Rega inteligente no All Electric Society Park Monitorização, análise e otimização da humidade do solo e da rega com base em dados ambientais atuais.

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Phoenix Contact

O All Electric Society Park demonstra, em mais de 7800 metros quadrados, como a energia renovável pode ser gerada, convertida, armazenada, distribuída e utilizada.
550 painéis solares e outros produtores de energia asseguram a alimentação do parque com energia.
Demonstramos a utilização eficiente da energia com base em E-mobility, edifícios inteligentes, infraestrutura de transportes e instalações de produção.

Mais sobre o All Electric Society Park

Desafio

Requisitos individuais de rega com elevados esforços para cuidar das plantas

Há vários espaços verdes no All Electric Society Park cujas plantas precisam de um abastecimento fiável de água. Dependendo da necessidade de água das respetivas espécies de plantas e das influências atmosféricas, como a radiação solar ou a precipitação, resultam diferentes necessidades de rega.

A rega manual ideal é muito trabalhosa e dispendiosa. Além disso, o consumo é difícil de monitorizar.

Solução

Rega de acordo com a necessidade e com poupança de recursos

As áreas verdes do parque foram divididas em 15 zonas de rega para otimizar a rega de superfície. Cada zona foi equipada com sensores de humidade do solo LoRaWAN operados por bateria.

Os sensores medem em intervalos fixos a humidade e a temperatura do solo, bem como a condutividade e, em seguida, enviam os dados para a plataforma de IoT da empresa através de um gateway LoRaWAN. Os dados de medição no solo e os dados da estação meteorológica local são combinados na cloud. Dependendo dos relatórios meteorológicos, a rega de acordo com as necessidades pode ser planeada ou predefinida com base em vários parâmetros.

Graças à ligação digital do contador de água, no controlador de rega são incluídas as informações importantes sobre o caudal atual e o consumo de água.

A solução em detalhe

Configuração, controlo e monitorização remotos

A solução inteligente de rega utiliza uma combinação das tecnologias PLCnext e LoRaWAN. O sistema de automação reúne na cloud todos os dados necessários para o controlo eficiente da rega. O PLCnext Control compara continuamente os valores atuais dos sensores com os parâmetros de cloud pré-configurados. Se o algoritmo detetar que uma área verde está demasiado seca, a válvula de solenoide da respetiva zona de rega é aberta automaticamente. Assim que é alcançada a quantidade especificada de água ou a humidade do solo se normalizar, a válvula é fechada novamente. Se, com base nos dados, a estação meteorológica local detetar um evento de chuva, o processo de rega será automaticamente cancelado.

A plataforma de IoT do utilizador oferece a opção de localizar os sensores ambientais num mapa e apresentar claramente os dados de medição recolhidos em diagramas individuais.

Operação local

Um terminal de operação local permite definir individualmente para cada dia da semana os horários em que um processo de rega pode ser iniciado. Aqui, o utilizador também pode introduzir os valores-limite para cada zona de rega individual. Para sincronização de tempo é consultado um recetor GNSS (Global Navigation Satellite System) com servidor NTP (Network Time Protocol) integrado. O software também deteta de forma fiável fugas no sistema e gera mensagens de alarme. Além disso, o PLCnext Control está ligado ao sistema SCADA Resylive baseado na web da Phoenix Contact através de um túnel VPN (Virtual Private Network). A instalação pode ser configurada, controlada e monitorizada de forma remota ou local a qualquer momento através desta plataforma. Também é possível criar relatórios sobre o consumo de água.

Comunicação segura dos dados

A tecnologia de rede sem fios LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) é utilizada para a comunicação de dados. A tecnologia caracteriza-se por um elevado alcance de receção combinado com baixo consumo de energia. Estas propriedades são particularmente adequadas para aplicações IoT em espaços urbanos. Dependendo do tipo de construção, o alcance da LoRaWAN é de até cinco quilómetros em áreas urbanas e de até 15 quilómetros em áreas rurais. A tecnologia utiliza a banda de frequência ISM de 868 MHz sem licença para a transmissão de dados.

