Advantech решения систем мониторинга сточных вод на ADAM-3600 

В настоящее время экологические требования к системе мониторинга предусматривают не только получение данных из сточных вод, но и рассмотрение сточных вод в качестве источника энергии. ADAM-3600 - это хорошо зарекомендовавшая себя система, которая позволяет отслеживать изменения в режиме реального времени, предоставляя информацию на одну консоль из нескольких мест, с возможностью расширения доступа и управления с помощью облачных технологий. Управление электрическими клапанами, сбор данных с расходомеров, измерение уровня, насыщение воды определенными химическими элементами - эти задачи решаются с помощью аппаратного и программного обеспечения производства Advantech.

Модульность ADAM-3600 позволяет масштабировать и модернизировать устройства по мере необходимости. Как это было необходимо при переходе от мобильных сетей 3-го поколения к 4-му, так или  потребуется при переходе к 5-му поколению. Рассмотрим несколько примеров.

Пример из практики #1 - Система мониторинга сточных вод, связывающая данные о сбросе с несколькими облачными платформами

1.1 Контекст

В странах Европы для предотвращения загрязнения окружающей среды требуется установка автоматических систем мониторинга сточных вод на заводах и промышленных парках. Решение ADAM-3600 от Advantech позволяет собирать, обрабатывать и передавать данные, помогая системным интеграторам разрабатывать эффективные системы мониторинга, соответствующие как требованиям завода, так и официальным нормативам.

1.2 Системные требования

Согласно требованиям агентства по защите окружающей среды (EPA - Environment Protection Administration) некоторых стран, данные должны передаваться в мониторинговый центр, принадлежащий местному управлению по охране окружающей среды, с определенной периодичностью. Система также должна быть интегрирована в общедоступную платформу агентства по охране окружающей среды, чтобы предоставлять реальное время данные о качестве воды. В отличие от обычной многослойной автоматической системы мониторинга, интегратор систем внедрил технологию облачного Интернета вещей (IoT) и использовал предпочтительное на рынке решение "устройство-облако", чтобы передавать данные в формате MQTT с почти 20 различных типов датчиков качества воды с различных испытательных станций на единую облачную платформу Microsoft Azure. Функции фильтрации данных и многопунктовой передачи были реализованы на облачной платформе для соответствия требованиям различных органов по контролю за публикацией информации.

1.3 Реализация проекта

Ключевые компоненты системы:

1.3.1  ADAM-3600 - промышленный контроллер, предназначенный для удаленного управления, сбора данных, мониторинга и автоматизации процессов. 

1.3.2 WISE-PaaS/WISE-EdgeLink - — это простое в настройке программное обеспечение шлюза, разработанное Advantech. Он позволяет подключать более 200 промышленных IoT-устройств к различным платформам. Используя WISE-EdgeLink, вы можете контролировать критически важные активы, отслеживать производительность оборудования, получать уведомления о тревогах и выполнять управление системой.

​​​​​​​

1.4 Описание системы

С помощью только интеллектуального блока управления ADAM-3600, который поставляется с встроенной интеллектуальной технологией IoT WISE-PaaS/EdgeLink, Advantech смог удовлетворить требования системы по непрерывному автоматическому мониторингу и облачному управлению. Данные о качестве воды собирались с различных брендов датчиков на разных измерительных точках, соединенных через ADAM-3600, а затем обобщались, усреднялись, изменялись в размерах или иным образом предварительно обрабатывались через WISE-PaaS/EdgeLink. Наконец, обработанные ключевые данные передавались по протоколу MQTT на облачную платформу Azure с заданной периодичностью.

ADAM-3600 поддерживает широкий диапазон температур (-40 до 70 °C) и имеет 20 аналоговых и цифровых каналов ввода/вывода. Гибкость двух портов Ethernet и двух слотов mini PCIe для беспроводных коммуникаций Wi-Fi/3G/GPRS/Zigbee позволила пользователям выбирать наиболее подходящий способ передачи для соединений от устройства к облаку.

