Notas Técnicas

Monitoreo de Sitios Remotos con Tecnología IOT - PARTE 2

Habiendo repasado las principales características técnicas del dispositivo RANGER de SignalFire, en esta segunda parte de la nota veremos algunos ejemplos de aplicaciones

Aplicaciones

Sin lugar a dudas, la tecnología de IoT encuentra hoy cada vez más ámbitos de uso, en todo tipo de aplicaciones. Entre otras, podemos mencionar por ejemplo las siguientes:

Integración de redes wireless de 900 MHz:

SignalFire ha desarrollado y ha sido reconocido en el mercado por las soluciones de instrumentación inalámbrica, basada en nodos que utilizan una estructura de mesh y se comunican con un concentrador o gateway en la banda de 900 MHz. Esto permite resolver aplicaciones de muchos puntos de medición distribuidos en un rango de alrededor de 800 m cuando los nodos se alimentan con baterías internas o un rango mayor para nodos alimentados externamente. Hay disponibles transmisores de campo inalámbricos para señales analógicas (4-20mA y 1-5V) y discretas, sensores de temperatura (RTD y termocuplas), pulsos (caudalímetros), presión, nivel e interfase con sensor magnetoestrictivo, dispositivos HART o MODBUS, etc. 

El RANGER es el complemento ideal para estos sistemas, cuando el usuario tiene varios sitios remotos instrumentados y quiere disponer de la información en su sistema. Agregando un módulo MODBUS en el RANGER es posible transmitir a la nube la información de todas las mediciones de campo que fueron registradas por los dispositivos wireless de cada locación y concentradas en el gateway.

Tanto el Gateway de 900 MHz como el RANGER tienen aprobación para ser instalados en áreas clasificadas (Clase I, División 2), lo que permite su uso en todo tipo de instalaciones dentro de las industrias de petróleo y gas, petroquímicas, minería, etc.

Sistemas de válvulas de shut-down:

Dado que es frecuente que para el accionamiento de válvulas de emergencia se utilice la presión neumática generada a partir de un banco de cilindros con nitrógeno (como suministro principal o como respaldo), el RANGER puede ser una excelente solución para monitorear el estado de dicho suministro y garantizar la disponibilidad cuando sea necesario. Una falla en el sistema neumático podría hacer que la válvula de seguridad no pueda cerrarse en la condición de emergencia, con graves consecuencias para la instalación, el ambiente, el proceso, etc.

De acuerdo con la instrumentación que se haya instalado, se podrán transmitir las señales discretas de presostatos de baja y alta presión, la señal de un transmisor de presión analógico, o incluso incluir el monitoreo de la posición de la válvula o el comando de la misma en forma remota.

Suministro de gases especiales:

Muchos dispositivos importantes requieren el suministro de gases especiales para su correcto funcionamiento. Un claro ejemplo de esto son los cromatógrafos, que utilizan Helio (alternativamente puede ser nitrógeno, argón, etc.) como gas “carrier” para transportar los componentes de la muestra, y cuya presión debe estar garantizada dentro del rango especificado por el fabricante.

En este caso, el RANGER no sólo puede ser importante para monitorear el estado de este suministro y coordinar la logística del reemplazo de los tubos de gas carrier agotados, sino que se podría utilizar incluso para transmitir los resultados de los análisis del cromatógrafo si se incorpora el módulo con comunicación MODBUS/RTU. Algo similar puede utilizarse con otros gases, como en el caso del suministro de oxígeno para centros de salud. En esta aplicación habitualmente se distribuye oxígeno líquido que se almacena en un taque de gran capacidad y luego se vaporiza en el sitio en donde se va a utilizar, por lo que el RANGER podria integrarse con la medición de nivel en el tanque de almacenamiento y con la medición de caudal si estuviera disponible.

Monitoreo de tanques de almacenamiento y consumo de GLP a granel:

El GLP (propano y butano) se utiliza como fuente de energía en muchísimos sitios que no tienen acceso a la red de gas natural. En muchos casos, las empresas distribuidoras instalan pequeños tanques de almacenamiento en la locación del usuario, y deben programar un recorrido para recargar el GLP a medida que se va consumiendo. Esto hace que en muchos casos la logística no sea la ideal, ya que pueden visitarse sitios que no requieren una recarga o por el contrario correr el riesgo de dejar sin suministro a un cliente que ya consumió lo que tenía almacenado.

El RANGER puede convertirse en una excelente solución para que la empresa encargada del suministro tenga información en tiempo real de sus clientes, y poder programar el recorrido de la flota de camiones para las recargas en forma óptima.

Dependiendo de la instalación, el RANGER podría tomar información de un transmisor de nivel y/o de presión en el tanque o en la línea de alimentación al consumo, o incluso de un caudalímetro si el cliente lo tuviera instalado para que la empresa pueda facturar por el GLP consumido (como suele ocurrir en algunas instalaciones industriales o grandes consumidores).

