远程监控

水、废水运行的实时监控

水和废水的操作改善了工业无线电与消息排队遥测传输 (MQTT) 更快的通信和新的监控和数据采集 (SCADA) 软件。系统集成商使用无线系统来帮助提高可靠性和报告并降低风险。
作者: 克雷顿 · 怀特 2020年1月12日
礼貌: 联系自动化

水和废水系统升级包括新的实时无线通信,以改善实物资产和人员的管理。系统集成商帮助安装现代监控和数据采集 (SCADA) 软件,而不必撕裂和替换现场的所有东西。好处包括消除耗时的人工分析,实现显著的效率和时间管理收益。

加拿大阿尔伯塔省的西尔万湖镇是 15,000 公民的家园,每年吸引来自阿尔伯塔省周围的 150万游客。

9-sq-mi 镇有 7 个供水站和 12 个废水泵站,组成了其水基础设施运营。半个城镇坐落在湖面上。因此,废水必须从较低的海拔地区抽到较高的海拔地区。水库需要持续监测,以确保化学物质的注入受到控制,供水安全。随着该镇及其旅游业的发展,对这一重要基础设施自动化和通信网络升级的需求也在增加。

联系自动化有限公司是一家位于加拿大西部的系统集成商,在过去的四年里,它为该镇现有的水基础设施 SCADA 和通信系统提供维护和网络管理服务。该公司对硬件通信和传感器故障进行故障诊断,并作为新的水和废水处理设施在线管理网络占用扩展。该公司也意识到城市老化系统造成的限制和日常运营挑战。

Sylvan 的 SCADA 网络最初设计为串行无线网络。由于已有近 20 年历史的遗留设备和众多配置,该系统缺乏灵活性,不允许用户与远程站可靠通信。

由于该系统的局限性,城镇工人不得不开车到每个现场位置,全天反复监控和报告该系统。镇官员认识到其对现有系统的要求超出了可能的范围,需要找到一种新的经济高效的解决方案,该解决方案整合了智能实用技术,以保持其整个操作的安全和合规, 同时适应增长和未来自动化技术升级。

需求和项目痛点

该镇现有的通信系统带来了许多持续的挑战。在过去的五年里,通信网络变得不可靠。由于硬件故障,它受到了全系统错误的困扰。

由于所有车站检查报告都必须手动完成,历史运行数据不容易搜索或访问。虽然每个站点都有警报,但它们的增长和可扩展性有限,镇官员知道他们不能继续通过远程标注来管理该系统。如果一个泵坏了 -- 哪怕是几分钟 -- 它都可能导致环境灾难。

图 1: FreeWave 的 ZumLink IQ 集成了感应自动化的点火边缘 MQTT,安装在 Sylvan Lake 的一个现场站。礼貌: 联系自动化

图 1: FreeWave 的 ZumLink IQ 集成了感应自动化的点火边缘 MQTT,安装在 Sylvan Lake 的一个现场站。礼貌: 联系自动化

尽管我们尽了最大努力来跟上它的维护,但目前的系统显示了它的每一个时代。这座城市对自动报告的需求越来越大, 对这一重要水基础设施的实时监控和集中控制开启了为期两年的努力,旨在使其通信基础设施现代化,以满足当前需求,并允许可扩展性来处理未来的需求。

该镇不再信任他们当前的通信系统来监控和管理他们关键的公用基础设施。越来越多的全系统错误、人工过程和旧技术阻碍了他们实现全自动系统的目标。

Sylvan Lake 还想要一个资产管理、企业资源规划 (ERP) 系统和其他外部资源,作为其整体网络升级的一部分。经过多年的规划和获得资金批准,改造该镇水管理通信系统的倡议始于 2018年3月。