WISE-PaaS/EdgeLink сыграла ключевую роль в этом приложении. Она поддерживала несколько протоколов связи (например, Modbus, DNP3, RESTful, MQTT) для подключения к установленным ПЛК и различным датчикам, используемым для сбора физических сигналов. Кроме того, перед отправкой данных на облачную платформу она предварительно обрабатывала данные в соответствии с настройками пользователя, тем самым уменьшая объем передаваемых данных.

1.5 Диаграмма системы

Video ADAM-3600  YouTube [ 28 min, ENG]. 

1.6 Почему следует выбрать ADAM-3600 от Advantech для непрерывного мониторинга окружающей среды?

ADAM-3600 от Advantech с WISE-PaaS/EdgeLink является ведущим устройством в области охраны окружающей среды и может удовлетворить потребности в мониторинге окружающей среды. Системные интеграторы могут обеспечить подключение устройства к облаку с помощью простых настроек на этом компактном блоке управления и сократить время разработки программ. Этот блок также обрабатывает множество конфигураций аппаратных продуктов, что упрощает работу по обслуживанию. Для передачи данных функция восстановления после сбоя обеспечивает точность и полноту данных. Множество интерфейсов и модульные конструкции предоставляют пользователям опции расширения в соответствии с предполагаемым применением.

Пример из практики №2 - Решение OPC UA для системы мониторинга очистки сточных вод

2.1 Контекст

Очистка сточных вод включает в себя различные процессы и оборудование, включая сортировку, насосы, аэрацию, осаждение, фильтрацию, нейтрализацию, хлорирование, удаление остатков, переработку осадков и выпуск сточных вод. Для выполнения этих операций необходима автоматизированная система мониторинга, чтобы обеспечить правильную работу всего оборудования. Такие системы играют ключевую роль в защите работников от потенциального воздействия загрязнителей, патогенов или вредных химических веществ.

На протяжении многих лет Advantech играет значительную роль как поставщик модулей сбора данных и других необходимых продуктов для разработки интеллектуальных систем SCADA в проектах по очистке сточных вод в Тайване и по всему миру. Их последние разработки поддерживают Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA), направленные на снижение затрат на проектирование и обслуживание сетей Интернета вещей (IoT), а также улучшение безопасности данных от полевых устройств до облачного хранения.

2.2 Системные требования

Внедрение удалённой системы для мониторинга окружающей среды и работы оборудования на очистных сооружениях сточных вод сталкивается с значительными экологическими проблемами. Это связано с тем, что множество обрабатывающих установок находятся на улице на большой территории, что затрудняет создание возможностей для сбора и передачи данных. Кроме того, управляющие блоки и старое оборудование, расположенные внутри помещений, могут использовать разные коммуникационные протоколы, что требует их интеграции для обеспечения эффективного обмена данными.

2.3 Реализация проекта

ADAM-6300 - удалённый модуль ввода/вывода с поддержкой OPC UA (например, ADAM-6317-A1 OPC UA и защищённый удалённый модуль ввода/вывода)

ICR-2431 - мобильный роутер 4G/LTE / ICR-4453 - роутер и шлюз 5G

ADAM-3600 - универсальный интеллектуальный RTU

MIC-710AI - краевой компьютер

WISE-EdgeLink - промышленный шлюз серии ECU-1000 с поддержкой WISE-EdgeLink и переключатель (условно)

2.4 Описание системы

Advantech рекомендует использовать модуль ввода/вывода ADAM-6300 серии для мониторинга наружных установок. Этот модуль поддерживает беспроводную связь через мобильные роутеры, такие как ICR-2431 или ICR-4453, и использует топологию "дейзи чейн" через Ethernet-соединение для упрощенной установки, что снижает необходимость в дополнительных коммутационных устройствах. Оборудованный специально разработанным микроконтроллером (MCU), модуль ADAM-6300 готов к работе с протоколом Modbus и поддерживает протокол OPC, что позволяет собирать параметрические данные с различных полевых датчиков и передавать эти данные напрямую на краевые серверы или облачные SCADA-системы, устраняя необходимость в протокольных шлюзах и тем самым снижая затраты на развертывание и обслуживание. Модуль ADAM-6300 также обеспечивает надежную защиту данных с использованием шифрования и аутентификации на основе сертификатов, предоставляемых стандартом OPC UA, дополненным дополнительной защитной микросхемой, интегрированной в аппаратное обеспечение Advantech.

