Bài viết này MC&TT sẽ giới thiệu đến các bạn giải pháp dịch vụ toàn diện cho hệ thống giám sát quản lý nước thông minh với bộ điều khiển PAC và module I/O từ hãng ICP DAS nhé!
Hệ thống giám sát quản lý nước thông minh (Smart Water) có thể cung cấp một hệ thống cấp nước linh hoạt và hiệu quả hơn, giảm chi phí và cải thiện tính bền vững. Các giải pháp công nghệ cao cho ngành nước bao gồm máy đo và cảm biến kỹ thuật số, hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) và hệ thống thông tin địa lý (GIS).
Một số module I/O ICP DAS đã được sử dụng để thu thập dữ liệu trong trường hợp này. Ví dụ, các mô-đun đầu vào tương tự I-87017ZW-G thu được tín hiệu 4 – 20 mA từ các cảm biến đo chất lượng nước. Ngoài ra, các mô-đun I/ O kỹ thuật số I-87054W-G được sử dụng để theo dõi tín hiệu nước tại chỗ và mô-đun đầu ra kỹ thuật số I-87057W-G được sử dụng để điều khiển thiết bị bể lắng phụ.
Sau đó, những dữ liệu thu được đó sẽ được gửi đến Bộ điều khiển tự động hóa lập trình (PAC) XP-8331-CE6 để thực hiện tính toán và truyền dữ liệu. Tuy nhiên, loạt PAC này có thể được kết nối với các khối mở rộng I/ O cho phép chúng kết nối nhiều mô-đun I / O hơn để truyền dữ liệu lớn, vì vậy mọi dữ liệu trả về từ các loại mô-đun I / O khác nhau đều được xử lý thông qua một bộ điều khiển. Cuối cùng, dữ liệu nước được tích hợp vào hệ thống InduSoft SCADA cho phép phân tích và quản lý dữ liệu trực quan. Do đó, người dùng có thể thực hiện các hoạt động giám sát từ xa. Đây là ứng dụng giám sát nước thông minh của chúng tôi, một nghiên cứu điển hình thực tế được thực hiện tại nhà máy lọc Shin-shan ở đông bắc Đài Loan.
Giới thiệu
Nhà máy lọc nước Shin-san được đặt tại Keelung, ở khu vực Đông Bắc Đài Loan và có công suất sản xuất nước lớn nhất ở khu vực đó. Vì nước chủ yếu dùng cho hộ gia đình nên chính quyền địa phương yêu cầu phải đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nước uống. Điều này bao gồm:
- Độ đục của nước thô là 100 NTU (Nephelometric Turbidity Unit), trong đó 1 NTU chỉ ra rằng 1 lít nước chứa 1 mg Silica (SiO₂)
- Công suất đầu ra nước tối đa là 150.000 CMD (Mét khối mỗi ngày), trong đó 1 CMD đại diện cho 1 tấn nước mỗi ngày.
Để đạt được các mục tiêu này, khách hàng đã áp dụng giải pháp giám sát nước thông minh ICP DAS.
Nguồn ảnh: Nhà máy lọc nước Shin-san
Giải pháp giám sát quản lý nước thông minh ICP DAS
Giám sát chất lượng nước
Cảm biến chất lượng nước có thể thu được các giá trị như Độ đục, Chroma, Độ cứng, Giá trị pH, Nitrite Nitrogen và Muối Florua, v.v. Trong khi đó, dữ liệu chất lượng nước thu được đó sẽ được gửi đến XP- 8331-CE6 qua mô-đun đầu vào tương tự I-87017ZW-G (4 – 20 mA tiêu chuẩn). XP-8341-CE6 PAC sau đó sẽ trao đổi dữ liệu và tính toán chất lượng của hệ thống nước. Nếu một tình huống bất thường xảy ra, XP-8341-CE6 PAC sẽ báo cáo chi tiết ngay lập tức cho máy tính chủ, đồng nghĩa với việc nhân viên quản lý có thể nhanh chóng xử lý.
I-87054W-G là mô-đun điều khiển van và chịu trách nhiệm kiểm soát lưu lượng nước và thường xuyên trả dữ liệu về bộ điều khiển XP-8331-CE6. Nếu lượng nước hoặc chức năng van bị vô hiệu hóa, XP- 8341-CE6 sẽ báo cáo trạng thái cho máy tính chủ, cho phép nhân viên quản lý nhanh chóng phản ứng với tình huống.
Kiểm soát bể phụ (Sub-tank)
Vì các hạt lơ lửng trong nước không thể được cô lập hoàn toàn bằng cách dựa vào quá trình lắng thường xuyên, các hóa chất sẽ được thêm vào nước để liên kết phần lớn các hạt không lắng lại với nhau thành chất rắn nặng hơn. Quá trình này được gọi là “keo tụ (Flocculation)”.
Trong quá trình keo tụ, nước thô có chứa chất rắn nặng hơn sẽ chảy vào một bể phụ, để nước đọng trong một khoảng thời gian nhưng giúp loại bỏ các chất rắn. Tuy nhiên, mỗi bể phụ đều có những hạn chế về sức chứa, đó là lý do tại sao cần có một số bể phụ. Sau đó, các mô-đun ICP DAS I-87057W-G có thể được sử dụng để điều khiển các bể phụ. Khi một bể phụ trở nên đầy, nước sẽ được dẫn đến bể phụ có sẵn tiếp theo.
Lợi ích của giải pháp
- Điều khiển tích hợp hệ thống giám sát từ xa:
Xây dựng hệ thống giám sát từ xa trên máy chủ bằng phần mềm InduSoft SCADA để dữ liệu thu được có thể được trình bày rõ ràng một cách trực quan, người dùng có thể quản lý toàn bộ hoạt động một cách kịp thời, cũng như đạt được hiệu quả làm việc cao hơn.
- Các giao thức truyền thông được chuẩn hóa đảm bảo rằng việc tích hợp và mở rộng dễ dàng hơn:
XP-8331-CE6 PAC nhanh chóng truyền dữ liệu đến hệ thống InduSoft SCADA thông qua giao thức Modbus RTU/ TCP, đảm bảo rằng bất kỳ tín hiệu bất thường nào có thể được báo cáo ngay lập tức cho máy tính chủ.
- Hệ thống hoạt động tin cậy và ổn định ở trong môi trường có nhiệt độ và độ ẩm cao:
Cho dù đó là tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ cao hay môi trường độ ẩm cao trong thời gian dài, các sản phẩm ICP DAS luôn cung cấp hoạt động ổn định và không bị ảnh hưởng bởi môi trường khắc nghiệt.
- Các mô-đun được sử dụng trong trường hợp này có chức năng bảo vệ cách ly giúp chống nhiễu:
Để duy trì hoạt động ổn định của máy, tất cả các mô-đun I/ O được sử dụng trong giải pháp này đều có chức năng bảo vệ cách ly, có thể ngăn chặn nhiễu điện áp hoặc xung điện trong quá trình thu thập và truyền dữ liệu.
Kết luận
Hệ thống giám sát nước thông minh ICP DAS đã có thể giúp nhân viên trực quan hóa thành công tất cả dữ liệu giám sát, cũng như nâng cao hiệu quả công việc. Ngoài ra, các công nhân có thể giảm bớt thời gian cho việc kiểm tra tình trạng của các bể chứa nước theo cách thủ công.
Ngoài giao thức Modbus được đề cập trong bài viết này, ICP DAS cũng có thể cung cấp bộ điều khiển truyền dữ liệu bằng các giao thức thay thế như MQTT hay ZigBee, WiFi, 3G, 4G,…