Trực quan hóa dữ liệu Đám mây trong hệ thống giám sát nền tuabin gió ở Anh

Bộ điều khiển ICP DAS’s WISE IIoT được sử dụng để thu thập dữ liệu rung động từ các tuabin gió trên khắp Vương quốc Anh. Sau đó, dữ liệu này được truyền tới một trung tâm điều khiển ở London thông qua giao tiếp không dây 3G / 4G và được quản lý bằng phần mềm IoTstar do ICP DAS phát triển. Phần mềm này có thể dễ dàng theo dõi và quản lý tình trạng tuabin gió từ xa, hiển thị dữ liệu trên bảng điều khiển và cung cấp cảnh báo bảo trì dự phòng tuabin gió cho nhân viên quản lý.

Giới thiệu

Khách hàng được giới thiệu trong ứng dụng này là một trong những nhà thầu bảo trì chuyên nghiệp hàng đầu cho các tòa nhà và công trình đang hoạt động trên khắp Vương quốc Anh, chủ yếu cung cấp các dịch vụ tân trang, sửa chữa và bảo trì thường xuyên tài sản toàn diện cho các tòa nhà và kết cấu bê tông. Do trọng lượng lớn của tuabin gió, lớp đất dưới tuabin sẽ trở nên lỏng lẻo, lâu dài sẽ dẫn đến tình trạng biến dạng móng cột bê tông của tuabin. Khi sự biến dạng của móng bê tông tăng lên, nó sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của tuabin gió, làm giảm hiệu quả hoạt động chung và làm tăng chi phí bảo trì.

Trước đây, khách hàng phải cử người của nhân viên đến hiện trường để ghi lại số liệu rung động của tuabin gió; tuy nhiên, nó đã mất quá nhiều thời gian và công sức. Do đó, khách hàng đã quyết định sử dụng công nghệ IIoT để truyền không dây dữ liệu rung động của máy móc đến trung tâm giám sát ở London và thực hiện bảo trì phòng ngừa bằng cách phân tích dữ liệu rung động để ngăn ngừa sự cố tuabin gió trong tương lai, từ đó giảm chi phí bảo trì. Trường hợp này minh họa cách giải pháp trực quan hóa dữ liệu đám mây của ICP DAS giúp khách hàng giám sát từ xa nền móng tuabin gió ngay lập tức.

Giải pháp giám sát từ xa theo thời gian thực từ ICP DAS

Kiến trúc hệ thống của trường hợp này có thể được chia thành hai phần:

• Thiết bị đầu cuối tại hiện trường tuabin gió
• Trung tâm giám sát.

Ở phía thiết bị đầu cuối của tuabin gió, bộ điều khiển IIoT WISE-5231M-3GWA, cùng với bo mạch mở rộng XV310, dữ liệu rung lắc được thu thập bởi các đầu dò chuyển vị tuyến tính ((Linear Variable Differential Transformer – LVDT) đặt tại bốn điểm xung quanh nền móng của mỗi tuabin gió. Sau đó, dữ liệu này sẽ được truyền qua giao tiếp không dây 3G về trung tâm điều khiển. Sau đó, bằng cách sử dụng phần mềm quản lý đám mây IoTstar, khách hàng có thể triển khai hệ thống giám sát và điều khiển thời gian thực của nền tuabin gió. Kiến trúc hệ thống như sau:

Bộ điều khiển WISE IIoT của ICP DAS được sử dụng rộng rãi để điều khiển và giám sát logic trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau. Câu lệnh IF-THEN-ELSE được tích hợp sẵn có thể thực thi logic tự động hóa một cách ổn định và hiệu quả. Nó cũng cung cấp các chức năng cho các phép toán, lập lịch và gửi thông báo qua email. Bộ điều khiển cạnh WISE IIoT có thể bắt đầu ngay lập tức các hành động và đưa ra cảnh báo nếu giá trị được giám sát vượt quá phạm vi bình thường. Trong trường hợp này, khách hàng sử dụng WISE-5231M-3GWA để truyền dữ liệu rung đến trung tâm điều khiển thông qua kết nối không dây 3G.

IoTstar là phần mềm quản lý đám mây được phát triển bởi ICP DAS có thể giám sát và điều khiển từ xa bộ điều khiển WISE / PMC / PMD series IIoT, mô-đun I/O và thiết bị được kết nối với bộ điều khiển. IoTstar không chỉ có thể được cài đặt trên các nền tảng đám mây riêng trong Hệ điều hành Windows mà còn trên các nền tảng đám mây công cộng như Microsoft Azure, IBM Bluemix, Google Cloud hoặc Amazon Web Services. Trong trường hợp này, khách hàng đã sử dụng IoTstar để lấy dữ liệu từ các cảm biến được kết nối với bộ điều khiển WISE để nhập dữ liệu này vào cơ sở dữ liệu và hiển thị trên bảng điều khiển.