Тем временем для внутренних зон очистных сооружений сточных вод система ввода/вывода ADAM-3600 от Advantech является отличным выбором. Она функционирует как iRTU (интеллектуальный удаленный терминальный блок), собирая данные с ПЛК и другого старого оборудования, и преобразуя их в формат OPC UA для бесшовной интеграции с облачными SCADA-системами и краевыми серверами, обеспечивая надежную безопасность. Система ADAM-3600 оснащена процессором на базе архитектуры Arm и программным обеспечением WISE-EdgeLink, предлагающим широкую поддержку протоколов, включая Modbus, ПЛК, MQTT и OPC UA.

Для тех, кто заинтересован в внедрении возможностей искусственного интеллекта в своих установках, Advantech рекомендует использовать краевой сервер MIC-710AI. Это устройство способствует разработке приложений искусственного интеллекта, обеспечивая предиктивное обслуживание и предоставляя ценные инсайты для повышения операционной эффективности.

2.5 Диаграмма системы

2.6 Почему выбирают Advantech при интеграции с OPC UA?

OPC UA предлагает согласованную платформу для интеграции разнообразных устройств между различными платформами, облегчая безопасную прямую коммуникацию между операционной технологией (OT) и информационной технологией (IT). Он стал высокоэффективным решением для развертывания комплексного мониторинга окружающей среды и оборудования в масштабе. Как мировой лидер в области автоматизации, Advantech предлагает широкий спектр аппаратных и программных продуктов, полностью поддерживающих OPC UA. Партнеры в различных рынках могут использовать эти предложения для разработки индивидуальных SCADA-решений, максимизируя затратную эффективность, гибкость и масштабируемость.

Каталог решений по водосбережению и водоочистке

Ознакомьтесь с другими решениями удалённого мониторинга оборудования для очистки воды и сточных вод с поддержкой облачных технологий в каталоге "Water Conservation and Water Treatment Solution".

Загрузите каталог Water Conservation and Water Treatment Solution [ENG, .pdf]

Связанные продукты

ADAM-3600	ADAM-3617-AE	ADAM-3624-AE	ADAM-3613-AE
Интеллектуальный удаленный терминал	4-канальный модуль аналогового ввода	4-канальный модуль аналогового вывода	4-канальный модуль ввода сопротивления термометра (RTD)
ADAM-3618-AE	ADAM-3651	ADAM-3656	ADAM-3668
4-канальный модуль ввода термопар	8-канальный модуль цифрового ввода	8-канальный модуль цифрового вывода	4-канальный модуль реленого вывода
96PD-EC25EFA	EWM-G108H01E (EOL)	96PD-RYUW131	MIC-710AI
			​​​​​​​
Модуль LTE Cat 4 с GNSS	Карта GPS/GNSS Half-MiniPCIe	Полноразмерная/полуразмерная карта Mini PCIe для Wi-Fi 2,4 ГГц	Искусственная интеллектуальная система на базе NVIDIA® Jetson Nano™ для вывода выводов AI
ICR-4453	ICR-2431	ADAM-6317	EM400-UDL
EUROPE, NAM, 5x Ethernet, 1x RS232, 1x RS485, CAN, SFP, USB, SD, без аксессуаров	EMEA, 2x Ethernet, 1x RS232, 1x RS485, металлический корпус, без аксессуаров	OPC UA и защищённый удалённый модуль ввода/вывода	Ультразвуковой датчик расстояния
EM500-PT100	EM500-PP	EM500-UDL	EM500-SWL
Платиновый датчик температуры	Датчик давления в трубе, LoRaWAN	Ультразвуковой датчик расстояния/уровня	Погружной датчик уровня воды