Introduzione:
L’azienda del cliente opera nel settore del trattamento delle acque reflue, concentrandosi sulla produzione di biogas attraverso la digestione aerobica o anaerobica di vari materiali biodegradabili. Il gas risultante, composto per il 60/70% da metano, funge da combustibile sia per la caldaia del digestore che per i motori dei generatori elettrici. La necessità è implementare un sistema IoT per il monitoraggio biogas.
Per rispettare rigorose normative di sicurezza, è essenziale una segnalazione affidabile e attendibile dei lotti di dati raccolti. Pertanto, l’implementazione di un sistema affidabile di monitoraggio dei dati gioca un ruolo fondamentale in questo settore.
Requisiti:
Per ottimizzare le operazioni di gestione, il cliente richiede il monitoraggio del flusso di gas dal biodigestore e il mantenimento di un registro dati completo.
Ad esempio, immediatamente dopo l’alimentazione del digestore, vi è tipicamente un aumento significativo della produzione di gas. Inoltre, variazioni stagionali, come temperature fredde, possono influenzare la produzione di gas. Pertanto, il cliente cerca metodi efficaci per misurare e gestire con precisione le acque reflue, compresi sensori di livello e un sistema di monitoraggio.
Inoltre, il cliente è interessato a esplorare tecnologie avanzate per il trattamento delle acque reflue al fine di migliorare l’intero processo.
Proposta
Il sistema proposto si basa su un data logger industriale e due sensori di flusso di gas.
Due punti chiave sono l’ambiente di installazione e le proprietà del gas da misurare.
È necessario un data logger con un livello di protezione IP67 a causa dell’installazione esterna. Per questo motivo, il data logger selezionato è il modello NI400 di NEXT Industries (151 mm x 136 mm x 90).
Questo strumento compatto ha un armadio IP67, e le schede elettroniche interne sono completamente rivestite da un film plastico trasparente chiamato conformal coating, che funge da protezione contro umidità e altri contaminanti. Il NI400 può resistere in questo modo a condizioni ambienti difficili, mantenendo le caratteristiche di misurazione ad alta precisione.
Questo data logger ha un potente processore a 32 bit, con due GB (4.000.000 di misurazioni) di memoria interna non volatile che offre una capacità di registrazione dati molto lunga e autonoma.
Ma i circuiti elettronici del NI400 sono anche progettati per ridurre al minimo i requisiti di alimentazione. Questo dispositivo può funzionare per alcuni mesi (fino a 12 mesi con 4 canali che acquisiscono dati quotidiani) usando il pacchetto batteria interno.
La capacità di generare allarmi richiesta dal cliente è soddisfatta dal modem wireless GPRS interno. In base ai dati misurati, il sistema può inviare messaggi SMS e/o FTP e/o e-mail. In caso di allarme, può essere attivata un’uscita relè.
Naturalmente, questa connessione wireless può trasmettere i dati di misurazione, ma è anche possibile scaricarli con una semplice chiavetta USB.
I gas sono principalmente metano e CO2, ma sono presenti anche H2S e vapore umido, che hanno effetti corrosivi. Per questo motivo, devono essere installati sensori di flusso di gas specifici. Abbiamo utilizzato due misuratori di flusso di massa BFM: uno sull’uscita del digestore e uno per misurare il metano bruciato nella caldaia.
Ogni misuratore di flusso ha due uscite 4-20 mA: una per il flusso di gas e un’altra per la temperatura. I misuratori di flusso sono collegati ai quattro ingressi 4-20 mA del NI400.
Smartphone e tablet
Il monitoraggio dell’impianto sul web con tablet o smartphone è possibile grazie al servizio Cloud. Il portale web IoT Cloud è un servizio web per monitorare e controllare da remoto tutti i dispositivi sul campo. Accedendo a Zionos, un host di servizi di gestione cloud consente di monitorare e controllare gli strumenti in campo in modo rapido, efficiente e professionale.
Conclusioni
Recentemente è stato implementato un sistema IoT per il monitoraggio del biogas, integrando capacità avanzate sia di misurazione sia di comunicazione. Il sistema consente il monitoraggio e la registrazione dati senza interruzioni di vari parametri legati al trattamento delle acque reflue.
Utilizzando i servizi cloud, gli utenti hanno la flessibilità di personalizzare e configurare agevolmente la propria dashboard semplicemente trascinando e rilasciando widget. Queste dashboard altamente personalizzabili fungono da potente strumento per visualizzare informazioni, consentendo agli utenti di prendere decisioni che portano a un aumento dell’efficienza del sistema e a un miglioramento delle prestazioni complessive.
Implementando questo innovativo sistema IoT per il monitoraggio del biogas, le organizzazioni possono aspettarsi significativi benefici in termini di comportamento del sistema ed efficienza operativa. Con la sua capacità di misurare e monitorare con precisione le acque reflue, semplificare la raccolta dati e fornire informazioni in tempo reale, il sistema promette di migliorare i processi e il sistema di trattamento delle acque reflue in modo economicamente vantaggioso. Il ritorno sull’investimento per questa soluzione è previsto essere rapido, rendendola un prezioso asset per le aziende che cercano di ottimizzare i processi di trattamento delle acque reflue.