IIOT,Industrie 4.0

让Iiot做脏工作:自动化污水处理

污水处理案例研究跟踪早期成功,包括准确性和可靠性

由Caitlyn Caggia. 4月7日,2021年4月7日
礼貌:DO供应公司

随着全球城市人口的发展,水污染水资源短缺对社区,企业和政府越来越重要的问题。污水管理是在再生水处理中保持水源清洁和最大化效率的关键。

污水系统监测几乎影响治疗厂的各个方面。对于许多植物,监控在本地使用主机和可编程逻辑控制器(PLC)。在这种设置中,仅在现场访问监控,因此传统系统受劳动力成本和数据可用性的限制。

必须在24x7x365上存在多个运算符,以满足安全要求。隔离的内部数据监控不仅需要昂贵的硬件,而且还丢失了大数据处理的许多优点,如其他工厂的共享历史。由工业互联网(IIOT)启用的未来监控系统已经证明了性能,可靠性和负担能力的优势。

提高标准

最新的污水系统管理复杂的非线性流程。具有超过一千种不同的设备,需要监测,额外的并发症源于转换之间模拟和数字信号。此外,作为成本,体积和安全要求越来越苛刻,远程监测已成为污水处理厂的近期要求。最佳系统必须有效地处理和存储大量的实时数据,管理数字和模拟信号,并支持网络连接。

介绍的优势

ICIOT设备的巨大投资已经提供了在安装的基地价格和服务水平竞争的产品。云处理通常更便宜,并且比现场服务器更少的停机时间更便宜。商业云系统高度调整为大数据处理,并且能够在系统或工厂之间共享数据,例如日志。

IOT传感器是相对较低的成本,它允许来自新系统组件的其他读数或一个组件的多个测量值。可以比较来自同一部件上几个传感器的冗余值,以提高系统读数的准确性,提高安全性和可靠性。

支持远程自动,远程手册或内部部署控制访问提供操作员,可以灵活地响应警报更快。当存在危机时,团队已经在集中云数据库中拥有所有关键的系统信息,这很容易被共享。

PLCS W / IIOT的好处

有很多方法可以将自动化和IIOT带入污水处理设施。即使在IIOT的世界中,使用PLC也可以提供一些独特的好处。

  • 使用简单的编程稳定,可靠的控制。虽然某些当前系统依赖于单个主机,但使用Ioiot的控制通过消除单点故障来提高可靠性和性能。
  • 能源效率,植物的成本和节能。通过IIOT控制和系统范围的优化,可以进一步降低能源使用。
  • 低调,紧凑的尺寸,用于最小的干扰现有基础架构。对于已经在某种程度上利用PLC的植物,进一步简化了支持IIOT的监控系统的转换。

PLC可以从传感器读取数据并根据当前和目标级别启动响应和调整。操作员可以设置容差和所需的级别,但系统可以立即自动进行更改。这通过使响应时间更快并降低人为错误来提高性能和效率。应用PLC自动坐标各种污水处理系统的示例如图1所示。

作为污水处理系统的一部分,PLC具有持续的作用。礼貌:DO供应公司

作为污水处理系统的一部分,PLC具有持续的作用。礼貌:DO供应公司

在中国的表现

研究人员已经开始在中国的污水处理厂领域和测试IIOT技术。一个特定的案例分析替换了传统的监控系统,使用PLC和主机,通过微信Applet使用具有低成本STM32处理器和IOT连接的主机。该研究的工厂寻求将每日20,000吨的治疗能力大幅增加至5万吨。

为了建立可靠性,研究人员用独立的备用电源和冗余Wi-Fi网络装备了每个传感器,以避免服务中断。还配备了多个传感器,用于冗余。每个用户都有唯一的现场和远程访问权限以维护安全性。通过系统的各种故障测试记录全面的系统日志,以验证对变化条件的自动响应。

问题仍然存在云服务提供商的可扩展性;然而,在这种简单的概念证明中,研究人员现代化的处理器降低了数千美元的微型计算机,低于100美元,支持的远程监控和控制污水处理系统,利用云计算以满足新的容量需求。

效率在印度

世界经济论坛确定了这一点改善印度的废水处理程序和管理是减少污染和补充农业需求的关键目标。这激发了进一步的研究,以自动化和优化废水处理,如最近的另一个案例分析

在这种情况下,将PLC应用于控制每个处理步骤:初步处理,初步澄清,曝气,次要澄清和三级治疗。这些方法去除物理杂质,如油和油脂,以及生物杂质。启用IIOT的传感器跟踪了各种状态指示器,包括污泥体积,氯水平和pH水平,以调节和优化端到端的废水过程,以最大限度地提高可重复使用的水量。

通过通过IIOT传感器,PLC和操作员之间的通信,该系统使能够成功的实际过程自动化。本研究的研究人员成功地将超过98%的废水作为农业使用安全。

期待未来

IIOT将云计算到许多新应用的力量,同时提高了可负担性,可靠性,性能和安全性。IIOT在污水处理厂的早期飞行员已经证明了成功,但增长室仍然存在,因为这些技术在数据量和用户数量方面继续规模。与之相当行业趋势,许多工业治疗厂可以预期IIOT投资在短期和长期上表现出价值。


Caitlyn Caggia.
作者生物:Caitlyn Caggia是Do Supply Inc.的内容作家,她是一家经验丰富的系统集成商和解决方案架构师,专注于分析和人工智能倡议。Caitlyn将她的MS与Georgia Tech的电气和计算机工程担任。