I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io ( I J RA)   Vo l.  14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 ,   p p .   38 1 ~ 39 2   I SS N:  2722 - 2 5 8 6 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i jr a . v 14 i 3 . pp 38 1 - 39 2           381       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r a . ia esco r e. co m   SCADA  sy stem in  water  s tora g e t a nks with  NI vis io n La bVIE W       K a rt ika 1 ,   M is ria na 2 ,   M .   F a t ha n Na qi 1 ,   Asra n 1 ,   M is ba h ul   J a nn a h 1 ,   Arna wa n H a s ibu a n 1 ,   Su ry a t i 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t a M a l i k u s sal e h ,   L h o k s e u maw e ,   I n d o n e s i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   P o l i t e k n i k   N e g e r i   L h o k s e u m a w e ,   L h o k s e u maw e ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   2 7 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u n   1 9 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u l 1 0 ,   2 0 2 5       Ad v a n c e in   tec h n o lo g y   h a v e   d riv e n   t h e   n e e d   fo e fficie n wa ter  m a n a g e m e n sy ste m s.  Th is  s tu d y   p re se n ts  a   S CAD A - b a se d   wa ter   m a n a g e m e n sy ste m   th a t   i n teg ra t e Lab VIEW   a n d   Ard u in o   to   m o n it o a n d   re g u late   wa ter  lev e ls  a n d   flo r a tes   in   a   sto ra g e   tan k .   T h e   sy ste m   u se a n   HC - S RF 0 4   u lt ra so n ic  se n so f o wa ter  lev e m e a su re m e n wit h   9 9 . 7 7 %   a c c u ra c y   a n d   a n   HX 7 1 0   p re ss u re   se n so r,   wh ich   a c h iev e 9 8 . 5 4 %   a c c u ra c y .   Th e   Lab VIEW   in terfa c e   d isp lay re a l - ti m e   d a ta,  g iv in g   u se rs  a n   in t u it i v e   v iew   o sy ste m   p e rfo rm a n c e .   p r o p o r t i o n a l   i n t e g r a l   d e r i v a t i v e   ( P I D a lg o rit h m   o p ti m ize th e   wa ter  p u m p   t h ro u g h   p u lse   wid t h   m o d u lati o n   (P WM ),   a c h iev i n g   wa ter  flo ra te  c o n tro l.   T h e   Zi e g ler - Nic h o l m e th o d   tu n e th e   P ID  p a ra m e ters   to   Kp   =   1 6 . 5 9 ,   Ti   =   1 . 1 0 2 ,   a n d   T d   =   0 . 2 7 5 5 .   T h is   tu n i n g   e n su re s   th e   sy ste m   m a in ta in a   c o n siste n t   targ e t   fl o ra te  o 4   l it e rs   p e m in u te  ( L/ m in )   with   m i n ima v a riati o n .   I n it ial   tes ti n g   s h o w e d   a   2 . 5 %   o v e rsh o o b u sta b il ize d   a th e   d e sire d   flo ra te  with in   1 0   se c o n d s,   in d ica ti n g   e ffe c ti v e   c o n tro l.   Th is   S CAD sy ste m   re d u c e wa ter  a n d   e n e rg y   wa ste   b y   e n a b li n g   c o n ti n u o u re a l - ti m e   m o n it o rin g   a n d   c o n tro l.   T h e   sy ste m   p ro v id e a c c u ra te  d a ta  t h ro u g h   a   Lab VIEW   i n terfa c e ,   e n su ri n g   e ff e c ti v e   a n d   in fo rm e d   o p e ra ti o n a d e c isio n s .   T h is  ro b u st   so l u ti o n   s u p p o rts   e fficie n wa ter   m a n a g e m e n fo i n d u strial  a n d   e n v ir o n m e n tal  a p p li c a ti o n s,   c o n tr i b u ti n g   to   su sta in a b il it y   a n d   re so u rc e   o p ti m i z a ti o n .   K ey w o r d s :   Flo r ate  co n tr o l   PID   alg o r ith m   o p tim izatio n   SC ADA  s y s tem   W ater   lev el  m o n ito r in g   Z ieg ler - Nich o ls   tu n n i n g       T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kar tik a   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Facu lty   o f   E n g in ee r in g ,   Un iv er s itas   Ma lik u s s aleh   L h o k s eu m awe ,   I n d o n esia   E m ail: k ar tik a@ u n im al. ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   W a t e r   is   v i t al   f o r   v a r i o u s   h u m a n   a c t i v i t i es ,   i n c l u d i n g   d r in k i n g ,   b a t h i n g ,   w a s h i n g ,   a n d   i n d u s t r i a l   p r o c e s s es   [ 1 ] .   