虽然该镇起初考虑对 SCADA 软件进行升级,但该计划很快演变为对整个系统进行彻底重建。在评估了众多技术后,系统集成商涉及推荐的工业无线电集成消息队列遥测传输

该镇正在运行一个民意调查/响应串行 SCADA 系统,在过去的 20 年里,每个现场站都由不同的人来编程, 这意味着不同地点的配置不同。目标是使系统标准化。

工业无线电与 MQTT 相结合,将解决该镇的警报和报告问题,并在每个现场电台建立所需的标准化。发布/订阅,或发布/订阅, 体系结构为网络上的任何人提供了精细的数据,该平台的成熟坚固性为将分析和智能与远程资产放在一起的应用程序提供了一个可靠的家,并提供了长距离的安全无线数据传输应用程序部署。

在边缘添加 MQTT 使现场站更加智能,同时保持系统的整体占地面积和带宽要求较小。通常,如果投入更多的硬件,购买和维护系统的成本会上升。

图 2: 从 FreeWave ZumLink IQ Modbus 寄存器中提取数据,将网络数据整合到感应自动化的点火 SCADA 系统中。礼貌: 联系自动化

图 2: 从 FreeWave ZumLink IQ Modbus 寄存器中提取数据,将网络数据整合到感应自动化的点火 SCADA 系统中。礼貌: 联系自动化

该实施提供了迁移和升级每个站点的能力,通过替换无线电硬件在边缘实现物联网 (IoT)。不必在现场部署其他硬件。监控水管上的压力只需要一个带收音机的传感器。现场系统得到了简化,通信和数据准确性得到了提高,并且通过使 edge 更智能降低了基础设施成本。

结果和 ROI

迄今为止,所有七个淡水泵站以及一个新的远程监测站都已升级。在城镇南缘的主水库建立了一个新的集中控制中心。

西尔万湖,多亏了升级后的网络, 从在一个远程位置只有一个监控站,到同时通过移动设备从多个位置实时管理整个网络。主要维修办公室位于市中心,仍然是其核心业务的核心。从这个位置,他们可以在多个屏幕上轻松地查看整个系统。

旧系统需要向每个站点发送循环轮询/响应请求来报告系统数据可能需要五分钟才能完成 -- 如果发生通信问题,时间会更长。这种延迟限制了他们查看实时数据和有效远程监控整个系统的能力。在某些情况下,他们缺少数据峰值,这可能在问题成为主动警报之前表明问题。旧系统限制了他们对警报的响应,而不是能够采取更积极主动的站点维护方法。

所有现场站与 MQTT 独立运行。如果一个站点有问题,系统的其余部分不会随之关闭。系统范围的更新和报警数据现在可以在几秒钟内完成。结构化查询语言 (SQL) 历史数据库开发现在允许简单的数据报告和分析。年终合规报告也发生了变化,消除了耗时的人工分析,实现了显著的效率和时间管理收益。

图 3: Java 和 IE 自动控制内存使用。这种边缘计算信息也可以从感应自动化中被引入点火 SCADA 系统。礼貌: 联系自动化

图 3: Java 和 IE 自动控制内存使用。这种边缘计算信息也可以从感应自动化中被引入点火 SCADA 系统。礼貌: 联系自动化

Sylvan 湖水运行管理系统和生成的数据是可靠的。那些使用系统的人可以从中心位置与团队交流, 减少了故障点,消除了每天多次从一个站点到另一个站点检查和监控基础设施的需要。现场无线电的通信可靠性接近 100%。

这项工作将继续使该镇的 12 项废水作业上线。即便如此,网络也将有能力根据需要发展和扩大。

xinyabo官网,系统集成商和 PLC 程序员,接触自动化。由副主编 Chris Vavra 编辑,yabo2009,CFE 媒体和技术,Cvavra@cfemedia.com

更多答案

关键词:无线网络,水和废水,MQTT

的城镇加拿大阿尔伯塔省的西尔万湖希望改善其水和废水处理业务。

系统积分器他们与 recommended 合作,使用带有消息队列遥测传输 (MQTT) 的工业无线电,以加快通信速度。

积分器建立了一个可靠的系统,快速提供城镇信息,降低了重大问题的风险。

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作者简历:克莱顿 · 怀特,系统集成商和 PLC 程序员,接触自动化