Εφαρμογή της τεχνολογίας Internet of Things για την διαχείριση υδάτινων πόρων

Abstract

Τώρα, περισσότερο από ποτέ, είναι σημαντικό οι κρίσιμες υποδομές μας, όπως ενεργειακά δίκτυα, συστήματα επεξεργασίας νερού και δημόσιες μεταφορές, να παρακολουθούνται και να προστατεύονται. Η εφαρμογή προηγμένων τεχνικών στην εποπτεία και λειτουργία ενός δικτύου ύδρευσης θα επιφέρει αλλαγές στις πρακτικές διαχείρισης τέτοιες ώστε να εξασφαλίζεται επαρκή και ικανή τροφοδοσία στην κατανάλωση με ταυτόχρονη μείωση των διαρροών καθώς και απαλοιφή των θραύσεων στο δίκτυο. Ο στόχος αυτής της διατριβής είναι να σχεδιάσει ένα σύστημα διαχείρισης υδάτινων πόρων σε ένα τμήμα (ζώνη) του δικτύου με την χρήση της τεχνολογίας Internet of Things. Αυτό θα γίνει με τη υλοποίηση ενός συστήματος απομακρυσμένου τοπικού σταθμού, που θα βασίζεται σε έναν μικροεπεξεργαστή (π.χ. Programmable Logic Controller, Arduino, κλπ) ο οποίος θα συλλέγει τις μετρήσεις από τα αναλογικά αισθητήρια μέτρησης πίεσης και παροχής θα ενεργοποιεί την διάταξη ελέγχου βάση της ρουτίνας κλειστού βρόγχου και θα μεταδίδει τα δεδομένα σε έναν κεντρικό υπολογιστή δια μέσου του Διαδικτύου. Στον κεντρικό υπολογιστή (π.χ. PC, LapTop, κλπ) θα σχεδιασθεί και αναπτυχθεί μια εφαρμογή που θα εμφανίζει τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο και θα μπορεί να ελέγχει, εποπτεύει και παραμετροποιεί το σύστημα του τοπικού σταθμού. Σκοπός της διατριβής είναι να αναλύσει θεωρητικά και σχεδιάσει πρακτικά μια εφαρμογή για τον έλεγχο των λειτουργιών-διαδικασιών και τη συλλογή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο από απομακρυσμένες εγκαταστάσεις, προκειμένου να εποπτεύεται ο εξοπλισμός και οι συνθήκες λειτουργίας στα επί μέρους τμήματα (Ζώνες) ενός δικτύου ύδρευσης, ώστε να ελέγχεται η πίεση και παροχή σε αυτά και να μειώνονται οι απώλειες υδάτινων αλλά και οικονομικών πόρων. Όλα αυτά υλοποιούνται όσο αφορά το λειτουργικό μέρος με τη βοήθεια του PLC S7300, της μονάδας CP343-1 Lean για την επικοινωνία από απόσταση μέσω Ethernet, το Simatic WinCC για την υλοποίηση του SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition), ενώ η μέτρηση και ο έλεγχος γίνεται, μέσω αναλογικών σημάτων, από μεταδότες πίεσης / παροχής και ηλεκτρικού ενεργοποιητή αντίστοιχα. Με την εφαρμογή των σύγχρονων αυτών εφαρμογών και αυτοματισμών σε μια επιχείρηση ύδρευσης θα επιτευχθεί η εξοικονόμηση νερού και ενέργειας, ο πληρέστερος έλεγχος και η ορθολογική διαχείριση του δικτύου, η εξασφάλιση της ποιότητας του νερού, κλπ.