Моніторинг якості поверхневих вод передбачає проведення систематичних спостережень за рівнем забруднень поверхневих вод акваторії, при цьому обов’язково організовується: стаціонарна мережа пунктів спостережень за природним складом і забрудненням поверхневих вод.
Сьогодні при швидкому розвитку технологій автоматизації з використанням інноваційних мікропроцесорних систем та програмного забезпечення SCADA активно розвиваються системи моніторингу водного середовища [1,2]. Іншим потужним поштовхом в сучасній промисловості моніторингу параметрів є застосування технології Інтернету речей (IoT), що являє собою мережу фізичних об’єктів, які з’єднані для обміну даними, зазвичай через мережу Інтернет, з іншими пристроями та системами [3].
На рис. 1 представлена спеціальна комп’ютерна система моніторингу водного середовища, що ґрунтується на принципах технології Інтернету речей для дистанційного моніторингу з використанням програмованого логічного контролера. Запропонована комп’ютерна система, має два рівні моніторингу: локальний та віддалений рівень. Локальний рівень, у свою чергу, є ієрархічним, що складаються з різних інформаційних об’єктів, між якими існують взаємозв’язки «предок-нащадок», причому у кожного об’єкта-нащадку є рівно один предок. Такі системи як правило мають рівень датчиків, контролерний рівень, та рівень оператора. Віддалений рівень заснований на хмарних технологіях для операторського моніторингу.
Вихідні дані з датчиків в залежності від типу сигналів надходять на блок модулів аналогового вводу чи блок модулів дискретного вводу, після чого в цифровому вигляді передаються в основний програмований логічний контролер. Даний контролер містить програмний блок розрахунку параметрів, що реалізований з використанням спеціалізованого програмного забезпечення SCADA. Інформація про поточні значення параметрів відображається на екрані комп’ютера оператора за допомогою спеціалізованого людино-машинного інтерфейсу. Причому інформація, щодо головних параметрів передається через веб-сервер на інші комп’ютери берегового посту моніторингу. Інтернет на станції моніторингу може бути забезпечений локальною мережею або модемом за допомогою глобальної бездротової мобільної технології 4G.
Рис. 1 – Мережева взаємодія комп’ютерної системи моніторингу параметрів водного середовища.
Загальні результати системи моніторингу демонструються у графічному вигляді на інтерфейсі місцевого комп’ютера та у інтерфейсі хмарному сервісу на будь-якому комп'ютері або мобільному пристрої, що спеціалізуються на цих завданнях, і мають доступ до Інтернету.
SCADA-система працює в режимі реального часу за циклічним принципом. На самому початку циклу програмований логічний контролер сканує стан входів модулів вводу/виводу, на які надходять сигнали від датчиків і вимірювальних пристроїв. Потім відповідно до програми відбувається обчислення і вивід інформації у мережу Інтернет та на екран локального комп’ютера. Зазначені етапи виконуються послідовно - це означає, що зміни станів входів не будуть «помічені» програмованим логічним контролером під час виконання програми. З цієї причини одним з найважливіших параметрів SCADA-системи є час реакції. Якщо він виявиться більше, ніж мінімальний період зміни станів входів, деякі події, що відбуваються в системі, будуть «пропущені» програмованим логічним контролером. Також варто врахувати, що і датчики реагують на зміни в системі не миттєво. Тому повний час реакції системи управління складається з часу реакції програмованого логічного контролера і часу реакції датчиків.
Дана комп’ютерна система моніторингу параметрів водного середовища забезпечує розширення діапазону вимірювання та кількості параметрів якості води, що суттєво підвищує рівень універсальності системи з можливістю застосування різнотипних датчиків. Крім того, застосування бездротових технологій дозволяє здійснювати оперативний контроль параметрів водного середовища неперервно в режимі реального часу.
References:
1. Zaev E., Babunski D., Tuneski A. SCADA system for real-time measuring and evaluation of river water quality. In 2016 5th Mediterranean Conference on Embedded Computing (2016) 83-86.
2. Panchal A., Dagade K., Tamhane S., Pawar K., Ghadge P. Automated water supply system and water theft identification using PLC and SCADA. International journal of Engineering Research and applications, 4(4), (2014) 67-69.
3. Kondratenko Y., Kozlov O., Korobko O., Topalov A. Complex industrial systems automation based on the internet of things implementation. Communications in Computer and Information Science, 826, (2018) 164–187.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter