Zdalny monitoring instalacji do filtracji wody z wykorzystaniem MT-151

Niezawodność i potencjał modułu telemetrycznego MT-151 pozwala na projektowanie rozwiązań w zakresie monitoringu i sterowania w różnych architekturach i protokołach komunikacyjnych.

Nasz Partner z Ameryki Południowej firma Proyex (Chile) zaprojektował rozwiązanie łączące komunikację Ethernet (sieć zbudowana o infrastrukturę klasyczną kablową oraz radiową, WiFi) z przemysłowym protokołem MODBUS i komunikacją GPRS/3G w celu przesłania informacji do własnej chmury obliczeniowej. Zapewnił użytkownikom systemu prezentację danych procesowych zachowując również możliwość zdalnej modyfikacji parametrów pracy.

Na świecie rośnie świadomość znaczenia ochrony środowisko, racjonalnego wykorzystania zasobów naturalnych oraz zrównoważonej produkcji towarów i usług. Technologie IIoT są podstawowym narzędziem lepszego wykorzystania zasobów naturalnych, większej wydajności procesów produkcyjnych, a przede wszystkim wczesnego wykrywania sytuacji krytycznych.

Posiadanie solidnych i niezawodnych technologii jest niezbędne dla powodzenia projektów zrównoważonego rozwoju każdej firmy. Czujniki, urządzenia kontrolne, systemy transmisji danych, systemy przechowywania i wizualizacji informacji oraz aplikacje analityczne muszą być wystarczająco solidne i niezawodne, aby zapewnić sukces każdego projektu.

Biofiltro, klient naszego Partnera, jest chilijską firmą, która oferuje usługi filtracji ścieków przy użyciu w 100% naturalnych metod fizycznych i biologicznych. Opracowany przez Biofiltro system filtracji realizowany za pomocą metod, które pozwalają na uprawę biomasy bogatej w bakterie i dżdżownice odpowiedzialne za biologiczne filtrowanie wody.

Dzięki wykorzystaniu bogatej struktury paneli sterowania i czujników firma Biofiltro prowadzi zdalne monitorowanie wydajności systemu i parametrów jakości wody przez 24 godziny na dobę. System umożliwia również dostosowanie obciążenia systemu w celu zapewnienia jego optymalnej wydajności.

Firma Biofiltro inokuluje specyficzną mieszaniną dżdżownic i bakterii w celu osiągnięcia maksymalnej wydajności w redukcji takich parametrów jak: biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT), całkowita zawartość zawiesiny stałej (TSS): tłuszczów i olejów oraz azotu, całkowita zawartość rozpuszczonych ciał stałych (TSD): amoniaku i fosforu. Dżdżownice tworzą kanały powietrzne, trawiąc zawiesiny stałe. Mogą osiągnąć gęstość do 12 000 dżdżownic na metr kwadratowy.

Wymagany był niezawodny i solidny system monitorowania i kontroli, aby wtłaczać odpowiednią ilość wody do biomasy oraz przewidywać, czy warunki wodne nie bedą szkodliwe dla dżdżownic i bakterii odpowiedzialnych za filtrowanie. Priorytetem było wykrywania i skuteczne korygowanie sytuacji krytycznych dostosowując parametry pracy całego systemu. W tym celu firma Proyex opracowała system monitorowania jakości wody, automatyzację nawadniania, kontrolę poziomu wody i obsługę impulsowych pomp wodnych w oparciu o moduły telemetryczne InVentia MT-151. Jednym z najważniejszych punktów procesu jest ochrona biomasy, składającej się głównie z dżdżownic poprzez:

• stałe monitorowanie parametrów i dostępności ścieków, które są przeznaczone do procesu filtracji
• monitorowanie pH, jej przewodności i współczynnika ORP wody przed procesem jej filtrowania
• dozowanie odpowiedniej ilości wody do systemu i zapewnienie biomasie odpowiedniego czasu odpoczynku
• utrzymywanie stałej i niezawodnej łączności pomiędzy punktem monitoringu parametrów wody przeznaczonej do filtracji, a punktem pompowania wody
• przekazywanie informacji do chmury obliczeniowej w celu zapewnienia klientowi zdalnego dostępu do procesu z dowolnego urządzenia z dostępem do internetu
• alarmowanie krytycznych sytuacji, takich jak przerwy w dostawie prądu, niski poziom wody, problemy z działaniem pomp lub wskazania poziomu pH poza normalnym zakresem.

Firma Proyex, biorąc pod uwagę wcześniejsze doświadczenia zdobyte w poprzednich projektach monitoringu i sterowania za pośrednictwem WiFi przy użyciu sprzętu MT-151, podjęła decyzję o wdrożeniu rozwiązania opartego na połączeniu tych modułów ze sobą poprzez sieć WiFi. Wykorzystanie jej służyło wyłącznie do zapewnienia komunikacji MODBUS pomiędzy pompownią (MT-151 Master) a centralą sterującą (MT-151 Slave), które znajdują się w odległości około 50 metrów. W ten sposób urządzenia znajdujące się w pompowni (master) uzyskały parametry wody w postaci wskaźników pH, przewodności, ORP i poziomu wody odczytywanego lokalnie przez jednostkę MT-151 Slave. Wewnętrzny algorytm sterowania modułu telemetrycznego zapewnił kontrolę nad czasem nawadniania, sekwencjonowaniem pomp i czasem odpoczynku wymaganym przez biomasę w celu zachowania najwyższej wydajności. Dodatkowo, jeśli odczytane wskazania pH nie mieszczą się w normalnych zakresach, proces nawadniania zostaje zatrzymany, a obsługa obiektu otrzymuje stosowne powiadomienia alarmowe.

Dodatkowo stacja centralna w postaci modułu MT-151 (Master) przy użyciu wbudowanego modemu GPRS/3G, przekazuje minuta po minucie informacje o stanie systemu do chmury obliczeniowej Proyex Cloud www.cloudiot.cl. W ten sposób zarówno firma Biofiltro, jak i jego klienci mogą w sposób ciągły, z dowolnego miejsca z dostępem do Internetu, monitorować stan systemu filtrującego, aktualne poziomy oraz ilości przefiltrowanej wody oraz rozpoznawać i sprawnie reagować na anomalie, takie jak awarie pomp, przerwy w dostawie prądu, czy niewłaściwe wskazania współczynników wody.

Hernán Canales N., Proyex, Chile