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Case Study (ENG) Biogas Plant Automation and Monitoring

Implementation of the control, automation and monitoring system of a biogas plant through the installation of a Raspberry PLC and a Raspberry Panel PC.

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3. O p e n s o l u t i o n . N o l i c e n s e f e e s . M o d u l a r s o l u t i o n : T h e p r o j e c t c a n b e e x t e n d e d i n t h e f u t u r e i f t h e c l i e n t r e q u i r e s i t , 2 4 / 7 t e c h n i c a l s u p p o r t : O u r t e c h n i c a l t e a m i s a v a i l a b l e t o h e l p y o u 2 4 / 7 v i a p h o n e , m a i l o r W h a t s A p p . E q u i p m e n t d e s i g n e d a n d m a n u f a c t u r e d f o r i n d u s t r i a l u s e a t a l o w e r p r i c e t h a n c o m p e t i t i v e p r o d u c t s . C A S E S T U D Y G o o d c o m m u n i c a t i o n s E t h e r n e t c o m m u n i c a t i o n h a s a h i g h e r s p e e d a n d b a n d w i d t h t h a n o p t i o n s s u c h a s W i - F i o r G P R S . T h a n k s t o t h e d u a l E t h e r n e t p o r t s , t h e d u a l R S - 4 8 5 , W i F I , B l u e t o o t h , C A N b u s a n d o t h e r o p t i o n s , R a s p b e r r y P i P L C f a m i l y c a n c o n n e c t t o a l a r g e n u m b e r o f d e v i c e s a n d t o u s e m u l t i p l e p r o t o c o l s a n d c o m m u n i c a t i o n p o r t s . I n d u s t r i a l S h i e l d s w o n t h i s p r o j e c t a n d b e a t i t s m a j o r c o m p e t i t o r t h a n k s t o : W H Y I N D U S T R I A L S H I E L D S ? F à b r i c a d e l P o n t 1 - 1 1 · ( R e c i n t e i n d u s t r i a l d e l P o n t V e l l ) · 0 8 2 7 2 , S a n t F r u i t ó s d e B a g e s ( B a r c e l o n a ) · S p a i n i n f o @ i n d u s t r i a l s h i e l d s . c o m • w w w . i n d u s t r i a l s h i e l d s . c o m B E N E F I T S m o n i t o r i n g a l l t y p e s o f d a t a , s u c h a s p l a n t s i t u a t i o n i n r e a l t i m e , d i s p l a y i n g c e r t a i n a l a r m s a n d s e n s o r s h i s t o r y , c o n f i g u r a t i n g a l l a v a i l a b l e p a r a m e t e r s , p r o c e s s i n g l a r g e d a t a p a c k e t s d u e t o t h e i r h i g h c a p a c i t i e s a n d w o r k i n g i n m a n y d i f f e r e n t s t a n d a r d p r o t o c o l s . D a t a m o n i t o r i n g I n f o r m a t i o n c a n b e d i s p l a y e d o n I n d u s t r i a l S h i e l d s t o u c h s c r e e n s , w h i c h s t a n d o u t f o r :

