Usare l'IoT per combattere l'aria densa nei centri urbani.
In molte città, l'aria rappresenta un alto rischio per la salute perché contiene troppo 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 migliorare nei punti caldi del centro città
Dove c'è molto traffico, lungo le corsie multiple Strade, intersezioni e aree semaforiche mettere in pericolo il diossido 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 questo problema e stanno cercando dei modi, 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 per desviluppo di una soluzione di filtro fisso per Aria esterna, sponsorizzato dal Ministero dei Trasporti Baden-Württemberg e sostenuto dal Capitale dello stato, Stoccarda. La nuova tecnologiaIl consumo di energia del nuovopuò ridurre la concentrazione di inquinanti. Quello che si voleva era un sistema che potesse essere telecomandato 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 sia le polveri sottili che il biossido di azoto dall'aria. Come partner IoT MANN+HUMMEL la società optiMEAS di nuovo a bordo. Un anno prima, avevano già sviluppato congiuntamente il "Mangiapolvere fine"una soluzione di filtraggio mobile per l'uso nei veicoli. Il Filter Cube è un cubo di poco meno di un metro di lato, al cui interno si trova un innovativo sistema di filtraggio: un potente ma efficiente ventilatore industriale aspira l'aria esterna inquinata e la fa passare attraverso un filtro combinato. Questo mezzo filtrante appositamente sviluppato, che consiste in un filtro per le particelle e uno strato di carbone attivo con una superficie extra large, assorbe più dell'80% del diossido di azoto e delle polveri sottili dall'aria.
Fino a tre di questi cubi possono essere impilati per formare una colonna filtrante. Diverse colonne sono necessarie per servire un'intera strada. I sensori esterni registrano la qualità dell'aria e importanti dati meteorologici.
Il dispositivo IoT Edge smartMINI di optiMEAS, che è installato nella base della colonna del filtro insieme all'elettronica di potenza, serve come gateway e unità di controllo. Il software integrato offre funzioni IoT specifiche del progetto per l'acquisizione e la trasmissione dei dati, GPS, interfacce bus, accesso remoto e altre funzioni intelligenti. Questo permette 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 di energia e la temperatura delle ventole, i messaggi di errore e le ore di funzionamento, ciascuno arricchito da un preciso segnale GPS. Inoltre, ci sono 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 live.
Nella direzione opposta smartMINI i comandi di controllo del cruscotto cloud e li passa ai ventilatori tramite un'interfaccia Modbus. Il dashboard analizza tutti i dati in forma sintetica e tiene conto delle configurazioni memorizzate con valori limite e specifiche su come il sistema dovrebbe comportarsi in determinate condizioni. Per esempio, il ventilatore si spegne automaticamente quando piove, perché allora la purificazione dell'aria non è necessaria. E in prossimità delle zone residenziali, un timer automatico passa al funzionamento notturno con velocità ridotta per ridurre le emissioni di rumore. Le impostazioni di prestazione preconfigurate, come la modalità giorno e notte, possono anche essere impostate manualmente tramite interruttori sul cruscotto. Per le visite di servizio per cambiare i filtri, le colonne possono essere comodamente accese e spente a distanza.
I purificatori d'aria stazionari sono progettati per un funzionamento 24/7/365. smartMINI controlla la velocità e la temperatura delle ventole ed è a prova di errore grazie ai watchdog 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 cubi del filtro di MANN+HUMMEL offrono un modo efficace per migliorare l'aria negli hotspot con la moderna tecnologia dei ventilatori e dei filtri, la tecnologia dei sensori intelligenti e la 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 di strada Neckartor, dove sono installate 23 colonne filtranti. Il controllo remoto 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 24 ore su 24. Se la connessione al server dovesse mai essere interrotta, l'unità entra automaticamente in modalità di emergenza con potenza ridotta. I dati diagnostici registrati non solo creano la base di dati per ulteriori analisi, ma forniscono anche informazioni dettagliate sull'attuale "stato di salute" dell'unità. I problemi possono quindi essere rilevati in una fase iniziale e le chiamate di servizio possono essere pianificate bene. Nel frattempo, più di 100 colonne non solo a Stoccarda e Heilbronn, ma anche in Corea del Sud, Cina, India e Brasile assicurano un'aria migliore - ovunque controllata da un smartMINI. Il modem mobile 4G IoT utilizzato permette l'uso in tutto il mondo senza adattamenti hardware - una scheda SIM nazionale è sufficiente.
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