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南アイダホ州：灌漑用水の監視と制御の自動化

南アイダホ州：灌漑用水の監視と制御の自動化

アイダホ州南部では、道路は未舗装であることが多く、明るい青空が広がり、土壌はテラコッタ色です。農作物や家畜が道路沿いに生えていない場所には、セージブラッシュが生い茂っています。 この地域はアメリカ有数の農業拠点として広く知られており、数百の農場と数十万エーカーの農地を有しています。半乾燥地帯である高地砂漠地帯であるため、水の節約と消費のバランスをとるには、水の利用可能性に関する深い洞察が必要です。 ミルナーダムからキングヒルまで、ノースサイド運河会社は南アイダホの灌漑用水を管理しています。16万エーカーを超える農地への給水に加え、アイダホ州への水供給や水量計算など、幅広い事業を展開しています。 運用上、彼らの任務は次の 3 つです。 住民への水の供給を管理する。 スネーク川への逆流を減らす。 水資源を節約する 課題: システムの健全性と運河の維持管理の可視性 この義務を果たすには、水資源と運河システムの健全性の両方をきめ細かく可視化する必要がありました。2000年代、ノースサイド運河会社は手動の監視に頼っていました。灌漑システムの巡回・点検を行う作業員である水路巡視員は、1～2日ごとに各現場を訪問していました。そのため、運河の破裂や給水の問題を検知するまでに平均24時間かかることも少なくありませんでした。その間、水は失われ、給水は中断され、メンテナンス費用と人件費が増加していました。 900マイルに及ぶ運河システムの管理は、さらに複雑化を招きました。システム全体の状況は大きく変化し、局所的な気象現象は、気づかれる前に問題を引き起こすことがよくありました。例えば、ある地域で強風が発生すると、植生が運河に押し流され、水路が詰まり、あふれて給水が中断される可能性があります。 これらの運用上の課題に加え、水の浪費による継続的なコストも相まって、対応時間の遅延と労働集約的な監視が必要になりました。ノースサイド・カナル・カンパニーは、より良い解決策を積極的に模索しました。節水、問題対応時間の短縮、そして長期的な運用価値を実現するアプローチが必要だったのです。 ソリューション：監視・制御システムの自動化 2011年、ノースサイド・カナル・カンパニーのマネージャーであるアラン・ハンステン氏は、組織の水管理方法に革命を起こそうと決意しました。近隣の灌漑地区や企業がキャンベル・サイエンティフィック社のデータロガーを導入して成功を収めているのを見て、ハンステン氏はその成果を自ら確かめたいと考えました。 監視制御システムの「頭脳」として、データロガーは様々なセンサーを監視し、ゲートやその他の機器を自動制御する役割を担っています。長寿命、精度、そして耐久性（特に過酷な環境下における）は、広範囲にわたる灌漑・水管理アプリケーションにおける運用成功の鍵となります。 現在、ノースサイド運河会社の広大な運河システムには、それぞれ独自の目的を持つ114の計測施設が点在しています。一部のシステムは、ゲート、堰、または薬剤注入場所の監視と制御に使用されています。また、分水路などの重要な監視地点に設置されているシステムもあります。 結果: 拡張可能、管理可能、正確 拡張可能 このような大規模なネットワークは、1日、1週間、あるいは1年かけて構築されることはほとんどありません。投資を最大限に活用するために、North Side Canal Companyは、テクノロジーの変化に合わせて成長し、拡張できるデータロガーを必要としていました。長年にわたり、同社はCR200やCR800シリーズといった旧式ながらも現在も稼働しているロガーから、最新のCR1000シリーズやCR350まで、信頼性が高く、堅牢なデータロガーを基盤としてネットワークを構築してきました。 「15年前に作った設備を撤去して維持する必要がなかったからこそ、何年もかけてシステムを構築できたんです」とハンステン氏は語る。「古い設備がまだちゃんと動いているので、システムを維持し、新しい施設に資金を投入し、システムの構築と拡張を続け、規模を拡大していくことができます。」 North Side Canal Companyのデータロガーは、Campbell Scientificのセンサーだけでなく、ほとんどのサードパーティ製機器とも容易に統合できます。これにより、同社はシステムのライフサイクル全体を通じて特定のベンダーに縛られることなく、独自のセンサースイートを選択できるようになります。 管理可能 データはそれ自体に価値がありますが、データ管理、可視化、アラート、アラームツールと組み合わせることで、飛躍的な改善をもたらします。North Side Canal Companyは、LoggerNetデータロガーサポートソフトウェアを使用して、データロガーのプログラミング、データ管理、システムの制御を行っています。同社は、水位低下やバッテリー電圧低下などの潜在的な問題を通知するために、排水ライダーとウォーターマスターに電子メールでアラートを送信する設定をしています。 ノースサイド・カナル・カンパニーのITマネージャー、トム・ボグルサウスキー氏は、LoggerNetをベースに監視制御データ収集（SCADA）システムをカスタム構築し、可視性をさらに向上させました。溝掘り作業員は定期的に現場を訪問しながら、スマートフォン、タブレット、パソコンから情報にアクセスし、SCADAインターフェースを使用して問題をリアルタイムで検知できます。 現在、問題の検出と対応にかかる時間は平均3～6時間です。これは、現場訪問時にしか問題を確認できなかった24時間から大幅に短縮されています。ボグルサウスキー氏が述べたように、現在では「問題の検出と修復において最も時間がかかるのは（現場までの）移動時間です」。 正確さ システム導入以来、配水精度は当然ながら向上しました。水位と流量の監視を自動化することで、組織は水の使用場所をより深く理解できるようになりました。また、データロガーで制御されるゲートにより、水の移動場所をより適切に管理できるようになりました。 「このシステムは、リソースをより正確に管理するのに役立ちます」とハンステン氏は語りました。 水管理における信頼できるパートナー ハンステン氏は、灌漑監視および制御システムを自動化したいと考えている地区やその他の組織に対して、2 つのアドバイスを共有しました。 優れた技術サポートを求めましょう。舞台裏でのサポートをしてくれるベンダーを選びましょう。ハンステン氏は次のように述べています。「Campbell Scientificのプログラマーや技術スタッフに電話をかければ、コードに不具合が生じてもすぐに対応してくれることが分かりました。」 チームにシステムの使い方をトレーニングする。North Side Canal Companyのチーム全員にデータロガー、ソフトウェア、システムの操作方法をトレーニングすることで、Hansten氏は効率性が向上し、システム管理に費やす時間が短縮されたことを実感しました。 ハンステン氏、ボグルサウスキー氏、そしてノースサイド・カナル・カンパニーのチームメンバーは、水管理についてこれまで以上に深い洞察を得ています。彼らは監視・制御拠点の拡大を続け、水質データの解像度をさらに高めています。 To... 続きを読む

