Usare l'IoT per combattere l'aria pesante nei centri urbani.
In molte città l'aria presenta un elevato rischio per la salute perché contiene una quantità eccessiva di particolato e ossidi di azoto. Gli intelligenti Filter Cubes di MANN+HUMMEL riesce a ridurre il carico inquinante dell'aria esterna. Un dispositivo IoT di optiMEAS controlla il funzionamento orientato alla domanda e al risparmio energetico e fornisce il collegamento al cloud in modo sicuro.
La sfida: L'aria deve essere migliorata nei quartieri caldi delle città
Dove c'è molto traffico, lungo le corsie multiple Strade, intersezioni e aree semaforiche mettono in pericolo il biossido di azoto (NO2) e il particolatole particelle di polvere possono danneggiare la salute dei residenti locali, i passanti e gli altri utenti della strada. Le città di tutto il mondo hanno lavorato con questa problema e sono alla ricerca di soluzioni, per migliorare l'aria e i divieti di guida per evitarlo. L'obiettivo di Stoccarda era per anni, il Neckartor è stato particolarmente zona inquinata. Il Ludwigsburg Specialista della filtrazione MANN+HUMMEL ha preso ha ripreso la questione, e all'inizio del 2018, il il segnale di partenza per un progetto pilota di desviluppo di una soluzione di filtraggio stazionario per Aria esterna, patrocinato dal Ministero dei Trasporti Baden-Württemberg e sostenuta dal Capitale dello stato, Stoccarda. La nuova tecnologiaIl consumo energetico del nuovopuò ridurre la concentrazione di inquinanti. Si desiderava un sistema che potesse essere utilizzato a distanza. controllato e monitorato.
La soluzione: Cubi filtro in rete con architettura di sistema intelligente
Entro due anni, il MANN+HUMMEL il sistema di filtraggio dell'aria "Filter Cube", che rimuove efficacemente dall'aria sia le polveri sottili che il biossido di azoto. Come partner IoT MANN+HUMMEL l'azienda optiMEAS di nuovo a bordo. Un anno prima avevano già sviluppato congiuntamente il ?Mangiapolvere fineUna soluzione di filtrazione mobile per l'uso nei veicoli. Il Filter Cube è un cubo di poco meno di un metro di lato, all'interno del quale si trova un innovativo sistema di filtraggio: un ventilatore industriale potente ma efficiente dal punto di vista energetico aspira l'aria esterna inquinata e la fa passare attraverso un filtro combinato. Questo mezzo filtrante appositamente sviluppato, composto da un filtro antiparticolato e da uno strato di carbone attivo con una superficie molto ampia, assorbe oltre l'80% del biossido di azoto e delle polveri sottili presenti nell'aria.
Fino a tre di questi cubi possono essere impilati per formare una colonna di filtri. Per servire un'intera strada sono necessarie più colonne. I sensori esterni registrano la qualità dell'aria e importanti dati meteorologici.
Il dispositivo IoT Edge smartMINI di optiMEAS, installato nella base della colonna filtrante insieme all'elettronica di potenza, funge da gateway e unità di controllo. Il software integrato offre funzioni IoT specifiche per il progetto per l'acquisizione e la trasmissione dei dati, il GPS, le interfacce bus, l'accesso remoto e altre funzioni intelligenti. Ciò consente smartMINI la comunicazione bidirezionale tra i cubi filtro e il server cloud di MANN+HUMMELdove vengono raccolti, analizzati ed elaborati tutti i dati dell'impianto. smartMINI registra i parametri di funzionamento di un massimo di tre cubi, tra cui la velocità, il consumo energetico e la temperatura delle ventole, i messaggi di errore e le ore di funzionamento, ciascuno arricchito da un preciso segnale GPS. Inoltre, sono presenti i dati di un sensore di pioggia integrato nella colonna. Tramite MQTT, il dispositivo IoT invia i dati live al cloud e, per sicurezza, un file con i dati grezzi a intervalli più lunghi. In questo modo, sono disponibili dati diagnostici affidabili, anche se la connessione al server è stata interrotta nel frattempo e non sono stati trasmessi dati in tempo reale.
Nella direzione opposta smartMINI i comandi di controllo del cruscotto cloud e li trasmette ai ventilatori tramite un'interfaccia Modbus. Il cruscotto analizza tutti i dati in forma sintetica e tiene conto delle configurazioni memorizzate con valori limite e specifiche su come il sistema deve comportarsi in determinate condizioni. Ad esempio, il ventilatore si spegne automaticamente quando piove, perché in quel caso la purificazione dell'aria non è necessaria. Inoltre, in prossimità di aree residenziali, un timer automatico passa al funzionamento notturno con velocità ridotta per ridurre le emissioni sonore. Le impostazioni preconfigurate delle prestazioni, come la modalità giorno e notte, possono essere impostate anche manualmente tramite gli interruttori sul cruscotto. In caso di visite di assistenza per la sostituzione dei filtri, le colonne possono essere comodamente accese e spente da remoto.
I depuratori d'aria fissi sono progettati per un funzionamento 24/7/365. smartMINI monitora la velocità e la temperatura delle ventole ed è a prova di guasto grazie ai dispositivi di controllo integrati. Gli aggiornamenti software vengono eseguiti come aggiornamenti over-the-air durante il funzionamento e possono essere facilmente attivati dal cruscotto.
Il risultato:
Purificazione dell'aria su richiesta, affidabile ed efficiente
I Filter Cubes di MANN+HUMMEL offrono un modo efficace per migliorare l'aria negli hotspot grazie alla moderna tecnologia dei ventilatori e dei filtri, alla tecnologia dei sensori intelligenti e alla tecnologia di controllo basata su Internet. All'ora, una colonna di filtri composta da tre cubi pulisce 14.500 m³ di aria. È stato dimostrato che la colonna è efficace in un raggio di 15-20 metri e riduce significativamente i livelli di inquinanti. Questo è anche il caso di Stoccarda, nel tratto stradale di Neckartor, dove sono state installate 23 colonne filtranti. Il controllo a distanza basato sulla domanda tramite smartMINI garantisce un funzionamento efficiente con un basso consumo energetico e assicura che i requisiti di protezione dal rumore siano soddisfatti in modo affidabile per tutto il giorno. In caso di interruzione della connessione al server, l'unità passa automaticamente alla modalità di emergenza con potenza ridotta. I dati diagnostici registrati non solo creano la base per ulteriori analisi, ma forniscono anche informazioni dettagliate sullo "stato di salute" attuale del sistema. In questo modo è possibile individuare tempestivamente i problemi e pianificare al meglio gli interventi di assistenza. Nel frattempo, più di 100 colonnine non solo a Stoccarda e Heilbronn, ma anche in Corea del Sud, Cina, India e Brasile assicurano una migliore qualità dell'aria, ovunque controllata da un sistema di controllo dell'aria. smartMINI. Il modem mobile 4G IoT utilizzato consente l'utilizzo in tutto il mondo senza adattamenti hardware: è sufficiente una scheda SIM nazionale.
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