H o w e v e r ,   e n s u r in g   i t s   a v a il a b i li t y   t o   m e e t   t h e s e   d e m a n d s   o f t e n   p o s e s   c h a l l e n g e s   [ 2 ] .   T o   a d d r e s s   t h i s ,   wa t e r   is   t y p i ca l l y   s t o r e d   i n   t a n k s   a n d   p u m p e d   t h r o u g h   e l e c t r i ci t y - p o w e r e d   p i p es   u s i n g   p u m p s   [ 3 ] ,   [ 4 ] M a n u a l   f i ll i n g   o f   r e s e r v o i r s ,   h o w e v e r ,   c a n   l e a d   t o   w as t e   w h e n   t a n k s   a r e   l e f t   u n c h e c k e d ,   r es u l ti n g   i n   u n n e c e s s a r y   w a t e r   a n d   e l e c t r i ci t y   c o n s u m p t i o n   i f   p u m p s   a r e   n o t   t u r n e d   o f f   o n c e   t h e   t a n k   i s   f u l l   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   P r o p e r   w a t e r   c o n s e r v a t i o n   i s   a c h ie v e d   t h r o u g h   r e g u l a t e d   u s a g e ,   e n s u r i n g   t a p s   a r e   t u r n e d   o f f   w h e n   n o t   i n   u s e   [ 7 ] .   M a i n t a i n i n g   t h e   c o r r e c t   l i q u i d   l e v e l   i n   i n d u s t r i a l   s e t ti n g s   i s   c r i t i ca l   f o r   m e e ti n g   p r o d u c t i o n   d e m a n d s   [ 8 ] .   I n s u f f i c i e n t   r e al - t i m m o n i t o r i n g   a n d   c o n t r o l   m a y   r e s u l t   i n   m a n u a o p e r a t i o n ,   w h i c h ,   w h il e   c o s t - e f f e ct i v e ,   p r e s e n t s   c h a ll e n g e s ,   p a r t i c u l a r l y   w h e n   ac c e s s i n g   wat e r   r e s e r v o i r s   l o c a te d   r e m o t e l y   o r   a t   e l e v a t e d   p o s i t i o n s   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   E f f e c t i v e   wa t e r   l e v e l   c o n t r o in   s t o r a g e   ta n k s   is   ess e n t i al   f o r   p r o p e r   d i s t r i b u t i o n   [ 1 1 ] .   w e ll - d e s i g n e d   c o n t r o l   s y s t e m   p r e v e n ts   o v e r f l o w   d u r i n g   t a n k   f i l l i n g ,   e n s u r i n g   a   c o n s i s t e n t   w a te r   s u p p l y   [ 1 2 ]   w h i l e   e n a b l i n g   r e a l - t i m e   m o n i t o r i n g   a n d   c o n tr o l   [ 1 3 ] .   C o n t r o l   t e c h n i q u e s   r an g e   f r o m   b a s i c   o n / o f f   s y s t e m s   t o   m o r e   a d v a n c e d   m e t h o d s   l i k e   p r o p o r t i o n a l   i n t e g r a l   d e r i v a t i v e   ( P I D )   c o n t r o l   [ 1 4 ] ,   w h i c h   i s   c o m m o n l y   u s e d   f o r   r e g u l a t i n g   i n d u c t i o n   m o t o r   s p e e d s   [ 1 5 ] .   H o w e v e r ,   d e te r m i n i n g   t h co r r e c t   g a i n   v a l u es   f o r   K p ,   Ki ,   a n d   K d   c a n   b e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   38 1 - 39 2   382   c h a l l e n g i n g   [ 1 6 ] .   I n   w a t e r   l e v e l   c o n t r o l ,   P I D   s y s t e m s   r e g u l at e   t h e   s p e e d   o f   w a t e r   p u m p s ,   c o n t r o l l i n g   t h e   f l o w   i n t o   s t o r a g e   t a n k s   w h il e   m o n it o r i n g   t h e   w a t e r   le v e l   [ 1 7 ] .   T h i s   r e q u i r e s   a n   i n t e g r a t e d   s y s te m   w i t h   a   h u m a n - m a c h i n e   i n t e r f a c e   ( H M I ) ,   w h i c h   f a c i l it a t es   c o m m u n i c a t i o n   b e t w e e n   t h e   u s e r   a n d   m a c h in e   [ 1 8 ] .   T h e   H M I   d i s p l a y s   s y s t e m   s t a t u s ,   e n h a n c i n g   u s a b i l it y   a n d   e n s u r i n g   ef f i c i e n t   i n t e r a c t i o n   t h r o u g h   i n t u i t i v e   c o n t r o ls   a n d   s t a t u s   i n f o r m a t i o n   [ 1 9 ] .   H M I s   e n a b l e   r e a l - t i m e   m o n i to r i n g ,   d i r e c t   c o n t r o l ,   a n d   a la r m   n o t i f i c a ti o n s   f o r   h a z a r d o u s   c o n d i t i o n s   [ 2 0 ] .   