Contents

Введение

Обзор системы орошения поля для гольфа

Эффективная ирригационная система имеет решающее значение для надлежащего обслуживания любого поля для гольфа. Он обеспечивает достаточный запас воды для поддержания здоровья газонной травы и ландшафтных растений, сохраняя при этом воду. Системы орошения полей для гольфа состоят из таких компонентов, как насосы, клапаны, разбрызгиватели, трубопроводы, метеостанции и центральные системы управления.

Насосы ирригационной системы забирают воду из таких источников, как озера, пруды или колодцы, и доставляют ее по магистральным и подводным магистралям к разбрызгивающим головкам, разбросанным по полю для гольфа. Электромагнитные клапаны, подключенные к этим трубопроводам, открываются и закрываются автоматически в зависимости от графика орошения, чтобы контролировать поток воды на различные участки русла.

Важность эффективного управления при обслуживании полей для гольфа

Эффективное использование и управление ирригационной системой является ключом к качественному содержанию обширного ландшафта поля для гольфа. Суперинтендант и управляющие земельными участками должны обеспечить безупречную работу различных компонентов орошения для равномерного распределения воды.

Такие факторы, как изменение погодных условий, уровень влажности почвы и т. д., необходимо отслеживать, чтобы вносить динамические корректировки в график орошения. Быстрое выявление и устранение любых неисправностей/утечек также имеет решающее значение. Для этого необходимы механизмы отслеживания и контроля в реальном времени.

Необходимость в решении для удаленного управления и мониторинга

Ручной мониторинг персоналом, обходящим поле для гольфа, отнимает много времени, неэффективен и не обеспечивает оперативного реагирования. Системы дистанционного управления и телеметрии удовлетворяют эту потребность в автоматизированном наблюдении и управлении обширной ирригационной сетью из центрального/удаленного места.

Суперинтендант может отслеживать скорость потока, давление, состояние клапана, изменения уровня влажности и т. д. и оперативно выявлять проблемы, чтобы активировать альтернативные графики. Быстрая диагностика и устранение неисправностей приводит к экономии воды и энергии. При необходимости можно дистанционно регулировать продолжительность/частоту полива без необходимости отправки персонала на место.

Remote Control of Golf Irrigation System

Компоненты решения для удаленного управления

Насосная станция

1. Функциональность

Насосные станции полей для гольфа являются важнейшими отправными точками для подачи оросительной воды. Погружные или вертикальные турбинные насосы, размещенные в бетонных колодцах/ямах, забирают воду из источника для подачи в магистрали.

Двигателями насосов необходимо управлять дистанционно, чтобы регулировать производительность на основе динамических графиков орошения для различных участков газона. За их функционированием и здоровьем необходимо следить круглосуточно для выявления любых сбоев. Расходомеры записывают и передают показания в реальном времени.

2. Интеграция с Motors и ПЛК Allen-Bradley через Modbus.

Электродвигатели насосов могут быть интегрированы в архитектуру автоматизации с использованием соответствующих аппаратных и программных шлюзов. Общие протоколы связи, такие как Modbus, позволяют двигателям передавать данные датчиков и получать управляющие сигналы от программируемого логического контроллера (ПЛК).

Широко используемые платформы ПЛК, такие как линейка Allen-Bradley ControlLogix, могут модулировать производительность насосов. Автоматические оповещения уведомляют о сбоях насоса, требуя ручных проверок или остановок для предотвращения повреждений.

ПЛК (программируемый логический контроллер)

1. Роль в ирригационной системе

ПЛК работает как центр автоматизации, сопоставляющий входные данные датчиков и передающий управление операциями на полевые устройства, такие как клапаны, насосы, счетчики и т. д., через интерфейсы Modbus.

Он запрограммирован на ирригационную логику, которая обрабатывает данные в реальном времени и сравнивает их с заданными значениями. На основе этого анализа инициируются выходные сигналы, приводящие в действие различные аппаратные компоненты.

2. Мониторинг данных в реальном времени через VNC/HMI.

Клиент Visual Network Computing (VNC) обеспечивает удаленный просмотр и управление системой ПЛК как виртуальными рабочими столами через безопасные интернет-протоколы. Системные администраторы могут устранять неполадки или изменять логику управления по мере необходимости.

Аналогичным образом, терминал человеко-машинного интерфейса (HMI) позволяет диспетчерам контролировать ирригационные операции в режиме реального времени. Измерения датчиков регистрируются и отображаются в виде трендов/отчетов с использованием интегрированного программного обеспечения SCADA.

Шлюз (ВПН-шлюз AR7088H)

AR7088H Промышленный маршрутизатор 3 LAN Две SIM-карты

1. Соединение с локальным ПЛК, HMI и ПК с ОС Windows.

Промышленный VPN-маршрутизатор AR7088H обеспечивает шлюз связи между полем для гольфа и удаленным инженерным центром. Он имеет несколько портов LAN для проводного подключения к устройствам на объекте — ПЛК, HMI, контроллерам ирригационных клапанов или ПК с ОС Windows.

