Pompa istasyonunun kablosuz sensör ağı ile uzaktan yönetimi

Yıl 2022, Cilt: 59 Sayı: 4, 621 - 631, 31.12.2022

Mehmet Kamil Meriç

https://doi.org/10.20289/zfdergi.1122265

Öz

Amaç: Bu çalışmada sulama pompa istasyonunun uzaktan izlenmesini ve kontrolünü sağlayacak kablosuz sensör ağı kontrol kartı (düğüm noktası) donanım ve yazılımının tasarlanması ve saha testi amaçlanmıştır.
Materyal ve Yöntem: Pompa istasyonunda ölçülmesi planlanan parametrelere bağlı olarak prototip PCB tasarımı ve üretimi yapılmış, farklı geliştirme ortamları kullanılarak gömülü yazılım tasarlanmış ve saha testi gerçekleştirilmiştir.
Araştırma Bulguları: Test sırasında pompa üzerindeki statik ve dinamik su yüksekliği 130.8 - 78 m. arasında değişmiştir. Çıkış basıncının değişimi ile debide ve pompa üzerindeki su yüksekliğinde değişimler gözlenmiş, toplam 7598 m3 su hacmi kaydedilmiştir. Faz ile nötr arası gerilimin her faz için 215 - 235 volt arasında değiştiği, akımın ise pompaların tahrik edildiği anda sıçramalar gösterdiği, stabil çalışma koşullarında ise 72 amper civarında kaldığı belirlenmiştir.
Sonuç: Elde dilen bulgular, geliştirilen kablosuz sensör ağı kontrol kartının donanım ve yazılımının sulama amacıyla kullanılan pompaların izlenmesinde ve kontrolünde kullanılabileceğini ortaya koymuştur.

Anahtar Kelimeler

Kablosuz sensör ağı , Pompa , Uzaktan kontrol , Sulama , izleme

Remote management of pump station with wireless sensor network

Öz

Amaç: Bu çalışmada sulama pompa istasyonunun uzaktan izlenmesini ve kontrolünü sağlayacak kablosuz sensör ağı kontrol kartı (düğüm noktası) donanım ve yazılımının tasarlanması ve saha testi amaçlanmıştır.
Materyal ve Yöntem: Pompa istasyonunda ölçülmesi planlanan parametrelere bağlı olarak prototip PCB tasarımı ve üretimi yapılmış, farklı geliştirme ortamları kullanılarak gömülü yazılım tasarlanmış ve saha testi gerçekleştirilmiştir.
Araştırma Bulguları: Test sırasında pompa üzerindeki statik ve dinamik su yüksekliği 130.8 - 78 m. arasında değişmiştir. Çıkış basıncının değişimi ile debide ve pompa üzerindeki su yüksekliğinde değişimler gözlenmiş, toplam 7598 m3 su hacmi kaydedilmiştir. Faz ile nötr arası gerilimin her faz için 215 - 235 volt arasında değiştiği, akımın ise pompaların tahrik edildiği anda sıçramalar gösterdiği, stabil çalışma koşullarında ise 72 amper civarında kaldığı belirlenmiştir.
Sonuç: Elde dilen bulgular, geliştirilen kablosuz sensör ağı kontrol kartının donanım ve yazılımının sulama amacıyla kullanılan pompaların izlenmesinde ve kontrolünde kullanılabileceğini ortaya koymuştur.

