干扰性。晶圆制造商在此项目中看到研华此解决方案出色的结果，因此除了废物处理系统外，还计划将其应用于空调系统等其他工厂设施监控中。

关于研华 –研华科技成立于1983年，以“智能地球的推手”作为企业品牌愿景，一直专注于工业物联网、嵌入式物联网及智慧城市三大市场。为迎接物联网、大数据与人工智能的大趋势，研华提出以边缘智能和WISE-PaaS工业云平台为核心的物联网软、硬件解决方案，协助客户伙伴串接产业链。研华业务分布全球27个国家，拥有约8,300名员工，凭借强大的技术服务及营销网络，为客户提供本土化响应的便捷服务。此外，研华积极推进产业伙伴共创，加速AIoT生态圈布建与发展。