Medición de estaciones de regulación de gas natural:

Dentro de las redes de distribución de gas natural es habitual encontrar estaciones de regulación de presión basadas en válvulas auto-reguladoras, y que además pueden incluir la medición de caudal del gas tomado de la red. En estos casos, el RANGER puede aceptar en sus entradas analógicas de 4-20mA o 1-5V las señales de sendos transmisores de presión ubicados aguas arriba y aguas abajo de la reguladora, y del caudalímetro en una de sus entradas discretas ya que aceptan señales de pulsos de hasta 2 kHz.

Como se muestra en la imagen, también podría monitorearse el estado de una válvula de bloqueo del suministro si la misma tiene disponible los correspondientes interruptores de posición. De esta manera, el operador podría recibir una alarma (email o SMS) cuando la válvula cambia de posición.

Sistemas de alerta temprana de inundaciones:

El monitoreo de las alturas de cauces de agua (arroyos, ríos, lagos, etc.) puede ser una herramienta muy importante para implementar sistemas de alerta temprana de inundaciones, de modo de poder tomar medidas de contención o paliativas. Dado que los puntos de monitoreo pueden estar distribuidos en grandes extensiones, como toda una provincia o a lo largo de un río que recorra varias provincias, una solución como la que ofrece el RANGER es ideal, ya que sólo requiere de cobertura de LTE-M1. La medición de nivel puede implementarse por ejemplo con un sensor ultrasónico o un radar sin contacto, que será alimentado por el propio dispositivo, a través de sus baterías internas.

El GPS incorporado ayudará a vincular inequívocamente las mediciones con la posición geográfica real del punto.

En algunos casos, la medición de nivel también puede complementarse con algún sensor de velocidad del agua, que podría ser integrado al RANGER usando una señal de 4-20mA o bien usando MODBUS.

Control de suministro de agua:

Aprovechando todas las entradas y salidas, el RANGER puede ser capaz de resolver el monitoreo y control completo de un sistema de almacenamiento de agua, como los que suelen utilizarse en aplicaciones de riego o fracking en pozos de petróleo y gas. Usando el módulo de E/S adicionales, un RANGER puede tomar la lectura del sensor de nivel del reservorio y la presión de impulsión de la bomba de las señales de 4-20mA, el caudal de la bomba con una entrada de pulsos (o alternativamente también como 4-20mA), el comando de la bomba a través de la salida de relé tipo latch, y el estado de la misma mediante dos entradas discretas. De este modo, el operador podrá por ejemplo recibir un mensaje de alarma cuando el nivel en el reservorio está por debajo de un determinado valor, y encender la bomba en forma remota para recargarlo, monitoreando la performance de la misma.

Logística de distribución de productos químicos:

Las empresas dedicadas al suministro de productos químicos necesitan tener un estricto control de las existencias en los usuarios finales para programar adecuadamente la reposición del producto consumido. En algunos casos también es importante la localización de los tanques ya que los mismos pueden ser móviles y desplazarse a diferentes locaciones. Un ejemplo de esto sería la distribución de inhibidores de corrosión que se inyectan en pozos de producción de petróleo y gas, productos clorados para potabilización de agua, etc.

En estas aplicaciones, el RANGER ofrece las dos soluciones al mismo tiempo, ya que por un lado transmite la información del sensor de nivel (o los interruptores de alto y bajo nivel) dispuesto en el tanque, y por otro actualiza permanentemente su localización gracias al GPS que tiene incorporado.

Así, el responsable de la logística sabrá convenientemente cuándo debe enviarse más producto a destino, y dónde está ubicado el tanque.

La plataforma de SignalFire en la nube ofrece la geolocalización como estándar, y puede ser accedida por cualquier navegador web, tanto en computadoras como en tablets o celulares.

Monitoreo de generadores:

Por diferentes motivos, muchas empresas deciden instalar grupos generadores de electricidad transportables. La decisión puede estar relacionada con la necesidad de tener un respaldo o un complemento del suministro eléctrico principal, o bien generar energía eléctrica en locaciones remotas que no están vinculadas a la red de distribución. Estos generadores o grupos electrógenos están habitualmente vinculados a una logística similar a la descripta en la aplicación anterior ya que puede involucrar la medición de nivel en el tanque de combustible, la geolocalización, y el monitoreo de parámetros de funcionamiento.

Utilizando un RANGER en cada generador, el propietario y/o el operador de los mismos podrá tener en tiempo real su ubicación, y el nivel de combustible en el tanque de alimentación, para disponer de la logística necesaria para la recarga. Si el controlador del generador dispusiera de un puerto de comunicación MODBUS, también se podrían transmitir a la nube los datos de su performance.

Otras aplicaciones:

La versatilidad del RANGER permite su uso en una gran cantidad de aplicaciones, cada vez que se necesite integrar de una forma simple y rápida las mediciones de sensores remotos directamente en la nube:

• Sistemas de riego y distribución de agua potable
• Monitoreo de nivel y temperatura en silos con granos
• Suministro de oxígeno en hospitales
• Integración de estaciones meterológicas

>> Por más información, consultenos a: info@escoarg.com.ar