1. T h e s u b s t r a t e i n p u t i n c l u d i n g t h e a n a e r o b i c d i g e s t i o n N i t r o g e n r e m o v a l E f f l u e n t e x t r a c t i o n T h e u s e o f b i o g a s t o p r o d u c e e l e c t r i c a n d t h e r m a l e n e r g y i t s e a s y i n t e g r a t i o n a n d c o m m u n i c a t i o n w i t h t h e P L C i t s h i g h p e r f o r m a n c e . T h e b i o g a s p l a n t i s d i v i d e d i n t o f o u r p a r t s , e a c h o f w h i c h i s r e s p o n s i b l e f o r a d i f f e r e n t p r o c e s s : T h e m a n a g e m e n t i s c a r r i e d o u t b y a R a s p b e r r y 5 8 + P L C d u e t o t h e e x t e n s i v e n u m b e r o f d i g i t a l a n d a n a l o g I / O s a v a i l a b l e , t h e E t h e r n e t a n d W i - F i c o m m u n i c a t i o n s a m o n g o t h e r s a n d , e s p e c i a l l y , t o i t s h i g h p r o c e s s i n g c a p a c i t y , c a p a b l e o f d e v e l o p i n g m u l t i p l e p r o c e s s e s s i m u l t a n e o u s l y p r o v i d i n g a h i g h r e s p o n s e . A T o u c h B e r r y P a n e l P C m o n i t o r s t h e i n f o r m a t i o n d u e t o : T h e s e n d i n g o f d a t a t o t h e c l o u d i s d o n e t h r o u g h t h e E t h e r n e t c o n n e c t i o n , u s e d t o c o m m u n i c a t e w i t h t h e s e r v e r w i t h a h i g h s p e e d i n t e r a c t i o n . I m p l e m e n t a t i o n o f t h e c o n t r o l s y s t e m a n d t h e p l a n t a u t o m a t i o n . I n s t a l l a t i o n o f a s c r e e n f o r l o c a l c o n t r o l a n d m a n a g e m e n t o f t h e m a c h i n e . I m p l e m e n t a t i o n o f s e n d i n g d a t a t o t h e c l o u d . O u r c u s t o m e r ' s p u r p o s e i s t o c e n t r a l l y m a n a g e a n d m o n i t o r a l l s t e p s o f t h e b i o g a s c r e a t i o n m e t h o d . T h i s w i l l i n v o l v e t h e f o l l o w i n g s e c t i o n s : I M P L E M E N T E D S O L U T I O N C H A L L E N G E C A S E S T U D Y I N D U S T R I A L S H I E L D S B I O G A S P L A N T A U T O M A T I O N A N D M O N I T O R I N G B i o g a s i s a f u e l g a s g e n e r a t e d i n n a t u r a l e n v i r o n m e n t s o r t h r o u g h s p e c i f i c d e v i c e s , d u e t o t h e b i o d e g r a d a t i o n r e a c t i o n s o f t h e o r g a n i c m a t e r i a l . I t i s p r o d u c e d b y t h e a c t i o n o f m i c r o o r g a n i s m s a n d o t h e r f a c t o r s , a l w a y s i n t h e a b s e n c e o f o x y g e n . B i o g a s p l a n t s t a k e a d v a n t a g e o f t h a t a n d t r e a t t h e b i o m a s s t o p r o d u c e e n e r g y . T h e s e p l a n t s h a v e a l o t o f m a c h i n e s l i k e f e r m e n t e r s , a g i t a t o r s o r m u l t i p l e k i n d o f m e t e r s , s u c c e s s f u l l y c o m p l e t e e a c h p a r t o f t h e p r o c e s s .