I n t e g r a t i n g   d a t a   a c q u is i t io n ,   m o n i t o r i n g ,   a n d   c o n t r o l ,   SC A DA   s y s t e m s   a r e   w i d e l y   u s e d   t o   a d d r e s s   w a t e r   l e v e l   m o n i t o r i n g   c h a l l e n g es ,   p r o v i d i n g   a n   e a s y - to - u s e   i n t e r f ac e   f o r   r e m o t e   r e al - t i m o b s e r v a t i o n   [ 2 1 ] .   SC A DA  e n h a n c e s   e f f i c ie n c y   b y   d e l i v e r i n g   r e a l - t i m e   d a t a   a n d   a u t o m ati n g   w a t e r   t a n k   m a n a g e m e n t ,   i n c l u d i n g   m o n i t o r i n g   a n d   c o n t r o l l i n g   w a t e r   p a r a m e te r s   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   E f f e c t i v e   s y s t em   c o n t r o l ,   h o w e v e r ,   r e q u i r e s   th e   r i g h t   s o f t w a r e   a n d   a c t u a t o r s .   L a b V I E W   f ac i li t a tes   r a p i d   m e a s u r e m e n t ,   m o n i t o r i n g ,   a n d   d a t a   s t o r a g e ,   w h il e   m i c r o c o n t r o l l e r s   l i k e   A r d u i n o   a r e   n e c e s s a r y   f o r   i m p le m e n t i n g   c o n t r o l   s et t i n g s   [ 2 4 ] .   T h i s   s t u d y   f o c u s e s   o n   d e v e l o p in g   a   w a t e r   l e v e l   c o n t r o l   a n d   m o n i t o r i n g   s y s te m   f o r   t a n k s   u s i n g   a n   H M I - b a s e d   SC AD A   s y s t e m .   T h e   s y s te m   a i m s   t o   a u t o m a te   w a te r   f i l l i n g   a n d   d is t r i b u t i o n   t o   p r e v e n t   w a s t e   a n d   o p t i m i z e   e l e ct r i c it y   u s e   [ 2 5 ] .   T h e   H M I   i n t e r f a c e   e n a b l e s   r e a l - t i m e   m o n i t o r i n g ,   w h i l S C AD A   i n t e g r at es  t r a c k i n g ,   c o n t r o l ,   a n d   d a ta   c o l l e c ti o n .   U s e r s   ca n   v i e w a ter   l e v e ls   o n   a n   i n t u i t i v e   d i s p l ay ,   w i t h   al a r m s   f o r   a b n o r m a l   c o n d i t i o n s .   I n t e g r a t i n g   L a b V I E W   wi t h   a n   A r d u i n o   m i c r o c o n t r o l l e r   i m p r o v e s   p e r f o r m a n c v i s u a l iz a t i o n .   T h i s   r es e a r c h   i s   s i g n i f i c a n t   f o r   a d v a n c i n g   e f f i c i e n t   w a t e r   m a n a g e m e n t   s o l u ti o n s ,   e s p e c ia l l y   i n   i n d u s t r i a l   e n v i r o n m e n t s   w h e r e   m a n a g i n g   t a n k   l i q u i d   l e v e ls   is   c r u c i a l .       2.   M E T H O D   T h f lo wch ar f ac ilit ates  th an aly s is   an d   im p lem en tatio n   o f   th d esig n ed   to o l,  n am ely   th e   SC A DA   s y s tem   o n   th wate r   s to r ag tan k ,   with   NI - VI SA  L AB VI E W .   T h r esear ch   f lo ca n   b s ee n   in   Fig u r 1 .   T h e   f lo wch ar s er v es  as  v alu ab le  to o f o r   an al y zin g   an d   im p le m en tin g   th SC ADA  s y s tem   o n   th wate r   s to r ag e   tan k ,   wh ich   is   d esig n ed   u s in g   NI - VI SA  L AB VI E W .   I p r o v id es  clea r   o v er v iew  o f   th n ec ess ar y   s tep s   an d   p r o ce s s es  in v o lv e d   in   d e v elo p in g   an d   e x ec u tin g   th e   s y s tem .   T h e   r esear ch   f lo w,   illu s tr atin g   ea ch   s tag o f   th e   p r o ject,   is   d ep icted   i n   Fig u r 1   f o r   b etter   v is u aliza tio n   an d   u n d er s tan d in g .           Fig u r 1 .   R esear ch   f lo c h ar t       2 . 1 .     T o o w o rk ing   s y s t em   Fig u r 2   illu s tr ates  th wate r   f lo m o n ito r in g   an d   co n tr o s y s tem ,   wh ich   in teg r ates  L ab VI E W ,   Ar d u in o   R 3 ,   th L 2 9 8 d r i v e r   m o d u le,   r elay ,   an d   s ev er al  s en s o r s ,   in clu d in g   th HC - SR 0 4   u ltra s o n ic  s en s o r ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         S C A DA   s yste in   w a ter s to r a g ta n ks w ith   N I   visi o n   La b V I E W   ( K a r tika )   383   HX7 1 0   p r ess u r s en s o r ,   an d   YF - S2 0 1   f lo s en s o r .   