Sistema inteligente de SCADA IoT para monitoreo de energía híbrida en estaciones de control remoto de gas natural en tuberías
Autores: Waqas, Muhammad; Jamil, Mohsin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Sistema inteligente de SCADA IoT para monitoreo de energía híbrida en estaciones de control remoto de gas natural en tuberías
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Gas natural
Red de gasoductos
Estaciones de control
Tecnología SCADA
Arquitectura basada en IoT
Monitoreo remoto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Una red de tuberías es la forma más eficiente y rápida de transmitir gas natural desde la fuente hasta el destino. La operación fluida de las estaciones de control de tuberías de gas natural depende de equipos eléctricos como registradores de datos, sistemas de control, vigilancia y dispositivos de comunicación. Además de tener una fuente de energía confiable y constante, dichas estaciones de control también deben contar con sistemas de monitoreo y control inteligentes y rentables. Los procesos distribuidos son monitoreados y controlados utilizando tecnología de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA). Este documento presenta una arquitectura SCADA de código abierto basada en Internet de las cosas (IoT) diseñada para monitorear un Sistema de Energía Híbrida (HPS) en una estación de control remota de tuberías de gas natural, abordando las limitaciones de las arquitecturas SCADA propietarias y no configurables existentes. El sistema propuesto incluye sensores de voltaje y corriente que actúan como Dispositivos de Instrumentación de Campo para la recopilación de datos requerida, un microcontrolador ESP32-WROOM-32E que funciona como la Unidad Terminal Remota (RTU) para el procesamiento de datos del sensor, un servidor en la nube Blynk basado en IoT que funciona como la Unidad Terminal Maestra (MTU) para el almacenamiento de datos históricos e interacciones humano-máquina (HMI), y un módulo GSM SIM800L y un enrutador WiFi local para la comunicación de datos entre la RTU y la MTU. Teniendo en cuenta las ubicaciones remotas de tales estaciones de control y la posible falta de redes 3G, 4G o Wi-Fi, se proponen dos configuraciones que utilizan el GSM SIM800L y un enrutador Wi-Fi local para la integración de hardware. El sistema propuesto mostró un bajo consumo de energía de 3.9 W e incurrió en un costo total de 40.1 CAD, lo que lo convierte en una solución extremadamente rentable para estaciones de control remotas de tuberías de gas natural.
Descripción
Una red de tuberías es la forma más eficiente y rápida de transmitir gas natural desde la fuente hasta el destino. La operación fluida de las estaciones de control de tuberías de gas natural depende de equipos eléctricos como registradores de datos, sistemas de control, vigilancia y dispositivos de comunicación. Además de tener una fuente de energía confiable y constante, dichas estaciones de control también deben contar con sistemas de monitoreo y control inteligentes y rentables. Los procesos distribuidos son monitoreados y controlados utilizando tecnología de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA). Este documento presenta una arquitectura SCADA de código abierto basada en Internet de las cosas (IoT) diseñada para monitorear un Sistema de Energía Híbrida (HPS) en una estación de control remota de tuberías de gas natural, abordando las limitaciones de las arquitecturas SCADA propietarias y no configurables existentes. El sistema propuesto incluye sensores de voltaje y corriente que actúan como Dispositivos de Instrumentación de Campo para la recopilación de datos requerida, un microcontrolador ESP32-WROOM-32E que funciona como la Unidad Terminal Remota (RTU) para el procesamiento de datos del sensor, un servidor en la nube Blynk basado en IoT que funciona como la Unidad Terminal Maestra (MTU) para el almacenamiento de datos históricos e interacciones humano-máquina (HMI), y un módulo GSM SIM800L y un enrutador WiFi local para la comunicación de datos entre la RTU y la MTU. Teniendo en cuenta las ubicaciones remotas de tales estaciones de control y la posible falta de redes 3G, 4G o Wi-Fi, se proponen dos configuraciones que utilizan el GSM SIM800L y un enrutador Wi-Fi local para la integración de hardware. El sistema propuesto mostró un bajo consumo de energía de 3.9 W e incurrió en un costo total de 40.1 CAD, lo que lo convierte en una solución extremadamente rentable para estaciones de control remotas de tuberías de gas natural.