2. Подключение к Интернету и использование глобального IP-адреса

Маршрутизатор оснащен встроенным сотовым модемом, поддерживающим подключение промышленного уровня 4G/LTE. Он получает уникальный общедоступный IP-адрес в глобальной сети, перенаправляя все данные от оборудования курса в облако и на серверы удаленной инженерной группы.

3. Частный IP-адрес и глобальное сопоставление IP-адресов

AR7088H сопоставляет локальные частные IP-адреса со своим глобальным IP-адресом для двунаправленной передачи данных оборудования. Эта трансляция NAT обеспечивает доступ в Интернет для ирригационных компонентов без изменения их сетевых настроек.

Возможности удаленного мониторинга

1. Доступ к веб-сервису HMI на ПК и мобильных устройствах.

Программное обеспечение для управления орошением HMI имеет встроенный веб-сервер, размещенный на офисном компьютере поля для гольфа, подключенном к ПЛК. AR7088H сопоставляет запросы к этому веб-серверу от удаленных устройств с частным IP-адресом компьютера.

Инженеры могут отслеживать информационные панели показателей эффективности орошения и аналитические диаграммы в браузере своего ПК или в мобильном приложении. Сложная визуализация данных позволяет диагностировать неисправности.

2. Проведение удаленного программирования и обслуживания ПЛК.

Команда удаленного проектирования может получить доступ к ПЛК ControlLogix с помощью программного обеспечения Studio5000 от Allen-Bradley. Маршрутизатор AR7088H отображает эту связь через VPN-туннель через межсетевые экраны.

Изменения программы для корректировки графиков орошения в зависимости от погоды или наложения новых газонов могут быть легко загружены специалистами без необходимости посещения объекта.

3. Использование VNC-клиента для доступа к удаленному рабочему столу ПК с ОС Windows

Программа просмотра VNC на компьютере инженера обеспечивает подключение через маршрутизатор AR7088H к машине диспетчерской полива поля для гольфа. Это дает полный контроль над удаленным рабочим столом для обновления программного обеспечения или практического устранения неполадок.

Решение для дистанционного управления поливом

Создание удаленной сети

1. Связь между удаленными объектами и инженерами

Исторически сложилось так, что специальные решения APN или модемы коммутируемого доступа устанавливались для создания дорогостоящих частных сетей между полями для гольфа и центральными инженерными офисами. Общественная интернет-инфраструктура или сотовая связь сегодня влекут за собой снижение затрат на оборудование.

2. Использование глобального IP-адреса

Динамическое распределение глобальных IP-адресов с использованием промышленных сотовых маршрутизаторов заменило использование статического общедоступного IP-адреса, для которого ранее требовались выделенные выделенные линии. Он по-прежнему обеспечивает надежную бесперебойную работу благодаря VPN-шифрованию.

Подключение двигателя и протокол Modbus

1. Интеграция двигателей с ПЛК Allen-Bradley.

Раньше для сопряжения оросительных двигателей с ПЛК требовались карты ввода-вывода или дополнительные преобразователи сигналов. Благодаря переходу к распределенным архитектурам и внедрению промышленного протокола Modbus интеллектуальные частотно-регулируемые приводы и двигатели теперь могут интегрироваться напрямую.

2. Протоколы связи для эффективного управления

Зашитые аналоговые/цифровые сигналы ограничивали гибкость управления между ПЛК и полевыми устройствами. Современные цифровые протоколы Plug-and-Play, такие как Modbus-RTU, Modbus-TCP, обеспечивают программную автоматизацию.

Промышленный VPN-шлюз AR7088H

1. Ethernet-соединение с локальным ПЛК, ЧМИ и ПК с ОС Windows.

Обычные решения SCADA и телеметрии зависели от собственных серверных частей с привязкой к поставщику. Маршрутизатор AR7088 предлагает открытую промышленную сеть для локальной интеграции ПЛК, HMI и ПК.

2. Глобальный IP-адрес для подключения к Интернету.

Подключение устаревших компьютеров основывалось на статических общедоступных IP-адресах или хост-серверах на поле для гольфа, реализующих протокол NAT. Благодаря сотовым шлюзам AR7088H динамические глобальные IP-адреса обеспечивают плавный доступ к облаку.

3. Частный IP-адрес и глобальное сопоставление IP-адресов

Раньше преобразование адресов исходной сети (SNAT) должно было выполняться локальными серверами, такими как компьютеры с Windows NT, перед маршрутизацией через Интернет. AR7088H полностью обрабатывает этот переход IP-схемы внутри себя.

Сопоставление частного IP с глобальным IP

1. Функциональность AR7088H при сопоставлении частных IP-адресов с глобальными IP-адресами.

