水タンクを確認するために梯子を登るのをやめて、ようやく8年かかりました

私の名前は周です, 私は流体自動化の分野でほぼ8年間働いています. もし誰かにこの仕事で最も変わったことは何かと聞かれたら, 「IoT革命」のような流行語は言いません。これだけは言います: それは、元旦にスリッパを履いて郊外のプロパンタンクにどれだけのガソリンが残っているかを確認するために雪の中を歩く必要がなくなったことです.

以下の話はすべて、私や私のクライアントが実際に経験した実際の状況です. 当時私たちが苦労した数字とトレードオフを説明します。なぜなら、センサーの選択は「一番高価なものを買えばいい」という単純なものではなかったからです。

1. 母がほとんど発情しそうになったあの冬
それは自分の家族から始まる. 母は河北の田舎に住んでいます, 500ガロンの水槽で (約1,900リットル) 裏庭の住宅用プロパンタンクが壁に取り付けられたボイラーに水を供給している様子. 数年前までは, 毎年冬になると、彼女は厚着をしなければならなかった, 出て行け, そしてゲージキャップを外してダイヤルを読みます. 雪が深く積もったとき, 彼女はそこにたどり着けなかった. 1年, 12月下旬に, タンクは空になった; サプライヤーはホリデーシーズンで休業していました, ボイラーは2日間停止しました, 水道管はほとんど凍りかけて破裂しそうになった.

その後、彼女のためにLoRaWAN付きのワイヤレスレベルモニターを設置しました. その鍵は派手なセンサーではなく、タンクの上に取り付けられた安価なモジュールで圧縮ガス圧力を測定し、液体レベルに変換するものでしたが、データをクラウドに送信するものでした, 2つのルールが設定されています:

下に降りて 20% そして、私と母の燃料供給業者の両方に自動的にSMSが送信されます;
サプライヤーのバックエンドで, 彼らはデータを集約し、 11 この地域の世帯はすべて以下のものでした 25%, そこで1台のトラックを派遣し、一度の往復で全てを補充しました.
それを裏付けるデータ: そのトラックは通常、3回の往復を行っていたはずです; それらを組み合わせると、走行距離と労働力が約減ります 60%, 母の暖房中断は年に1〜2回からゼロに減りました.

トレードオフ: 農村部でのLoRaWANのカバレッジは現実的な問題です. 母の庭の電波は弱かった, そこで、 $8 屋根上の屋外アンテナでパケットロスレートを以下に移す 15% ダウン・トゥ・アンダー 1%. 華やかではない, しかし、それがなければシステム全体が盲目になります.

2. メッティングプラントの「フォーム・ナイトメア」: 超音波またはレーダー?
私の最初の本格的な工業プロジェクトは、地元の電気めっき工場でした. 彼らは高さ6メートルの塩酸で非接触測定を行う必要がありました (HCl) タンク — HClは非常に腐食性が高く、接触式フロートスイッチは1ヶ月で腐ってしまいます, 絶対に選択肢にありません.

節約のために, 私はまず超音波検査を選びました. 単純な原理: 上から高周波の音波を発します, エコータイムを測定してください. 最初の2週間はとても良かったです, ±2cm以内で安定した数値. そして雨季がやってきた. タンクの口から立ち上る酸性ミストと泡が超音波測定を混乱させ始め、ある日「残り40%」と表示されました,しかしポンプが引き出したとき, タンクはすでに空だった, そして、それは燃え尽きてしまいました。 $1,700 磁気ポンプ.

何がうまくいかなかったのか? 超音波は音速に依存しています, その速度は温度によって歪められます, 蒸気, そしてフォーム. HClタンクの口は常に酸性の霧に包まれており、まるでセンサーに厚い毛布をかけているようなものです.

重さを量った後, レーダーに切り替えました. レーダーは電磁波を利用します, これらは蒸気や泡の影響をほとんど受けません, そして粘性で安定しています, 不均一な表面液体 (後に測定された重油スラッジと同様に). 費用:

単価は約から跳ね上がりました $420 超音波から約 $1,260 レーダーでは3倍の量です;
しかしポンプは二度と焼き尽くすことはありませんでした, そして、1年分の部品貯蓄とダウンタイムがそれを支払った.
あの仕事で一言だけ教えてくれた: 腐食性において, 粘性, または蒸気が多い状態, 接触や超音波に数百ドルを惜しんではいけません。長い目で見ればレーダーが安価な選択肢です.

