As soluções Edge da Advantech permitem o monitoramento em tempo real de tanques de petróleo

Visão Geral do Projeto

O descarregamento de um petroleiro é um trabalho que deve ser executado passo a passo, de forma meticulosa . Erros podem levar a vítimas e/ou poluir gravemente as águas locais. Mesmo que o processo de descarga evite um acidente, qualquer erro no cálculo da quantidade de óleo descarregado pode gerar disputas caras e demoradas. Para minimizar esses riscos, muitos governos introduziram um sistema de controle gráfico SCADA em sua infraestrutura de IoT para monitorar oleodutos em tempo real e garantir um cálculo preciso das quantidades descarregadas.

O ESRP-PCS-ADAM3600, uma plataforma de aquisição de dados Edge (DAQ) desenvolvida pela Advantech, é projetada para servir ao sistema de controle gráfico SCADA, coletando dados das camadas inferiores da estrutura IoT, realizando computação de borda e conectando-se a aplicativos de nível superior. A plataforma Edge DAQ usa um layout de interface de entrada / saída (I / O) flexível e modularmente projetado para buscar diferentes tipos de dados, pré-processar dados brutos em informações significativas e carregá-los. Ele se conecta perfeitamente com aplicativos de nível superior por meio de vários protocolos de comunicação. Além disso, essa plataforma ajuda os desenvolvedores do SCADA a concretizar seus projetos - e, portanto, pode ser aproveitada para reduzir os riscos de acidentes e erros humanos durante o processo de descarregamento de óleo.

Requisito do Projeto

A Tailândia, cercada por milhares de quilômetros de costa, abriga centenas de portos. Em um país fortemente dependente do petróleo importado, os portos tailandeses fervilham de navios-tanque atracando e descarregando suprimentos. Embora o governo tailandês contrate vários trabalhadores para monitorar e calcular as quantidades de óleo sendo descarregadas, ambos os processos estão sujeitos a erros humanos. No entanto, o governo da Tailândia decidiu recentemente adotar novas tecnologias para garantir o monitoramento em tempo real do descarregamento de petróleo e fazer cálculos mais precisos.

O integrador de sistemas contratado para realizar este projeto é um provedor de sistemas SCADA de renome mundial. Para este projeto, a empresa desenvolveu um programa SCADA e o integrou às soluções Edge da Advantech para visualizar os dados coletados, calcular as quantidades de óleo com precisão quando elas são entregues em terra, monitorar o descarregamento de óleo remotamente e ligar ou desligar os oleodutos sempre que necessário.

A solução Edge deveria ter os seguintes recursos:

• Inclusão de  plataformas DAQ  para uso externo que fossem capazes de resistir às severas condições ambientais nos portos;
• Possuir interfaces de I/O suficientes para conectar a diferentes dispositivos;
• Suportar DNP3 para converter dados em um formato adequado para uso pelo SCADA;
• Conter um computador industrial projetado para processar grandes volumes de dados.
  

Implementação de projeto

A Advantech forneceu duas soluções Edge para o desenvolvimento do projeto. Um deles era o ESRP-PCS-ADAM3600 - uma plataforma Edge DAQ que coleta dados e supervisiona dispositivos no local. O outro foi o ACP-4000, um computador industrial de alto desempenho que executa o programa SCADA projetado pelo contratante.

Dezenas de unidades ESRP-PCS-ADAM3600 - que são instaladas respectivamente nas partes frontal, central e traseira de muitos dutos que ficam nos lados esquerdo e direito dos píeres que conectam os petroleiros à costa - usam suas interfaces de I/O para coletar dados de temperaturas, fluxo de água e condições meteorológicas. Eles então pré-processam esses dados, os convertem por meio de protocolos de comunicação e os carregam por meio de uma rede sem fio 4G para o ACP-4000 na sala de controle para visualização e outros processos de computação.

Por meio do ACP-4000 na sala de controle, o pessoal pode monitorar o descarregamento de óleo, descobrir como está o clima no solo, emitir comandos sobre conexões sem fio para as plataformas Edge DAQ para abrir / fechar as válvulas ou bombas do oleodutos e entender melhor exatamente quanto óleo foi retirado de um petroleiro. 

O ESRP-PCS-ADAM3600, que compreende ADAM-3600 (uma unidade terminal remota) e WISE-PaaS/EdgeLink (um programa de conversão de protocolo), que é uma solução pronta para o nível Edge que reúne prontamente dados de dispositivos no solo sem a necessidade de programação complexa ou configuração. Esta plataforma DAQ Edge funciona a uma temperatura entre -40 °C e 70 °C e fornece várias interfaces de I/O analógicas e digitais.

Além disso, com quatro slots para expansão de I/Os, a plataforma pode acomodar muitos dispositivos que estão sendo monitorados no local.

A plataforma  Edge DAQ oferece suporte a redes com e sem fio - para este projeto, ela envia dados por uma rede sem fio 4G porque não é fácil implantar cabos de rede em portos. O cartão de memória SD desta unidade terminal, juntamente com WISE-PaaS/EdgeLink (que cria registros de data / hora e envia dados mesmo após uma desconexão), garante a integridade dos dados. Isso ajuda a livrar as estimativas de óleo de qualquer imprecisão, mesmo quando a rede sem fio está desligada.

A plataforma Edge DAQ tem um recurso de pré-processamento útil que permite aos usuários converter dados brutos em informações significativas sem ter que escrever um programa. Por exemplo, você pode usar as fórmulas integradas para converter 10 mA em 100 °C ou obter dados de temperatura e pressão para estimar os fluxos de água. Além disso, a compatibilidade da plataforma com os protocolos Modbus, DNP3 e ​​IEC-60870-5-104 permite converter seus dados em um formato adequado e fazer upload para o SCADA, agilizando assim o cronograma de desenvolvimento de um projeto.

Arquitetura do Sistema

Sumário

É fundamental que os importadores de petróleo, trabalhadores portuários e operadores de petroleiros descarreguem o petróleo com segurança, enquanto obtêm dados precisos sobre as quantidades de petróleo descarregadas. Nessa área, a IoT é propícia para a criação de uma sinergia de inteligência humana e tecnologia. Essa sinergia se materializa em projetos como este na Tailândia.

O projeto foi concluído em apenas alguns meses, graças em grande parte às soluções Edge da Advantech. Sem a plataforma Edge DAQ  - que apresenta design modular de I/O, ampla temperatura operacional, compatibilidade com vários protocolos de comunicação e conexão com redes com e sem fio - e o suporte técnico da Advantech, o desenvolvedor SCADA teria levado muito mais tempo e esforço para obter monitoramento em tempo real da descarga e cálculos precisos de volume de óleo descarregado. No futuro, a Advantech continuará trabalhando em conjunto para co-criar soluções de IoT para clientes no setor de energia.

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