Сотовый VPN-маршрутизатор имеет встроенный модуль NAT для преобразования частных локальных IP-адресов, таких как 192.168.1.X, 10.10.X.X, 172.16.X.X, во временный общедоступный IP-адрес глобальной сети, например 166.23.X.X, предоставленный оператором сотовой связи.

Это позволяет устройствам только с частной адресацией симметрично подключаться через Интернет. Шлюз автоматически обрабатывает преобразования IP-схемы без необходимости использования статических IP-адресов или сопоставления портов.

Удаленный доступ для программирования и мониторинга

1. Доступ к веб-сервису на ПК и мобильных устройствах

В традиционных системах SCADA создание информационных панелей требовало сложного внешнего программирования с привлечением ресурсов разработчиков. Современные платформы HMI предоставляют готовые модули веб-серверов и кроссплатформенные приложения «из коробки» для упрощения развертывания.

2. Функции удаленного программирования ПЛК

Более ранние модемы и собственные инструменты программирования предлагали очень ограниченные возможности отладки для удаленных инженеров по автоматизации. Allen-Bradley Studio 5000 IDR теперь предоставляет расширенные возможности удаленного редактирования, моделирования и устранения неполадок.

3. Клиент VNC для доступа к удаленному рабочему столу ПК с ОС Windows

Устаревшие программы удаленного рабочего стола в основном представляли собой эмуляторы терминала только с текстовым интерфейсом. Современные клиенты VNC поддерживают полное подключение графического пользовательского интерфейса, защищенное туннелированием VPN через маршрутизатор AR7088H. Это обеспечивает неограниченный доступ к программному обеспечению.

Заключение

Краткое описание решения для удаленного управления

Таким образом, внедрение маршрутизаторов-шлюзов на основе сотовой связи, таких как AR7088H, делает возможным внедрение комплексных экосистем удаленного администрирования для орошения полей для гольфа с умеренными затратами на инфраструктуру.

Безопасные VPN-каналы через общедоступные сети можно довольно гибко создавать между полевыми датчиками, приводами двигателей, приборами учета и центральными инженерными офисами. Открытые стандартные промышленные протоколы способствуют совместимости оборудования различных производителей.

Преимущества в достижении эффективного управления полем для гольфа

Функции автоматического дистанционного отслеживания и управления повышают надежность широко распространенной ирригационной инфраструктуры, такой как трубопроводы, насосы и клапаны, на акрах поля для гольфа.

Это помогает экономить воду, электричество и рабочую силу, предотвращая сбои в работе гидравлики или чрезмерный полив. Анализ данных телеметрии также помогает планировать долгосрочную капитальную модернизацию благодаря возможностям профилактического обслуживания.

Будущие перспективы и усовершенствования в области дистанционного управления ирригацией

Когда операторы сотовой связи перейдут на широкополосную связь 5G, облачные SCADA и системы поддержки принятия решений, использующие платформы IoT, станут более жизнеспособными и доступными. Аналитика на основе искусственного интеллекта в сочетании с инфракрасными изображениями геопространственных дронов и прецизионными датчиками может способствовать разумному управлению водными ресурсами.

Интеграция интеллектуальных ячеистых сетей с узлами периферийных контроллеров, питаемых от солнечных батарей, может расширить возможности удаленного администрирования по всему маршруту, устраняя сложную прокладку кабелей. Использование устройств Интернета вещей также способствует экономии воды за счет распределения воды для конкретного участка с учетом различий в микроклимате.

FAQ

Что такое контроллер ирригационной системы?

Контроллер ирригационной системы работает как центр управления, управляя клапанами для подачи воды через различные сетевые трубопроводы в нужные зоны с газоном на поле для гольфа в соответствии с графиком. Он посылает сигналы срабатывания на электромагнитные клапаны и контролирует датчики расхода.

Как вы контролируете полив?

Эффективный контроль орошения включает динамическую модуляцию продолжительности и частоты полива для различных частей поля для гольфа в зависимости от условий в реальном времени. Автоматизированный контроллер изменяет графики в ответ на данные датчиков, например: сокращение циклов, когда прогнозируется дождь, или ограничение полива в ветреные дни, чтобы сократить потери от испарения.

Как выбрать контроллер полива?

Факторами, влияющими на выбор контроллера орошения, являются: количество поддерживаемых клапанных станций в соответствии с требованиями объекта, тип сети (проводная, беспроводная), гибкость для создания сложных расписаний на основе событий, возможность интеграции с датчиками влажности почвы, измерителями погоды, главными клапанами. Также оцените, доступен ли вариант удаленного подключения через Интернет или мобильные приложения.

Какие датчики используются в системе автоматического полива?

Некоторые распространенные датчики, интегрированные с автоматическими контроллерами орошения для оптимального управления водными ресурсами, включают датчики влажности почвы, датчики температуры и влажности, анемометры, расходомеры, анализаторы качества воды, дождемеры, датчики уровня (для прудов/резервуаров), энкодеры обратной связи управления клапанами и главный клапан. датчики давления.