L ab VI E W   co m m an d s   Ar d u in o   R 3 ,   th ce n tr al  co n tr o ller ,   to   m an ag th L 2 9 8 d r iv er   m o d u le,   wh ich   ac tiv ates  wate r   p u m p   1   to   tr an s f er   wate r   to   s to r ag tan k   1 .   T h s o len o id   v alv r e g u lates  th wate r   f lo f r o m   th p u m p   to   th tan k .   On ce   th wate r   is   s to r ed   in   s to r ag tan k   1 ,   th d is tr ib u tio n   wate r   p u m p   m o v es  it  to   s to r ag ta n k   2 ,   t h f in al  s to r ag e   lo ca tio n ,   with   So len o id   v alv 2   co n tr o llin g   th d is tr ib u tio n   f lo w.   T h s en s o r s   m ea s u r wat er   lev el  ( HC - SR 0 4 ) ,   p r ess u r ( HX7 1 0 ) ,   an d   f lo w   ( YF - S2 0 1 ) ,   s en d in g   d ata   b ac k   to   Ar d u i n o   R 3 .   L ab VI E W   co n tin u o u s ly   m o n ito r s   a n d   ad ju s ts   th s y s tem   to   m ain tain   th wate r   f lo at  t h s etp o in t.           Fig u r 2 .   Diag r a m   o f   th to o l s   wo r k in g   s y s tem       2 . 2 .     M ec ha nica d esig n   T h is   m ec h an ical  d esig n   d is cu s s es  h o to   d esig n   d ev ice  with   m u ltip le  co m p o n e n ts ,   in clu d in g   a   wate r   tan k ,   to wer   f r am e ,   co n tr o s y s tem   p an el,   a n d   s ev er a elec tr o n ic  co m p o n e n ts ,   s u ch   as  wate r   p u m p ,   s o len o id   v alv e,   YF - S2 0 1   wat er   f lo s en s o r ,   HC - SR F0 4   u l tr aso n ic  s en s o r ,   an d   HX7 1 0 .   Fig u r 3   s h o ws  th e   o v er all  m ec h an ics  u s ed   in   th is   s tu d y .     As  s h o wn   in   Fig u r 3 ( a) ,   th tan k   h as  h eig h o f   4 7   cm   an d   d iam eter   o f   2 6   cm ,   wh ile  th to wer   f r a m m ea s u r es  1   m eter   in   len g th ,   2 6   cm   in   wid th ,   an d   0 . 5   cm   in   h eig h t.  I n   Fig u r 3 ( b ) ,   th is   u n iq u m ec h a n ical  d esig n   is   in ten d ed   f o r   t h p lace m en o f   c o m p o n en ts   o n   th c o n tr o s y s tem   p an el,   s u ch   as  th Ar d u in o   R 3 ,   L 2 9 8 co n tr o ller   m o d u le,   p o wer   s u p p ly ,   r elay ,   an d   ca b le  ter m in als,  to   p r o tect   th ese  co m p o n en ts   f r o m   d am ag e .             ( a)     ( b )     Fig u r 3 .   Ov e r all  m ec h an ics u s ed   in   th is   s tu d ( a)   s to r ag ta n k   an d   t o wer   an d   ( b )   c o n tr o l b o x   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   38 1 - 39 2   384   2 . 3 .     H M I   blo ck   dia g r a m   des ig n in La bV I E s o f t wa re   T h is   HM I   b lo ck   d iag r am   d esig n   in   L ab VI E W   s o f twar d is c u s s es  h o to   d esig n   an   HM I   d is p lay   in   th f o r m   o f   s cr ee n   p an el  t h at  ca n   d is p lay   m o n ito r in g   d ata,   co n tr o th s y s tem ,   s u ch   as  en ter in g   PID   p ar am eter   v alu es ,   an d   ac tiv ate  an d   tu r n   o f f   th p u m p   o r   s o len o id   v alv s im p ly   b y   p r ess in g   th b u tto n   o n   th e   p an el  s cr ee n ,   as  ca n   b s ee n   in   Fig u r 4 .   I co n tain s   b lo ck   d iag r am s   f o r   r ea d in g   u ltr aso n ic  s en s o r s   an d   ac tu ato r s   in   th f o r m   o f   wate r   p u m p s   an d   s o len o id   v alv es,  co n tain s   b lo c k   d iag r am s   u s e d   to   s en d   i n p u a n d   o u tp u d ata  s o   th at  th e y   ca n   b s to r ed ,   an d   c o n tain s   b lo c k   d iag r am s   u s ed   to   c o n tr o t h s y s tem ,   s u ch   as  ac tiv atin g   o r   d ea ctiv atin g   wate r   p u m p s   an d   s o len o id   v alv e s ,   an d   en ter in g   PID   p ar a m eter   v alu es  if   th er is   in ter f er en ce   with   th e   u ltra s o n i s en s o r   in   d etec tin g   t h wate r   lev el  in   th wate r   s to r ag e   tan k .           