Giải pháp WebAccess giúp tối ưu hóa quản lý giám sát và điều khiển tự động tại nhà máy xử lý nước thải
01/07/2019
Giới Thiệu
Nhà máy xử lý nước thải là 1 cơ sở hạ tầng cơ bản trong xã hội hiện nay để làm sạch nước thải do các gia đình và doanh nghiệp tạo ra. Thời gian hoạt động của nó là 24 giờ/ngày và xử lý nước thải bao gồm nhiều quy trình để loại bỏ chất rắn, hợp chất hữu cơ và các vấn đề khác. Một quy trình công việc phức tạp như vậy cần sự quản lý cẩn thận và nếu chỉ được giám sát bởi nhân viên nhà máy thì sẽ không đảm bảo. Ngoài ra, chất lượng nguồn nước có thể được thay đổi ngay lập tức, bất kỳ sơ suất hoặc sai lầm nào cũng có thể dẫn đến việc xử lý không đúng cách hoặc gây ô nhiễm môi trường. Do đó, hệ thống giám sát và điều khiển tự động đóng một vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo nước thải được xử lý đáp ứng các quy định về môi trường và các tiêu chí của chính phủ trước khi xả vào cống hoặc sông.
Tuy nhiên, làm thế nào để tạo ra 1 hệ thống quản lý giám sát và điều khiển tập trung hiệu quả với chi phí tối ưu để đạt được giá trị tối đa, làm thế nào để đảm bảo sự ổn định của hệ thống và duy trì khả năng mở rộng trong tương lai, tất cả những điều này sẽ bị ảnh hưởng bởi sự lựa chọn phần cứng và phần mềm. Advantech cung cấp phần mềm mạnh mẽ và danh mục phần cứng mở rộng, bao gồm phần mềm WebAccess/SCADA tiên tiến, Bộ điều khiển tự động hóa có thể lập trình APAX với các mô đun I/O và bộ chuyển mạch EKI Ethernet Switch, cho phép các nhà tích hợp hệ thống nhanh chóng hoàn thành các dự án nhà máy xử lý nước thải thông qua việc sử dụng nền tảng phần cứng từ 1 nhà cung cấp duy nhất mà không phải lo lắng về khả năng tương thích. Bằng cách cung cấp chức năng dự phòng đầy đủ, giải pháp tổng thể này có độ tin cậy tối đa để đảm bảo hoạt động không ngừng. Trong khi đó, các nhà phát triển có thể hưởng lợi rất nhiều bởi các tính năng mạnh mẽ và phong phú của WebAccess để dễ dàng lấy dữ liệu và tích hợp nhiều nodes hoặc nền tảng để đáp ứng các yêu cầu hiện tại và tương lai của dự án đồng thời giảm chi phí phát triển và bảo trì.
Yêu Cầu Hệ Thống
Easy Control Technology là một công ty công nghệ điều khiển tự động chuyên nghiệp tại Đài Loan, chuyên thiết kế hệ thống, lập kế hoạch và tích hợp cho các dự án xây dựng xã hội của chính phủ, các tổ chức giáo dục và doanh nghiệp công nghệ. Gần đây, Easy Control Technology đã thắng thầu dự án nhà máy xử lý nước thải của Southern Star land tại Khu thương mại tự do Cao Hùng. Để cung cấp một cấu hình tối ưu cho hệ thống quản lý giám sát và điều khiển tự động, công ty sẽ hợp nhất hàng chục quy trình xử lý nước thải thành một trạm chủ cộng với bốn trạm biến áp (phòng điều khiển trung tâm, trạm bơm & buồng nghiền, trạm xử lý sinh học, trạm trộn nhanh/chậm & xử lý nước thải, trạm kiểm soát hóa chất & xử lý bùn thải).
Do sự phức tạp của hệ thống này, Easy Control Technology đã tìm kiếm một giải pháp tích hợp hiệu quả về chi phí để tăng tốc độ phát triển dự án với ít nỗ lực hơn. Về phần mềm, giải pháp phải có khả năng quản lý tập trung có thể mở rộng với tính năng dự phòng để hoàn thành kiểm soát giám sát từ xa và thu thập dữ liệu tại chỗ mà không mất dữ liệu và phải hỗ trợ giao diện mở và giao thức Modbus để dễ dàng truy cập dữ liệu và tích hợp các thiết bị đa dạng cũng như cung cấp nhiều thư viện đồ họa để thể hiện dữ liệu thông qua biểu đồ thời gian thực. Về thông số kỹ thuật phần cứng, hỗ trợ cấu trúc (ST) ngôn ngữ dạng văn bản là điều kiện tiên quyết vì công ty có thói quen sử dụng nó để lập trình. Cung cấp các chức năng sao lưu và cơ chế phục hồi nhanh cũng là yêu cầu cần thiết để nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
Mô Tả Hệ Thống
Đối với dự án nhà máy xử lý nước thải này, Advantech đã cung cấp một giải pháp tổng thể kết hợp WebAccess 8.1 với các sản phẩm thuộc dòng APAX-5000 và EKI. Thiết bị APAX-5620 RISC được cài đặt trang bị nhiều mô-đun khác nhau để thu và phát tín hiệu kỹ thuật số/analog từ bốn trạm đến trung tâm điều khiển thông qua Ethernet Switch công nghiệp EKI-7659C. Dữ liệu được thu thập sau đó được hiển thị bằng WebAccess, do đó có thể quản lý, điều khiển và giám sát từ xa, tập trung. WebAccess cũng có thể được tích hợp với máy quay video hoặc hệ thống camera quan sát bằng Switch EKI-9312P Gigabit PoE để hỗ trợ giám sát trực tiếp thiết bị và các phương tiện.