Os sensores LoRaWAN instalados no campo enviam os valores de medição atuais em intervalos definidos para os gateways mais próximos. A partir daí, os dados são reencaminhados para um servidor de rede através de uma ligação de comunicação móvel ou Ethernet.

Gestão inteligente do meio ambiente com a Smart City Box

Com a Smart City Box, é possível ligar facilmente os dados da cidade - desde o sensor até ao controlador. A transparência dos dados ajuda a derivar medidas de otimização orientadas para habitats eficientes e sustentáveis. A caixa universalmente implementável é simplesmente ligada à sua infraestrutura existente.

Todas as aplicações baseiam-se na aquisição em tempo real de dados de sensores e na transmissão de dados sem fios. Graças à arquitetura de sistema aberto, a caixa pode ser facilmente integrada tanto nos centros de dados municipais como em muitas outras plataformas IoT.

Mapa de imagem interativo: Topologia da rega inteligente

Software para a visualização de dados ambientais

O Environmental Monitoring Service permite a monitorização remota completa dos dados ambientais através de um portal web. Todos os sensores e valores de medição podem ser facilmente integrados. O software deteta de forma fiável as fugas no sistema. As mensagens de alarme são geradas automaticamente durante a identificação.

Sensores de humidade do solo

Os sensores de humidade do solo LoRaWAN medem a humidade, a temperatura e a condutividade do solo. Os dados dos sensores são enviados via LoRaWAN para a plataforma de cloud. Em seguida, os dados podem ser utilizados para a monitorização ambiental sustentável.

Gateways LoRaWAN

Os gateways LoRaWAN reencaminham os valores de medição dos sensores para um servidor de rede através de uma ligação de comunicação móvel ou Ethernet. O servidor disponibiliza os dados úteis a um servidor de aplicações. Os dois servidores podem ser instalados localmente ou localizados na cloud.

PLCnext Control

O elemento central do quadro de comando é um PLCnext Control AXC-F 3152 a que são alinhados módulos I/O da família de produtos Smart Elements, utilizados para controlar as válvulas de solenoide. Todos os dados necessários para controlar eficientemente a rega são reunidos no PLC.

Sistema SCADA baseado na web

A instalação pode ser configurada, controlada e monitorizada remotamente em qualquer momento através do sistema SCADA Resylive baseado na web da Phoenix Contact. Também é possível criar relatórios sobre o consumo de água.

Plataforma de IoT aberta

O servidor de aplicações do software Environmental Monitoring Service está localizado na nossa própria plataforma de IoT aberta grovez.io, para aplicações de infraestrutura urbana.

Vantagens

Controlo automatizado e conforme necessário do sistema de rega poupa energia, custos e recursos
Transparência de dados ambientais: a monitorização remota completa da humidade, temperatura e condutividade do solo em tempo real
Derivação de medidas eficazes para a gestão sustentável de espaços verdes

Contacto

Fabian Pasimeni

Global Industry Manager Urban Infrastructure

smartcity@phoenixcontact.com

Terei todo o gosto em apoiá-lo no seu caminho para uma Smart City. Beneficie da nossa experiência de longa data e da nossa abrangente oferta de serviços.

Produtos

Controladores e elementos I/O para a automação

Tecnologia de automação

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De IWLAN, passando por Wireless IO, até LoRaWAN – as comunicações sem fios industriais permitem ligações sem fio seguras e fiáveis para aplicações industriais.

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Conclusão

Poupança de água de até 30 %

A rega inteligente no All Electric Society Park mostra como diferentes plantas, árvores e gramíneas podem ser regadas de acordo com as necessidades e com poupança de recursos. Em comparação com a rega simples e temporizada, isto resulta numa poupança de água de até 30 %.

Este exemplo também pode ser facilmente transferido para outros equipamentos urbanos. Assim, os dados também podem ser facilmente integrados nos controladores existentes.