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冷却水循環装置(チラー)のリアルタイム監視事例

2021/09/03

プロジェクト概要

石油化学などをはじめとする重化学工場では、周囲温度が高い環境で多くのデバイスを操作するケースが多く存在します。こうしたデバイスを安定して動作させるためには、熱を効率的に放散させる高効率な冷却システムに加え、システム管理を行うスマートソリューションの展開が必要不可欠です。

熱交換器・冷却ユニット・ウォーターポンプといった関連機器で構成されている冷却システムは、これまで使用した水を再循環させる方式を採用していましたが、水温・水圧・水位といった水質調査を適切に実行しなければ、堆積物や石灰などの影響から冷却システム効率を大幅に低減させてしまう可能性があります。こうした影響は、運用効率だけでなく不要なエネルギーを浪費してしまい、さらに不具合が発生してしまうと、工場自体を停止させてしまう可能性もあります。

こうした外的要因をリアルタイムで監視し最適な運用戦略を実行するため、某石油化学工場ではアドバンテックのエッジインテリジェンスソリューションを導入することで、効率的な設備の運用や設備寿命を改善するだけでなく労働要件を大幅に削減することに成功したリアルタイム監視システムを構築し、完全な自律運転に向けてプロジェクトを進めています。

プロジェクト要件

当システムを導入する以前では、水温・水圧・水位をリモートでリアルタイムに監視することができませんでした。 スタッフが各システムを定期的に検査していましたが、全てのデバイスを確認するには時間がかかり非常に困難でした。さらに、パラメータを調整する場合、スタッフが現場へ赴いて手動で調整しなくてはなりませんでした。敷地が700m2以上あるため非常に時間と手間がかかり、そのため、熱交換器からリアルタイムでデータを収集しダッシュボード上でデータを視覚化できるソリューションを必要としていました。これにより、熱交換器に完全なリモート監視と自動制御機能も提供されました。

実際に導入したアドバンテック製品一覧

アドバンテックは、当プロジェクトに対しエッジインテリジェンスサーバー「EI-A215」、プライベートクラウドソリューション「EI-A230」、IoT管理ソフトウェア「DeviceOn / iEdge」を統合することで、石油化学工場でのエッジツークラウドIoTソリューションを提供しました。

■ エッジインテリジェンスサーバー「Ei-A215」:現場の環境要件を満たした高品質・安定性の高いエッジゲートウェイ。

当工場では有線ネットワークを使用できない環境下にあったため、センサーからのデータの収集・送信にWi-Fiを用いています。その中でも、「Ei-A215」は広範囲での温度・湿度・ほこりの多い条件下でも安定して動作する、高品質で強力なエッジゲートウェイ製品です。

■ プライベートクラウド「Ei-A230」:スケーラブルで互換性の高いなクラウドプラットフォーム。スマートアプリケーションでの迅速な展開を実現。 

このプロジェクトで導入された「EI-A230」は、Kubernetes(K8s)と組込みのMongoDB / PostgreSQLマルチデータベース採用、マイクロサービスアーキテクチャをサポートしており、高いスケーラビリティと互換性を特長としています。これにより、高度にセキュリティ保護されたクローズドな環境下でもリモートによる機器の管理・制御を達成することができました。さらに、追加のスマート機能を実装したい場合はオプションで常時追加することができます。 


■ 
IoT管理ソフトウェア「DeviceOn/iEdge」:ダッシュボード上でチャートやグラフをリアルタイムで表示しデータ分析を実現。

当プロジェクトでは、管理を最適化するために「Ei-A215」に統合されたGUI管理ツール「DeviceOn/iEdge」を利用して、幅広いスマート制御・管理機能を開発しました。「DeviceOn/iEdge」は、「Ei-A215」においてリアルタイムでセンサーデータを収集し、エッジで演算・分析を実行します。このデータは「EI-A230」へとアップロードされ、さらに「EI-A215」によってリアルタイムでチャートやグラフに変換し、熱交換器の状態を即座に把握することができます。水位・水圧・水温の調整が必要な場合は、自動的にウォーターポンプゲートを開閉することで水圧を調整したり、熱交換器に水を排出したりします。

本ソリューションのメリット

  • 自動制御だから、手動で操作する場面が少ない。 必要なスマートアプリケーションを継続的に追加することができ、完全な自律運用の実現が可能。
  • アドバンテックのスマートモニタリングシステムにより適度な水消費量を達成。これによりスケーリングの削減や腐食が遅くなり、循環水冷システムと関連設備の寿命を改善。
  • 熱交換器パラメータのリアルタイムの自動最適化により、循環水冷システムの効率が向上。