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Advantech e Sunforce colaboram em um sistema de monitoramento inteligente para a primeira usina elétrica de biomassa de Taiwan

28/11/2020
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Energy & Utilities

Resumo do projeto

A energia da biomassa é um recurso de combustível renovável produzido a partir de resíduos agrícolas / residenciais e outras matérias orgânicas. Este recurso gera eletricidade por meio da queima, gaseificação e / ou fermentação. A conversão de resíduos orgânicos em energia exige uma variedade de processos em ambientes perigosos de alta temperatura. Em tais ambientes, erros humanos podem causar danos ao equipamento e acidentes industriais. Os sistemas de monitoramento inteligente ajudam a resolver esses problemas, gerenciando a operação da usina de biomassa.

Os sistemas de monitoramento inteligente usam IoT e computação em nuvem. A implementação de sistemas de monitoramento inteligentes requer a integração de subsistemas de componentes em um todo coerente e a adoção de ferramentas de hardware / software adequados. Instalações sem sistemas de monitoramento inteligentes são afetadas negativamente por dispositivos de hardware não confiáveis ​​e sistemas de componentes mal integrados. Tais circunstâncias limitam a geração de eletricidade, causam interrupções na produção e aumentam as dificuldades de gestão.


A Advantech desenvolveu uma solução inteligente para monitorar usinas de biomassa. Esta solução compreende um computador industrial altamente confiável, um controlador de automação programável (PAC) capaz de operar em ambientes hostis, um programa de controle gráfico SCADA avançado e uma plataforma em nuvem. Esses sistemas funcionam em conjunto para dar aos integradores de sistema a capacidade de visualizar dados, fazer upload de dados para a nuvem e alimentar dados em diversos sistemas de componentes. Além disso, essas soluções permitem monitoramento remoto em tempo real quando instaladas em usinas de energia.


Requisitos de sistema

Sunforce, um integrador de sistema SCADA especializado em soluções de controle remoto inteligente, tem mais de dez anos de experiência em controle de automação industrial, aplicações agrícolas inteligentes e sistemas de monitoramento de segurança ambiental / energia verde. A Sunforce foi convidada a desenvolver um sistema de monitoramento para usinas de micro biomassa devido à sua vasta experiência em integração de sistemas. Localizadas em Hualien, essas instalações de biomassa de tecnologia verde são especializadas na conversão de resíduos agrícolas e residenciais em energia; e são as primeiras desse tipo em Taiwan. Um incinerador taiwanês típico queima cerca de mil toneladas de lixo todos os dias; inversamente, esta usina de biomassa converte 50 toneladas de resíduos em energia todos os dias.

Como essa solução foi a primeira desse tipo em Taiwan, seus designers estavam ansiosos para aproveitar as soluções de IoT e de computação em nuvem. Eles esperavam que essas soluções reduzissem as despesas com mão-de-obra e os índices de falha de equipamentos, aumentando a geração de energia. Eles também queriam realizar agendamento e controle em cascata para criar procedimentos operacionais padrão destinados a alcançar monitoramento remoto e gerenciamento em tempo real. No futuro, eles combinarão inteligência artificial com dados operacionais gradualmente acumulados para realizar monitoramento inteligente.

Para atender a esses requisitos, a Sunforce escolheu uma combinação de produtos de hardware e software com o objetivo de permitir a automação na primeira fase do sistema de monitoramento e o monitoramento inteligente na segunda fase. A estabilidade do hardware, software à prova de erros e a escalabilidade / reprodutibilidade da solução influenciaram a decisão da Sunforce de escolher essas soluções.

Visão geral do sistema

Este sistema de monitoramento usou várias soluções Advantech - ADAM-5560KW (um PAC), IPC-610 (um computador industrial), WebAccess / SCADA (um programa de monitoramento remoto) e plataforma industrial IoT baseada em nuvem da Advantech.

Aqui está como o sistema funciona: Primeiro, o ADAM-5560KW, instalado na unidade de produção, coleta dados de imagens, gerenciamento de segurança e subsistemas de monitoramento de PLC. Esses dados são enviados pela Internet para processamento e análise ao IPC-610, que funciona como uma interface. Os dados são carregados em uma rede 4G para a plataforma em nuvem Advantech. Esta sequência oferece monitoramento remoto em tempo real para os gerentes de fábrica.

O ADAM-5560KW da Advantech, um PAC altamente confiável com MTBF de 60 mil horas, facilita o monitoramento da operação do sistema. Além disso, este dispositivo possui sete slots de I/Os - proporcionando flexibilidade de configuração para uma variedade de dispositivos de usinas de biomassa. Ao contrário dos PCs de uso comum, o computador industrial IPC-610 da Advantech é capaz de operar em ambientes hostis.

Essa solução aproveitou o WebAccess/SCADA para oferecer suporte a vários drivers. Este suporte permite que esta solução colete dados de dispositivos de IOs da Advantech e PAC, bem como qualquer PLC, módulo de IO ou controlador de terceiros (por exemplo, o gaseificador usado neste projeto). Da mesma forma, o painel do WebAccess/SCADA ajuda a visualizar os dados de produção. Construído em uma interface de usuário intuitiva baseada na web, é extremamente fácil de usar.

A operadora atualmente usa a plataforma em nuvem da Advantech para monitorar usinas de biomassa. A alta adaptabilidade desta plataforma permite o monitoramento simultâneo de várias usinas de energia. Além disso, ele se adapta a software de terceiros (por exemplo, ERP ou programas de gerenciamento de matérias-primas) e pode interagir com autoridades de proteção ambiental, bem como exportar eletricidade de biomassa para venda à Taipower.

A segunda fase do sistema de monitoramento focou na aplicação de recursos inteligentes que visam alavancar os pontos fortes desta solução. O painel WebAccess/SCADA permite a seleção e comparação de pontos de dados críticos. Isso, por sua vez, permite a otimização do sistema de monitoramento. Além disso, o sistema de monitoramento suporta protocolos MQTT que fazem upload de dados para a plataforma WISE-PaaS para análise dirigida por IA. Este processo usa dados para combinar materiais de biomassa e maximizar a produção de energia.

Os sistemas da Advantech utilizam produtos de software / hardware e estruturas de sistema para ajudar os usuários a construir usinas de micro biomassa. Para este fim, os parâmetros da usina, valores em cascata e alarmes do gaseificador são modularizados e repetíveis. Advantech pode substituir ADAM-5560KW com ECU-1051 se a planta precisar de sensores adicionais. ECU-1051 coleta e carrega dados via MQTT para a nuvem.

Implementação de projeto

  • WebAccess/SCADA: Software SCADA baseado em navegador
  • IPC-610: Chassi de montagem em rack 4U com notificação de alarme visual
  • ADAM-5560KW: Micro PAC de 7 slots com CPU Intel® Atom ™

Arquitetura do Sistema

Conclusão

Essa solução estável permite automação, fácil redimensionamento e capacita a replicação. O parceiro da Advantech, Sunforce, usou este sistema para desenvolver mais de dez sistemas de monitoramento SCADA para a autoridade agrícola de Taiwan, o Conselho de Agricultura. As soluções modulares da Advantech aceleraram o projeto, ajudando a Sunforce a reduzir o tempo e a mão de obra necessária para a implementação. O sistema de monitoramento co-criado pela Advantech e Sunforce ganhou o apoio do beneficiário do sistema. Com a ajuda da Advantech e Sunforce, a empresa está planejando construir uma segunda usina de biomassa usando dados de monitoramento inteligente.

Para saber mais sobre esta solução, entre em contato com um de nossos especialistas

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