Hệ thống giám sát nhiên liệu lò hơi theo thời gian thực và từ xa dựa trên Internet vạn vật (IoT): trường hợp công ty TNHH Raha Beverages, Arusha-Tanzania

Discover Internet of Things - Tập 3 - Trang 1-19 - 2023
Boniface Ntambara1, Devotha G. Nyambo1, Andreas Solsbach2
1Department of Embedded and Mobile Systems, School of Computational and Communication Science and Engineering, The Nelson Mandela African Institution of Science and Technology, Arusha, Tanzania
2Department of Computing Science, University of Oldenburg, Oldenburg, Germany

Tóm tắt

Công ty sản xuất rượu chuối RAHA Beverages (RABEC) là một trong những công ty sản xuất rượu chuối sử dụng nhiên liệu trong quá trình sản xuất hơi nước tại Arusha-Tanzania, nơi mà việc theo dõi các điều kiện dữ liệu nhiên liệu như nhiệt độ, áp suất, xả, mức nhiên liệu và rò rỉ khí với độ ẩm đã trở thành một thách thức, gây ra sự cố hỏng hóc lò hơi và sự cố nhà máy. Hiện nay, RABEC phải theo dõi dữ liệu nhiên liệu một cách thủ công bằng cách sử dụng một que rơi vào bể chứa nhiên liệu, điều này tốn thời gian và có độ chính xác không cao, dẫn đến hiệu quả kém, sai lệch về tiết kiệm nhiên liệu và tai nạn. Nghiên cứu này nhằm thiết kế và phát triển một hệ thống giám sát nhiên liệu dựa trên IoT. Các cảm biến lưu lượng, cảm biến mức siêu âm, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu thermistor, độ ẩm và áp suất đã được sử dụng để thu thập thông tin về nhiên liệu, trong khi mô-đun GSM được sử dụng để gửi tin nhắn dữ liệu nhiên liệu tới điện thoại của người vận hành. Bộ vi điều khiển AT mega 328 được dùng để xử lý và phân tích dữ liệu nhiên liệu và gửi chúng đến nền tảng IoT Thing Speak thông qua kết nối Wi-Fi. Kết quả cho thấy khi mức nhiên liệu thấp hơn giá trị ngưỡng, một thông báo tiếp nhiên liệu sẽ được gửi đến người vận hành qua công nghệ GSM. Khi áp suất đạt 0.1psi, nhiệt độ nhiên liệu 120 ℃ và 80% độ ẩm, hệ thống sẽ thông báo cho người vận hành bằng một tin nhắn cảnh báo để kiểm tra áp suất béc phun và nếu sự pha trộn nhiên liệu-không khí là hoàn hảo. Thêm vào đó, các dữ liệu này được hiển thị trên màn hình LCD và trang web ThingSpeak. Kết luận, hệ thống phát triển đã chứng minh hiệu suất tốt nhất với tỷ lệ thành công là 99.98% với độ chính xác cao, tính bảo mật và hiệu quả so với hệ thống giám sát hiện tại.

Từ khóa

#IoT #giám sát nhiên liệu #lò hơi #RABEC #Arusha-Tanzania

Tài liệu tham khảo

Nkrumah P, Promise E, Sododzie G. Automation of fuel tank level monitoring and measurement. Int J Eng Sci Invent. 2020;7(2):43–9. Qin-Xin Z, Wang S. Developing analysis for China’s industrial boiler future. China Indust Boil, Whuan, 2021. Leverage B. IoT for all. Use Case fuel level monitoring. 2020. https://www.iotforall.com. Accessed 22 Jan 2022. Qiang R, Hui Z. Application of internet of things to boiler supervision and management. J Idust Boil. 2014;4(1):50–4. Xytronix Research Design. Web-enabled instrumentation-grade data acquisition. 2022. ControlByWeb, https://www.controlbyweb.com/x420/. Accessed 23 Mar 2022. Xytronix RD. Fuel tank monitoring system. Design Xytronix. https://www.controlbyweb.com/applications/fuel-tank-level-monitoring.html. Accessed 27 Sept 2022. Mohammed M. Fuel usage check and monitoring system in RABEC. RAHA Beverages Company Limited, Arusha, 2022. Geethabai MEP, Deepika L, Dharani M, Haripriya P, Lavanya G. Design and implementation of GSM based digital fuel meter and fuel theft detection using pic microcontroller. In: IOSR J Electron Commun Eng. 2020. pp. 11–4. Baste V, Thigale S, Damdhar P, Kadam A. Smart system to measure quality and quantity of fuel in vehicle. Bull Monum. 2020;21(5):59–63. Al-Chalabi SSM, Al-Dhahiri KA. System design for measuring and monitoring fuel consumption remotely using embedded system. J Phys Conf Ser. 2021. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1804/1/012113. Verma R, Gaikwad P, Shambharkar P, Karmore P. Fuel management system. Int J Adv Res Innov Ideas Educ. 2021;7(3):327–33. Dhande KD, Gogilwar SR, Yele S. Fuel level measurement techniques. Syst Surv Int J Res Advent Technol. 2014. pp. 20–7. PST Processing. Main types of level sensors. 18 June 2022. https://www.sstsensing.com. Accessed 18 June 2022. Rapid Energy. Fuel management & remote monitoring. https://rapidenergy.co.uk/. Accessed 28 July 2022. Promise E, Nkrumah P, Twumasi AC, Sododzie G, Senyo B. Automation of fuel tank level monitoring and measurement. Int J Eng Sci Invent. 2020;9(8):43–9. Raja F, Suleiman R, Fatin Q, Iqmal Reza M. Gas station fuel storage tank monitoring system using internet of things. Int J Adv Trends Comput Sci Eng. 2019;8(16):531–5. Devi JY, Murki K, Hanmanthu B, Ram A, Kamran M. An efficient novel approach for detection of fuel monitoring system through IoT sensors for a sustainable environment. In: 15th international conference on materials processing and characterization (ICMPC 2023), Dehradun, India. 2023. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202343001095. Ramzey H, Badawy M, Elhosseini M, Elbaset AA. I2OT-EC: a framework for smart real-time monitoring and controlling crude oil production exploiting IIOT and edge computing. MDPI Energ. 2023. https://doi.org/10.3390/en16042023. Prabhu SB, Deepa K, Nithya M. IoT enabled fuel level monitoring and automatic fuel theft detection system. In: 2022 13th international conference on computing communication and networking technologies (ICCCNT). Kharagpur, India. 2022. https://doi.org/10.1109/ICCCNT54827.2022.9984515, https://ieeexplore.ieee.org/document/9984515. Accessed 22 Oct 2023. Nita SL, Mihailescu MI. Fuel monitoring system based on IoT: overview and device authentication. In: 2022 14th international conference on communications (COMM). 2022. https://doi.org/10.1109/COMM54429.2022.9817332. Global Data, Offshore Technology. Internet of things: who are the leaders in FCEV fuel monitoring for the oil & gas industry?. Offshore Technology. 2023. https://www.offshore-technology.com/data-insights/innovators-iot-fcev-fuel-monitoring-oil-gas/. Accessed 23 Oct 2023. Mohammed M. RABEC fuel monitoring system: manual operations. RABEC. Arusha, Tanzania, 2023. https://www.rahabeverages.co.tz/. Accessed 22 Oct 2023.