Hộp và bảng điều khiển giám sát dữ liệu rung động của Wind Turbine Foundation

Lợi ích

WISE-5231M-3GWA truyền dữ liệu không dây qua sóng di động 3G, giải quyết vấn đề đi dây, giảm chi phí đi dây cáp một cách hiệu quả. Cùng với cơ chế tự động kết nối lại của giao tiếp không dây 3G, WISE-5231M-3GWA có thể truyền một lượng lớn thông tin trong thời gian ngắn nhất có thể.

WISE-5231M-3GWA cung cấp giao diện web, giúp chỉnh sửa lệnh logic điều khiển dễ dàng. Người dùng chỉ cần nhấp vào cài đặt trên HMI để chỉnh sửa logic điều khiển.

Bộ điều khiển WISE IIoT có thể được sử dụng với các bo mạch mở rộng I/O series XV-board để đáp ứng các yêu cầu I/O khác nhau trong các ứng dụng khác nhau. Người dùng có thể lắp bo mạchXV-board vào bên trong bộ điều khiển cạnh.

Data logger được tích hợp trong bộ điều khiển WISE IIoT giúp cung cấp chức năng khôi phục dữ liệu, tự động truyền dữ liệu đến trung tâm điều khiển. Khi sự cố mạng xảy ra, bộ ghi dữ liệu vẫn ghi dữ liệu và lưu trữ chúng an toàn. Bộ điều khiển WISE series IIoT có thể truyền dữ liệu được đánh dấu thời gian sau mỗi 5 giây sau khi sự cố mạng được khôi phục, do đó giữ cho dữ liệu được an toàn.

Với IoTstar, người dùng không cần phải lo lắng về môi trường mạng của bộ điều khiển WISE. Cho dù bộ điều khiển sử dụng IP tĩnh, IP động, IP ảo hay IP vật lý, với sự trợ giúp của IoTstar, nhân viên quản lý có thể thực hiện giám sát trạng thái, cài đặt hệ thống và cấu hình dữ liệu được cung cấp. Người dùng cũng có thể cấu hình và nâng cấp firmware của bộ điều khiển WISE thông qua giao diện web do IoTstar cung cấp. Nó giải quyết vấn đề quản lý IP trong truyền thông không dây 3G / 4G và giảm thời gian và chi phí cử nhân sự đến hiện trường.

Với dịch vụ bảng điều khiển IoTstar, mỗi tuabin gió có một bảng điều khiển độc lập. Người dùng có thể kiểm tra dữ liệu rung động tuabin trong thời gian thực và lên lịch bảo trì dự đoán để giảm chi phí bảo trì sau này. Bên cạnh đó, phiên bản IoTstar 2.0 cung cấp dịch vụ báo cáo thống kê cho đồng hồ đo điện hoặc giá trị kênh của mô-đun I / O được kết nối với bộ điều khiển dòng WISE / PMC / PMD. Báo cáo có thể được cung cấp ở định dạng tệp PDF hoặc Excel.

Tổng kết

Khách hàng đã đạt được mục tiêu xây dựng hệ thống bảo trì dự đoán và giám sát từ xa bằng giải pháp của ICP DAS để trực quan hóa dữ liệu đám mây. Mô hình ứng dụng này cũng đã được sử dụng thành công ở các quốc gia khác. Ví dụ, WISE-5231M-4GE và IoTstar được sử dụng để giám sát từ xa theo thời gian thực các tấm pin mặt trời ở Đảo Phuket (Thái Lan) và 32 hòn đảo xa xôi xung quanh. Dữ liệu thu thập được truyền về trung tâm giám sát ở Thành phố Phuket thông qua kết nối không dây 4G. Hệ thống giám sát máy bơm nước ở thành phố Indore, bang Madhya Pradesh, Ấn Độ cũng sử dụng WISE-5231M-4GE và IoTstar để giám sát từ xa.

ICP DAS cam kết cung cấp cho khách hàng các giải pháp dễ vận hành để giải quyết các vấn đề truyền dữ liệu phức tạp do giới hạn môi trường gây ra. Trong tương lai, ICP DAS sẽ tiếp tục phát triển các giải pháp có thể áp dụng trong các lĩnh vực khác nhau để cải thiện nhu cầu thu thập dữ liệu và giám sát.