3. 深部の井戸と「水に浸かる」センサー
3番目のケースは郊外の農場の地下水緩衝タンクでした, 埋葬 12 深さは数メートル, 深くて狭い, 降りる梯子もない. 上からの超音波またはレーダー発射? 水槽の入り口は狭すぎ、進路も曲がっていて、波は正確に当たっていなかった.

そこが静圧装置の場所です (潜水艇) 圧力伝達器が唯一の合理的な答えとなりました. タンクの底に置かれています, 液体カラムが加える圧力を測定すること, そして既知の密度があれば、体積を逆算します. 「水に浸す」という設計意図があり、表面の泡や流れの攪拌に完全に免疫があります.

それを裏付けるデータ: 農場では月に一度誰かを送り込んで手動で計測していました, 誤差は最大±10%に達します; 静水装置を設置し、3か月間連続録音した後, 手動キャリブレーションに対する逸脱は、 < 1%.

トレードオフ: 静水装置の致命的な欠陥は密度の仮定です. しばらくの間、水源を変えて水が濁ってしまいました; 密度がちょうど変わった 3%, そして測定値はずれていった. 後にプラットフォームに「四半期ごとの密度校正」リマインダーを追加しました — どんなに技術が優れていても, メディア自体の変化に対応できません.

もう一つの実務的な問題: 農場には電力網がありませんでした. 私は特に超低消費電力のものを選びました + リチウムバッテリー + 小型太陽光パネルバージョン, 評価は 5 待機年数. 実際には運行されていました 3.5 バッテリーが故障する何年も前に、定格よりも早く、河北の冬が霞んでいて太陽光発電の補充が不足していたためです. また「指定スペックとスペック」のレッスンです. 本当の環境だ。」

4. オーバーフロー事件: 罰金はセンサーの100倍ものでした
一番怖かったのは友人のディーゼル配給ステーションでした. 30立方メートルのディーゼルタンクは手動監視に依存していました. 荷下ろし中の一晩, オペレーターは食事に行った; 彼が戻ってきた時には, ディーゼルが床中に散らばっていた. 環境罰金は $11,000, さらに2週間の閉鎖もあった.

私は彼らに高レベルのインターロックを装着しました: at 90% ハイアラームが作動します, および 95% 自動閉鎖の信号をオフロードポンプに直接送ります. これは「見てみろ」ではなく、「あなたのために行動する」ということです。

逆方向に, 低空でも装備が壊れます. 別のクライアントのポンプピットはゼロまで動き続け、モーターは燃え尽きてしまいました; 交換コストが上がった $850. ドライランプロテクションを追加した後, ポンプは自動的に停止します 5 乾くまで数秒.

計算は明確です: 感覚 + インターロック付きの制御パッケージの費用はおそらく1,400〜2,800ドルで、1回のスピルやポンプ1回よりは安いです.

5. 自治体側: 数百のサイト, 誰も運転していない
ラスト, 大きな. 私は中国北部のある郡の遠隔テレメトリー水管理アップグレードに参加しました, 郊外に点在する200以上の貯水池と下水槽の水位をSCADAに接続します. 以前は, 毎年洪水の季節には、彼らは車両を派遣してそれぞれの車を点検していた; 今では中央画面がすべてを一目で映し出します, そして、その傾向から、6〜12時間後にどの穴が溢れ、どの川が水位を上げるかを予測できます.

それを裏付けるデータ: アップグレード後, 洪水シーズンの現地電報は 40 パーソントリップ/デイ・トゥ・アンダー 5, 消防ではなく予測することで.

トレードオフ: SCADAの罠は積分とOにあります&M, センサーではなく. あれだ 200 サイトは様々なプロトコルについて話していました; 話し合うだけで2ヶ月かかりました. そしてその後もプラットフォーム自体を監視し、プラットフォームが倒れないようにしなければなりません. テクノロジーは労働力を節約できる, しかし、「使い方を知っている人」の必要性をなくすことはできません。