Nền tảng WebAccess của Advantech cung cấp chức năng nhiều hơn các hệ thống SCADA thông thường và mang lại vô số lợi ích. Là một nền tảng cốt lõi, WebAccess tạo điều kiện quản lý tập trung tất cả các nodes SCADA, hoạt động độc lập, đồng thời cung cấp các nodes dự phòng và cổng giao tiếp để đảm bảo các lỗi không làm gián đoạn hoạt động của hệ thống. Với sự hỗ trợ cho nhiều giao diện mở, nhiều trình điều khiển thiết bị (thông qua giao thức Modbus) và kết nối dữ liệu thời gian thực, WebAccess cung cấp khả năng tích hợp vượt trội để đảm bảo lập trình viên có thể dễ dàng thực hiện các tác vụ trao đổi dữ liệu hoặc truy cập nền tảng.
Hơn nữa, việc cung cấp một số giao diện đồ họa dựng sẵn và các chức năng tùy biến cho phép các nhà thiết kế hệ thống dễ dàng tạo giao diện người dùng và hình ảnh động được cập nhật trong thời gian thực. Tuy nhiên, quan trọng nhất, WebAccess là một nền tảng dựa trên web 100% có kiến trúc đám mây riêng, cho phép cấu hình và quản trị hệ thống được thực hiện thông qua trình duyệt web tiêu chuẩn và hỗ trợ truy cập dữ liệu theo thời gian thực bất kỳ lúc nào tại bất cứ nơi đâu, trên mọi thiết bị như máy tính để bàn hoặc thiết bị di động. Về tiềm năng mở rộng trong tương lai, WebAccess hỗ trợ cả nâng cấp nhanh và tích hợp toàn diện.
Về khía cạnh phần cứng, APAX-5620 là bộ điều khiển dựa trên RISC được trang bị bộ xử lý Intel® Marvell® XScale® PXA270 và các chức năng sao lưu / dự phòng. Môi trường lập trình APAX-5620 hỗ trợ tất cả các ngôn ngữ lập trình IEC 61131-3 (bao gồm cả ST). Là một phần quan trọng của hệ thống kiểm soát và giám sát, mô-đun APAX-5620 và I/O cung cấp thời gian phản hồi tối đa là 1 ms để đảm bảo xử lý hiệu quả các phép đo và sự kiện cục bộ. Với khả năng giao tiếp tích hợp mạnh mẽ, APAX-5620 có thể được sử dụng để dễ dàng giao tiếp với nhiều nodes SCADA WebAccess. Ngoài ra, với việc cài đặt hai mô-đun APAX-5620, chức năng sao lưu / dự phòng có thể được kích hoạt để tăng cường tính khả dụng của hệ thống.
Cuối cùng, bằng cách tận dụng giao thức mạng dự phòng X-Ring và thời gian phục hồi tốc độ cực cao (dưới 10 ms), EKI-7659C cung cấp giao tiếp mạng đáng tin cậy, đảm bảo cung cấp dữ liệu kịp thời.
Sơ Đồ Hệ Thống
Triển Khai Dự Án
- Advantech WebAccess 8.1: Phần mềm HMI / SCADA dựa trên trình duyệt
- APAX-5620KW: PAC với CPU Marvel XScale, CAN, KW
- APAX-5343E: Cung cấp năng lượng cho các mô-đun mở rộng APAX
- APAX-5040: Mô-đun đầu vào kỹ thuật số 24-ch
- APAX-5046: Mô-đun đầu ra kỹ thuật số 24-ch
- APAX-5017: Mô-đun đầu vào tương tự 12-ch
- APAX-5028: Mô-đun đầu ra tương tự 8-ch
- EKI-7659C: Cổng kết nối 8 + 2G Cổng kết nối Gigabit được quản lý dự phòng Ethernet công nghiệp
- EKI-9312P: DIN Rail Switch quản lý cổng 12 Port công nghiệp được chuyển đổi hoàn toàn với PoE / PoE+
- IPC-610: Máy tính công nghiệp Rackmount Chassis 4U
Kết Luận
Bước vào kỷ nguyên Internet of Things , việc xử lý nước/nước thải sẽ không chỉ cần giám sát và điều khiển tự động, mà còn cần chuẩn bị các chức năng cho các dịch vụ Đám mây. Nền tảng WebAccess hoàn toàn dựa trên trình duyệt web, tích hợp SCADA chung trong tích hợp dọc và ngang. Các chức năng và công cụ phong phú của nó với kiến trúc mở không chỉ đáp ứng các yêu cầu hệ thống hiện có mà còn hỗ trợ sẵn sàng khả năng mở rộng trong tương lai. Thông qua nền tảng mạnh mẽ này, các nhà tích hợp hệ thống có thể tăng đáng kể hiệu quả phát triển dự án và bảo trì sau bán hàng.
Ngoài ra, giải pháp của Advantech cho dự án này là chương trình dự phòng toàn diện. Cả phần mềm và phần cứng như các node, máy tính, bộ điều khiển và bộ chuyển đổi mạng đều cung cấp các cấu hình dự phòng góp phần thiết lập hoạt động hệ thống có độ ổn định cao và đáng tin cậy. Kết quả tuyệt vời đã cho phép Easy Control Technology tiếp tục sử dụng giải pháp WebAccess trong lĩnh vực tài nguyên nước.
/ACP-4340_Front Left _S20170825181047.jpg)
/IPC-610-L-01_G20100827144743.gif)
/EKI-7428G-4CPI_S20160428125356.png)
/EKI-2701PSI_S20100902135028.jpg)