Anahtar Kelimeler

Monitoring , Pump , Remote control , irrigation wireless sensor network

Kaynakça

• Alabied, S., O. Hamomd, A. Daraz, F. Gu & A.D. Ball, 2017. “Fault diagnosis of centrifugal pumps based on the intrinsic time-scale decomposition of motor current signals, 362-367”. Proceedings of 23rd International Conference on Automation and Computing (ICAC) (7-8 Septemper 2017, UK), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 745 pp. https://doi.org/10.23919/IConAC.2017.8082027
• Atay, Ü., Y. Işıker & B. Yeşilata, 2012. Güneş enerjili damla sulama sistemi arazi performansının deneysel değerlendirilmesi. Mühendis ve Makina, 53(634): 15-20.
• Becker, V., T. Schwamm, S. Urschel & J.A. Antonino-Daviu, 2020. Fault investigation of circulation pumps to detect impeller clogging. Applied Sciences, 10(21): 7550. https://doi.org/10.3390/app10217550
• Dragan, R., 2022. Maintenance of pumping station used for irrigation systems - diesel and electric pumps. (Web sayfası: https://www.rivulis.com/maintenance-of-pumping-station-used-for-irrigation-systems-diesel-and-electric-pumps/) (Erişim tarihi: Mayıs 2022).
• DSİ, 2021. 2021 yılı faaliyet raporu. (Web sayfası: https://cdniys.tarimorman.gov.tr/api/File/GetFile/425/Sayfa/759/1107/DosyaGaleri/2021_yili_faaliyet_raporu.pdf) (Erişim tarihi: Mayıs 2022).
• Dubey, V., N. Dubey & S.S. Chouhan, 2011. “Wireless sensor network based remote irrigation control system and automation using DTMF code, 34-37”. Proceedings of 2011 International Conference on Communication Systems and Network Technologies (3-5 June 2011, India). Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 748 pp. https://doi.org/10.1109/CSNT.2011.14
• ECMA, 2017. The JSON data interchange syntax. (Web sayfası: https://www.ecma-international.org/wp-content/uploads/ECMA-404_2nd_edition_december_2017.pdf) (Erişim tarihi: Mayıs 2022).
• Greene, R.H. & D.A. Casada, 1995. Detection of Pump Degradation. U.S. Nuclear Regulatory Commission, 92 pp.
• Herrera-Guachamin, J. & J. Antonino-Daviu, 2019. “Laboratory experiments for the evaluation of the efficiency of induction motors operating under different electrical and mechanical faults, 6319-6322”. Proceedings of IECON 2019 - 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (14-17 October 2019, Portugal), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 7147 pp. https://doi.org/10.1109/IECON.2019.8927328
• Hussein, H.A., A.J. Abdzahraa & Z.M. Mahdi, 2020. Improving the performance of the pump station in pipe line transportation system using PLC controller and remote monitoring. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 765(1): 012050. https://doi.org/10.1088/1757-899X/765/1/012050
• Irfan, M., A. Alwadie & A. Glowacz, 2019. Design of a novel electric diagnostic technique for fault analysis of centrifugal pumps. Applied Sciences, 9(23): 5093. https://doi.org/10.3390/app9235093
• Karar, M.E., M.F. Al-Rasheed, A.F. Al-Rasheed & O. Reyad, 2020. IoT and neural network-based water pumping control system for smart irrigation. Information Sciences Letters, 9(2): 107-112. https://doi.org/10.18576/isl/090207
• Karassik, I., J. Messina, P. Cooper & C. Heald, 2007. Pump Handbook (4th Edition). McGraw Hill, 1824 pp.
• Kuo, Y.W., W.L. Wen, X.F. Hu, Y.T. Shen & S.Y. Miao, 2021. A LoRa-based multisensor IoT platform for agriculture monitoring and submersible pump control in a water bamboo field. Processes, 9(5): 813. https://doi.org/10.3390/pr9050813
• Meriç, M.K. & N. Tunalı, 2019. Design and implementation of wireless sensor network for monitoring and controlling of filter backflush in drip irrigation system. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 56(1): 21-30. https://doi.org/10.20289/zfdergi.426236
• Mohanty, A.R., P.K. Pradhan, N.P. Mahalik & S.G. Dastidar, 2013. Fault detection in a centrifugal pump using vibration and motor current signature analysis. International Journal of Automation and Control, 6(3/4): 261-276. https://doi.org/10.1504/IJAAC.2012.051884
• NETAFIM, 2015. Drip irrigation handbook: Understanding the basics. (Web sayfası: https://www.netafim.com/499749/globalassets/products/drippers-and-dripperlines/drip-irrigation-system-handbook.pdf) (Erişim tarihi: Mayıs 2022).
• Ogidan, O.K. & K.R. Afia, 2019. “Smart irrigation system with an Android-based remote logging and control, 1-4”. Proceedings of 2019 IEEE AFRICON (25-27 September 2019, Ghana). Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 1074 pp. https://doi.org/10.1109/AFRICON46755.2019.9133953
• Page, P.R., S. Zulu & M.L. Mothetha, 2018. Remote real-time pressure control via a variable speed pump in a specific water distribution system. AQUA - Water Infrastructure, Ecosystems and Society, 68(1): 20-28. https://doi.org/10.2166/aqua.2018.074
• Scherer, T.F., 2022. Irrigation water pumps. (Web sayfası: https://www.ndsu.edu/agriculture/sites/default/files/2022-02/ae1057.pdf) (Erişim tarihi: Mayıs 2022).
• Sengar, N. & A. Parakh, 2020. Remote control, protection and monitoring of pump for agricultural purposes. International Journal of Innovative Science and Modern Engineering, 6(12): 7-10. https://doi.org/10.35940/ijisme.L1271.1261220
• Smajstrla, A.G., D.S. Harrison & J.M. Stanley, 2002. Evaluating irrigation pumping systems. (Web sayfası: http://ufdcimages.uflib.ufl.edu/IR/00/00/15/06/00001/AE12200.pdf) (Erişim tarihi: Mayıs 2022).
• Thomas, E., D. Wilson, S. Kathuni, A. Libbey, P. Chintalapati & J. Coyle, 2021. A contribution to drought resilience in East Africa through groundwater pump monitoring informed by in-situ instrumentation, remote sensing and ensemble machine learning. Science of The Total Environment, 780: 146486. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146486
• Wang, G., L. Zhao, R. Liang & Z. Liu. Design of remote monitoring system for sewage source heat pump based on PLC and GPRS. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 480(1): 012008. https://doi.org/10.1088/1755-1315/480/1/012008
• Ya-qiang, M., Z. Xiao-li, L. Xiao-qin & D. Zhen-gang, "Design and implementation of the ground source heat pump remote monitoring system, 62-65". Proceedings of Second International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation (10-11 October 2009, China), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 3680 pp. https://doi.org/10.1109/ICICTA.2009.731