Fig u r 4 .   HM I   s cr ee n   d esig n   i n   L ab VI E W       2 . 4 .     Desig n o f   w a t er   f lo r a t co ntr o l sy s t em   wit P I D   T h f lo wch a r illu s tr ates  th s tep s   to   co n tr o wate r   f lo u s in g   PID   co n tr o th r o u g h   L a b VI E W .   Her is   th ex p lan atio n   o f   th e   f lo w,   as  s h o wn   in   Fig u r 5 .   T h PI co n tr o l   p r o ce s s   f o r   wate r   f l o b eg in s   b y   s ettin g   th s etp o in ( SP )   an d   th p ar am eter s   Kp ,   Ki,   an d   Kd   in   L ab VI E W .   T h p r o ce s s   v ar iab l ( PV)   is   o b tain ed   f r o m   th wate r   f lo s en s o r ,   wh ich   m ea s u r es  th cu r r en t   f lo r ate.   T h p u m p   is   th e n   ac tiv ated   to   s tar t   cir cu latin g   wate r .   T h s en s o r   d etec ts   th f lo r ate,   ca lcu lat es  th er r o r   ( E )   as  th d if f er e n ce   b etwe en   th SP   an d   PV,  an d   u s es it to   d eter m in th PID   o u tp u t ( MV ) .   T h is   p r o ce s s   r ep ea ts   u n til th f lo r ate  r ea ch es 4   liter s   p er   m in u te  i n   Fig u r 5 ,   at  wh i ch   p o in t t h p r o ce s s   en d s .       S t a r t S e t   S P ,   K p ,   K i ,   K d   v a l u e e   i n   L a b V I E W P V   =   Wa t e r   f l o w   s e n s o r Wa t e r   P u m p   O n   S P     PV M V   =   o u t p u t   P I D ( e ) Wa t e r   f l o w   r a t e   d e t e c t i on Wa t e r   f l o w   r a t e   4   L / ? F i n i s h No Y e s     Fig u r 5 .   W ater   f lo r ate  co n t r o l w o r k in g   s y s tem   with   PID   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         S C A DA   s yste in   w a ter s to r a g ta n ks w ith   N I   visi o n   La b V I E W   ( K a r tika )   385   3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .   O v er a ll  elec t ro nic desig n r esu lt s   T h r esu lts   o f   th elec tr o n ic  d esig n   o f   th wate r   co n tr o s y s tem   in   th wate r   s to r ag tan k   ar u s ed   to   m o n ito r   an d   co n tr o l   p ar am ete r s   in   th e   wate r   tan k ,   s u ch   as  wate r   f lo r ate,   wate r   lev el,   an d   wate r   p r ess u r e.   T h en ,   th ese  p ar am eter s   ca n   b co n tr o lled   an d   m o n ito r e d   in   L ab VI E W .   Ar d u in o   UNO  R 3 ,   L 2 9 8 d r iv e r   m o d u le,   p o wer   s u p p ly ,   r elay ,   an d   ca b le  ter m i n als ar in   th co n tr o l sy s tem   p an el  b o x ,   as sh o wn   in   Fig u r 6 .         Descr ip tio n :   1 .   Po wer   s u p p l y     2 .   Ar d u i n o   UNO  R 3     3 .   Mo d u le  d r iv e r   L 2 9 8   4 .   R elay   2   c h a n n el     Fig u r 6 .   C o n tr o b o x   d esig n   r esu lts       3 . 2 .   Rea liza t io n o f   SCADA  s y s t em   o n wa t er   s t o ra g t a nk   us i ng   L a bVI E W   T h im p lem en tatio n   o f   th S C ADA  s y s tem   f o r   wate r   s to r a g tan k s   u s in g   L ab VI E W   f ac i litates   r ea l - tim m o n ito r i n g   an d   co n tr o o f   wate r   lev els.  T h s y s tem ,   d esig n e d   an d   test ed   b a s ed   o n   th to o l' s   s p ec if icatio n s ,   in v o l v es  in s tallin g   wate r   lev el   s en s o r   o n   th e   tan k ,   wh ich   is   co n n ec ted   to   c o n tr o ller   in teg r ated   with   L a b VI E W .   T o   en s u r s af ety ,   th p r im ar y   p o wer   s o u r ce   is   in itially   tu r n e d   o f f .   An   u ltra s o n ic   s en s o r ,   m o u n ted   at  th tan k s   to p ,   m ea s u r es  th wate r   lev el,   with   th d ata  s en to   th co n tr o ller   f o r   m o n ito r in g .   T h e   s y s tem   is   th en   co n n ec ted   to   a   L ab VI E W   in ter f ac e,   p r o v i d in g   r ea l - tim wate r   lev els  an d   p u m p   s tatu s   u p d ates.  