2. T h e c u s t o m e r ' s m a i n o b j e c t i v e i s t o p r o c e s s b i o m a s s w a s t e t h a t m a y h a v e a v e g e t a b l e o r a n i m a l o r i g i n . T h i s w a s t e i s p l a c e d i n t h e a n a e r o b i c d i g e s t i o n m o d u l e w h e r e b i o g a s i s c r e a t e d a f t e r a c e r t a i n p e r i o d o f t i m e . T h i s b i o g a s i s i m p l e m e n t e d i n a n e n g i n e w h i c h i s u s e d t o p r o d u c e t h e r m a l a n d e l e c t r i c a l e n e r g y . A p a r t o f t h e w a s t e f r o m t h e a n a e r o b i c d i g e s t i o n m o d u l e i s s e n t t o a n i t r o g e n f e e d r e a c t o r , a n d t h e o t h e r p a r t i s s e n t t o a n o p e r a t i n g a c c u m u l a t i o n p o n d . A f t e r a l l t h e s e p r o c e s s e s , r e c i r c u l a t i o n t a k e s p l a c e a s t h e p r o d u c t f r o m t h e n i t r o g e n f e e d r e a c t o r i s s e n t t o t h e a n a e r o b i c d i g e s t i o n m o d u l e . T h e a n a e r o b i c d i g e s t i o n m o d u l e a n d t h e n i t r o g e n f e e d r e a c t o r h a v e t o b e u n d e r a h e a t i n g s y s t e m t o m a i n t a i n a c e r t a i n t e m p e r a t u r e o v e r t i m e , s o t h e c u s t o m e r u s e s a t e m p e r a t u r e s e n s o r t o a c h i e v e t h i s . I t i s a l s o i m p o r t a n t t o g e t a r e a l t i m e c o n t r o l o f t h e p r e s s u r e t h r o u g h a n o t h e r s p e c i f i c p r o b e , s o p r e s s u r e i s a l w a y s a v i t a l p a r a m e t e r t o t a k e i n t o a c c o u n t w h e n t a l k i n g a b o u t g a s m a n a g e m e n t . F o r t h i s r e a s o n , t h e c u s t o m e r h a s i m p l e m e n t e d o t h e r s e n s o r s s u c h a s s l u d g e p r o b e s , a i r a n d b i o g a s m e t e r s , t h e m o n i t o r i n g o f i t s p l a n t s i t u a t i o n i n r e a l t i m e , t h e c o n t r o l o v e r t h e d i f f e r e n t o p e r a t i o n s , t h e v i s u a l i s a t i o n o f c e r t a i n a l a r m s a n d s e n s o r / a c t u a t o r h i s t o r y , t h e c o n f i g u r a t i o n o f a l l a v a i l a b l e p a r a m e t e r s , a n d t h e d e f i n i t i o n o f a h i e r a r c h y w i t h r e s p e c t t o a l l p o s s i b l e u s e r s o f t h e s y s t e m . e a c h w i t h s i g n i f i c a n t m a n a g e m e n t o v e r a n d a b o v e t h e o v e r a l l s y s t e m . A n o t h e r i m p o r t a n t a s p e c t i s t h e l o c a l m a c h i n e m a n a g e m e n t d i s p l a y c o n t r o l . T h a n k s t o I n d u s t r i a l S h i e l d s t e c h n o l o g y , t h e c u s t o m e r h a s i m p l e m e n t e d : F i n a l l y , t h e s e n d i n g o f d a t a t o t h e c l o u d i s i m p l e m e n t e d . T h i s p r o c e s s i s b a s e d o n a c o m m u n i c a t i o n w i t h t h e s e r v e r . T h e c h o s e n m e t h o d i s E t h e r n e t d u e t o i t s h i g h e r s p e e d a n d b a n d w i d t h c o m p a r e d t o o t h e r o p t i o n s s u c h a s W i - F i o r G P R S . T h a n k s t o t h e d e s i g n o f a n i n t e r f a c e , a l l i n f o r m a t i o n i s d i s p l a y e d i n a c o n v e n i e n t w a y b y a T o u c h b e r r y P a n e l P C . C A S E S T U D Y F à b r i c a d e l P o n t 1 - 1 1 · ( R e c i n t e i n d u s t r i a l d e l P o n t V e l l ) · 0 8 2 7 2 , S a n t F r u i t ó s d e B a g e s ( B a r c e l o n a ) · S p a i n i n f o @ i n d u s t r i a l s h i e l d s . c o m • w w w . i n d u s t r i a l s h i e l d s . c o m Cloud Server B i o g a s s e n s o r s B i o g a s a c t u a t o r s R a s p b e r r y 5 8 + P L C T o u c h B e r r y P a n e l P C E t h e r n e t E t h e r n e t D i g i t a l / A n a l o g O u t p u t s Digital/Analog Inputs T h a n k s t o I n d u s t r i a l S h i e l d s t e c h n o l o g y , t h e c u s t o m e r h a s a c h i e v e d i t s g o a l b y f u l l y a u t o m a t i n g t h e s y s t e m .

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