南アフリカ：太陽光 作物乾燥機

南アフリカ：太陽光 作物乾燥機

概要 Campbell Scientificは、テクノロジーを活用して現実世界の課題を解決するプロジェクトを支援することに尽力しています。先日、南アフリカのケープ半島工科大学（CPUT）の大学院生グループと共同で、革新的なソーラー農作物乾燥機プロジェクトに取り組む機会に恵まれました。この取り組みは、機械工学専攻の大学院課程の一環であり、資源が限られた地域における収穫後の農作物乾燥という重要な課題の解決を目指しています。 学生チーム（Jacobus TB、Classen SS、Banza Ntombe R、Ngwadla S）は、Deen Ebrahim氏の指導の下、集光型太陽熱発電（CSP）と砂蓄熱を利用した太陽光作物乾燥システムを設計・開発しました。Campbell Scientificは、技術サポートとCR1000計測・制御データロガーを提供することで、この取り組みに貢献しました。CR1000は、システムの熱性能の監視に重要な役割を果たしました。 チャレンジ 多くの発展途上地域では、屋外天日干しなどの伝統的な農作物乾燥方法は非効率で信頼性が低く、しばしば大きな農作物の損失につながります。これらの方法は労働集約的であるだけでなく、農作物を汚染にさらし、農家の品質と収益性を低下させます。 CPUTの学生チームにとっての課題は、これらの制約を克服するだけでなく、手頃な価格でエネルギー効率が高く、より広範な用途に拡張可能なシステムを設計することでした。さらに、持続可能性を促進し、従来型燃料への依存を減らすために、再生可能エネルギー源を使用する必要がありました。 解決 学生たちは、最先端の設計と実用的な機能を兼ね備えた革新的な太陽光作物乾燥システムを設計しました。このシステムは、パラボリックトラフコレクター（PTC）を備えており、選択吸収材でコーティングされた銅管に太陽エネルギーを集光します。管から出た熱風は砂をベースとした熱電池を通過してから乾燥室に入り、日没後も一定かつ制御された乾燥状態を保ちます。 システムを管理するために、学生たちは空気の流れを制御するArduino Unoボード、リアルタイムの温度と湿度を測定するDHT11センサー、そして正確な温度測定を行うT型熱電対を組み込みました。CR1000はシステム内の重要なポイントの温度を監視し、分析と最適化のための信頼性の高いデータを確保しました。 Campbell Scientificのチームはデータロガーの設置に技術支援を提供し、学生たちが最適なシステム性能の実現に集中できるよう支援しました。この協力により、ソーラー農作物乾燥機は設計目標を達成するとともに、学生たちに高度なモニタリングツールの導入に関する貴重な実践経験を提供することができました。 利点 このソーラー農作物乾燥機プロジェクトは、資源が限られた地域における農業課題への再生可能エネルギーの活用可能性を示すものです。費用対効果が高く拡張性の高いソリューションを提供することで、このシステムは農作物の保存性を高め、損失を削減し、食料安全保障を促進します。蓄熱システムを導入することで乾燥期間を延長し、従来の方法と比較して効率と信頼性を向上させます。 学生たちにとって、このプロジェクトは貴重な学習機会となりました。彼らは理論的な知識を実践的な課題に応用し、産業界のパートナーと協力し、高度なデータ収集・監視システムの使用経験を積みました。彼らの献身的な姿勢と創意工夫は、地球規模の課題に対する持続可能な解決策を推進する上で、若いイノベーターが果たす重要な役割を浮き彫りにしています。 私たちは、これらの学生たちの歩みを支援できたことを誇りに思うとともに、彼らの活動が持続可能な農業のさらなる発展につながることを期待しています。このプロジェクトは、より良い未来を築くための協働とイノベーションの力を証明するものです。 注: 現在、CR1000 データロガー シリーズの最新バージョンは、CR1000Xe 計測および制御データロガーです。 続きを読む

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お客様から寄せられたケース スタディのライブラリをご覧ください。地球の深部から広大な宇宙まで、幅広い用途をカバーする Campbell Scientific の機器は、あらゆる状況に耐えてきました。

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