Af ter   in s tallatio n ,   th co n tin u ity   a n d   s ec u r ity   o f   th c o n n ec tio n s   ar v er if ied   to   e n s u r n o   cir c u it  is s u es.  T h e   SC ADA  s y s tem   au to n o m o u s ly   b e g in s   m o n ito r in g   wate r   le v els  af ter   r esto r in g   th e   p r im ar y   p o wer   s o u r ce .   L ab V I E W   co n tin u o u s ly   u p d ates  w ater   p ar am eter s ,   allo win g   r ea l - tim tr ac k in g   o f   f lu ctu atio n s   an d   c o n tr o llin g   th p u m p   ac co r d i n g   to   p r ed ef in ed   wate r   lev el  s etp o in t.  T h p u m p   ad ju s ts   th e   f lo r ate  t o   4   L /m   u s in g   PID   co n tr o l,  ac tiv atin g   wh e n   th e   wate r   lev el  d r o p s   b elo th e   m in im u m   t h r esh o ld   an d   s to p s   au to m atica lly   wh e n   th m ax im u m   lev el  is   r ea ch e d ,   as  s h o wn   in   Fig u r 7 .   T h e   r esu lt  o f   th HM I   d is p lay   d esig n   in   L ab VI E W   is   to   m o n ito r   an d   co n tr o th p ar am eter s   in   th wate r   tan k ,   s u ch   as  wate r   f lo r ate,   wate r   lev el,   an d   wate r   p r ess u r e.   T h ese  p ar am eter s   ca n   b co n tr o lled   a n d   m o n ito r e d   o n   th L ab VI E W   s cr ee n   d is p lay ,   as sh o wn   in   Fig u r 8 .         Descr ip tio n :   1.   Sen s o r   p r ess u r HX7 1 0   2.   Ultr aso n ic   HC - SR F0 4   3.   W ater   s to r ag tan k   4.   Sto r ag tan k   to we r   5.   So len o id   v alv e   6.   W ater   p ump   7.   B o x   c o n tr o l   8.   HM I   in   L ab VI E W     Fig u r 7 .   T o o co n f ig u r atio n   t esti n g   with   HM I       3 . 3 .   Wa t er   lev el  a nd   wa t er   press ure  m o nito ring   s y s t em   in t a nk   Af ter   th SC ADA  s y s tem   i s   s u cc ess f u lly   in s ta lled   o n   th wate r   s to r ag tan k   with   NI - VI SA   L ab VI E W ,   th n ex s tep   is   to   s et  th p o r f o r   Ar d u in o ,   th wate r   h eig h s etp o in at  4 0   cm ,   an d   t h wate r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   38 1 - 39 2   386   d is ch ar g s etp o in at  f o u r   p . m .   T h en ,   r u n   th m o n ito r in g   an d   co n tr o s y s tem   o n   th r u n   ico n ,   wh ich   ca n   b e   d ir ec tly   s ee n   o n   th L ab VI E W   m o n ito r   s cr ee n   d is p lay ,   as sh o wn   in   Fig u r e   9 .           Fig u r 8 .   HM I   d esig n   r esu lts   in   L ab VI E W           Fig u r 9 .   T est r esu lts   f o r   m o n i to r in g   wate r   lev el  a n d   wate r   p r ess u r in   th tan k       T h f ig u r illu s tr ates  th s u c ce s s f u in teg r atio n   o f   L ab VI E W   with   Ar d u in o   to   m o n ito r   th wate r   lev els  in   two   tan k s   in   r ea l - ti m e.   T h d is p lay   in clu d es  s ev er al  k ey   co m p o n en ts ,   s u ch   as  p er f o r m a n ce   g r a p h s   f o r   tr ac k i n g   th p r esen v alu ( PV)   an d   s et  p o in ( SP )   v alu es .   I n   th is   co n f i g u r atio n ,   th wat er   lev el  s etp o in is   estab lis h ed   at  4 0   cm ,   i n d icatin g   th at  th s y s tem   is   d esig n e d   to   m ain tain   t h wate r   lev el   ar o u n d   th is   v alu e.   Du r in g   test in g ,   th p u m p   ac tiv ates  to   f ill  th wate r   u n til  it  r ea ch es  h eig h o f   4 0   cm ,   wh i le  th v alv co n tr o l   au to m atica lly   ad ju s ts   th wate r   f lo w.   T h s y s tem   r elies  o n   d ata  f r o m   wate r   lev el  s en s o r   co n n ec ted   to   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         S C A DA   s yste in   w a ter s to r a g ta n ks w ith   N I   visi o n   La b V I E W   ( K a r tika )   387   Ar d u in o ,   wh ic h   is   tr an s m itted   to   L ab VI E W   f o r   p r o ce s s in g .   As  th wate r   lev el  ap p r o ac h es  th 4 0   cm   s etp o in t,   th co n tr o s y s tem   s tab ilizes  t h wate r   lev el  ar o u n d   th is   tar g et.   T h is   test   d em o n s tr ates  th s y s tem s   ab ilit y   to   m ain tain   th wate r   lev el  at  th s p ec if ied   s etp o in t,  en s u r in g   th at  ea ch   co m p o n en t,  in clu d in g   th p u m p ,   v alv e ,   an d   s en s o r ,   f u n ctio n s   p r o p er ly   to   p r eser v th s y s tem s   s tab i lity   ar o u n d   th s etp o in t.  T h r esu lts   o f   th s y s tem   test   s h o wn   in   T ab le  1   c o n f ir m   th at  th wate r   lev el  r em ain s   at  th 4 0   cm   s etp o in t.       T ab le   1 .   Mo n ito r in g   r esu lts   o f   wate r   lev el  an d   wate r   p r ess u r e   No   Ti me   ( sec o n d s)   P u mp   S t a t u s   ( O n / O f f )   V a l v e   S t a t u s   ( O p e n / C l o se)   W a t e r   Le v e l   I n   Ta n k   W a t e r   P r e ssu r e   I n   Ta n k   P u mp   1   P u mp   2   V a l v e   1   V a l v e   2   Ta n k   1   ( c m)   Ta n k   2   ( c m)   Ta n k   1   ( P si )   Ta n k   2   ( P si )   1   0   On   On   O p e n   O p e n   0 . 0   0 . 0   0 . 0   0 . 0   2   1   On   On   O p e n   O p e n   0 . 1 2   0 . 1 3   0 . 0 1   0 . 0 1   3   2   On   On   O p e n   O p e n   0 . 2 4   0 . 2 6   0 . 0 1   0 . 0 1   4   3   On   On   O p e n   O p e n   0 . 3 6   0 . 3 9   0 . 0 2   0 . 0 2   5   4   On   On   O p e n   O p e n   0 . 4 8   0 . 5 2   0 . 0 2   0 . 0 2   6   5   On   On   O p e n   O p e n   0 . 6   0 . 6 5   0 . 0 3   0 . 0 3   7   6   On   On   O p e n   O p e n   0 . 7 2   0 . 7 8   0 . 0 3   0 . 0 3   8   7   On   On   O p e n   O p e n   0 . 8 4   0 . 9 1   0 . 0 4   0 . 0 4   9   8   On   On   O p e n   O p e n   0 . 9 6   1 . 0 4   0 . 0 5   0 . 0 5   10   9   On   On   O p e n   O p e n   1 . 0 8   1 . 1 7   0 . 0 5   0 . 0 5   11   10   On   On   O p e n   O p e n   1 . 2   1 . 3   0 . 0 6   0 . 0 6   12   11   On   On   O p e n   O p e n   1 . 3 2   1 . 4 3   0 . 0 6   0 . 0 6   13   12   On   On   O p e n   O p e n   1 . 4 4   1 . 5 6   0 . 0 7   0 . 0 7   14   13   On   On   O p e n   O p e n   1 . 5 6   1 . 6 9   0 . 0 7   0 . 0 7   15   14   On   On   O p e n   O p e n   1 . 6 8   1 . 8 2   0 . 0 8   0 . 0 8   16   15   On   On   O p e n   O p e n   1 . 8   1 . 9 5   0 . 0 8   0 . 0 9   17   16   On   On   O p e n   O p e n   1 . 9 2   2 . 0 8   0 . 0 9   0 . 0 9   18   17   On   On   O p e n   O p e n   2 . 0 4   2 . 2 1   0 . 1   0 . 1   19   18   On   On   O p e n   O p e n   2 . 1 6   2 . 3 4   0 . 1   0 . 1   20   19   On   On   O p e n   O p e n   2 . 2 8   2 . 4 7   0 . 1 1   0 . 1 1   21   20   On   On   O p e n   O p e n   2 . 4   2 . 6   0 . 1 1   0 . 1 2   22   21   On   On   O p e n   O p e n   2 . 5 2   2 . 7 3   0 . 1 2   0 . 1 2   23   22   On   On   O p e n   O p e n   2 . 6 4   2 . 8 6   0 . 1 2   0 . 1 3   24   23   On   On   O p e n   O p e n   2 . 7 6   2 . 9 9   0 . 1 3   0 . 1 3   25   24   On   On   O p e n   O p e n   2 . 8 8   3 . 1 2   0 . 1 4   0 . 1 4   26   25   On   On   O p e n   O p e n   3 . 0   3 . 2 5   0 . 1 4   0 . 1 4   27   26   On   On   O p e n   O p e n   3 . 1 2   3 . 3 8   0 . 1 5   0 . 1 5   28   27   On   On   O p e n   O p e n   3 . 2 4   3 . 5 1   0 . 1 5   0 . 1 6   29   28   On   On   O p e n   O p e n   3 . 3 6   3 . 6 4   0 . 1 6   0 . 1 6   30   29   On   On   O p e n   O p e n   3 . 4 8   3 . 7 7   0 . 1 6   0 . 1 7   31   30   On   On   O p e n   O p e n   3 . 6   3 . 9   0 . 1 7   0 . 1 7       T h s y s tem   test   d ata  f o r   m a in tain in g   a   4 0   cm   wate r   lev el  s et  p o in is   s u m m ar ized   i n   T ab le   1 s h o win g   p u m p   an d   v alv s tatu s es  an d   th wate r   lev els  in   b o th   tan k s   at  s p ec if ic  tim in ter v als.  Fro m   0   to   3 1   s ec o n d s ,   th wate r   lev el  in   b o th   tan k s   in cr ea s es  s tead ily .   Du r in g   th is   p er io d ,   p u m p s   o n an d   two   r em ai n   “On , ”  an d   v alv es  o n an d   two   s tay   “Op en , ”  e n s u r in g   co n tin u o u s   wate r   f lo w.   At  3 1   s ec o n d s ,   th wate r   le v el   r ea ch es  ap p r o x im ately   3 . 6   cm   in   tan k   1   ( with   p r ess u r o f   0 . 1 7   Ps i)   an d   3 . 9   cm   in   tan k   2   ( with   p r ess u r o f   0 . 1 7   Ps i) .   T h is   co n s is ten r is in   wate r   lev els  co n f ir m s   th s y s tem s   ab ilit y   to   m ain t ain   s m o o th   f lo w,   m o v in g   s tead ily   to war d s   th 4 0   cm   s et  p o in t.     3 . 4 .   Wa t er   f lo ra t e   t esting   us in g   P I D   PID   test in g   ev alu ates th in p u t w ater   lev el  an d   o u tp u t f l o r ate,   r ep r esen ted   b y   t h wate r   f illi n g   tim e   in   th s to r ag tan k ,   with   th wate r   p u m p   s p ee d   co n tr o lled   v i th L 2 9 8 d r iv e r   m o d u le  to   r eg u late  th o u tp u t.   T h in itial  test s   ass e s s   th im p ac o f   th e   wate r   f lo r ate  o n   th PW v alu o f   th p u m p   a n d   its   ef f ec o n   th e   wate r   f illi n g   tim e.   T h test in g   p r o ce d u r in v o lv es  ac tiv ati n g   th p u m p   to   in tr o d u c wate r   in to   th s to r ag e   tan k ,   r ec o r d in g   th in itial  wate r   f lo r ate,   an d   m o n ito r in g   tim ch an g es.  T h d ata  f r o m   t h ese  test s   p r o v id es  PW v alu es,  wh ich   ar th en   u s ed   f o r   PID   ca lcu latio n s .   T h e   n ex t step   is   id en tify in g   th co n tr o lled   s y s tem   an d   d eter m in in g   k ey   p a r am eter s   s u ch   as  co n tr o tim e,   o v e r s h o o t,  an d   s tead y - s tate  er r o r .   T h Z ig ler - Nich o ls   m eth o d   is   ap p lied   to   co m p u te   th in itial  PID   p ar am eter s ,   u tili zin g   th r elatio n s h ip   b etwe en   th wate r   f lo r ate  an d   PW v alu es.  T h is   t esti n g   p r o ce s s   in v o lv es  o b s er v in g   th s y s tem s   r esp o n s to   s tep   ch an g es  u n til   s tab le  o s cillat io n   o cc u r s ,   allo win g   PID   p ar am eter s   to   b ca lcu lated   with o u r eq u ir in g   m ath em atica m o d el   o f   th s y s tem .   T h o p en   cir c u it  s y s tem s   r esp o n s to   u n it  s tep   f u n ctio n   p r o d u ce s   an   S - s h ap ed   c u r v e,   f r o m   wh ich   d ea d   tim ( L )   o f   0 . 5 5 1   an d   a   d elay   tim ( T )   o f   7 . 5 9   ar d er iv e d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   38 1 - 39 2   388   I n   tu n in g   th PID   p a r am eter s ,   th is   m eth o d   co n s is ts   o f   Kp ,   T i,  an d   T d ,   wh er e:   a.   Kp   ( p r o p o r tio n al  g ain )   is   6 0 % o f   th p r o p o r tio n al  v alu ca lc u lated   b y   c o m p ar i n g   T   a n d   L .   b.   T i ( in teg r al  t im e)   5 0 % o f   T u ,   wh er T u   e q u als th tim co n s tan t T .   c.   T d   ( d er i v ativ ti m e)   1 2 . 5 o f   T u .   T h is   h elp s   with   s m o o t h   ch an g es in   s y s tem   r esp o n s e.   So ,   th PID   tu n in g   o b tain e d   b y   th Z ieg ler - Nich o ls   m eth o d   is   as f o llo ws.   a.   Pro p o r tio n al   ( P)  c o n t r o l     = = 7 , 59 0 , 551 = 13 , 77       b.   Pro p o r tio n al - in t eg r al  ( PI )   co n t r o l     K p = 0 . 9x T L = 0 . 9x 7 , 59 0 , 551 = 12 , 39       = 0 , 3 = 0 , 551 0 , 3 = 1 , 83       c.   PID   c o n tr o l     = 1 , 2 = 1 , 2 9 , 50 0 , 551 = 16 , 52       = 2xL = 2x 0 , 551 = 1 , 102       = 0 . 5xL = 0 . 5x 0 , 551 =   0 , 2 7 5 5     Af ter   PID   tu n in g   with   th e   Z i eg ler - Nich o ls   m eth o d ,   th e   p a r am eter s   o b tain e d   a r Kp   =   1 6 . 5 2 ,   T =   1 . 1 0 2   s ec o n d s ,   an d   T d   0 . 2 7 5 5   s ec o n d s .   Fu r th e r m o r e ,   th PID   v alu o b tain ed   f r o m   th t u n in g   r esu lts   u s in g   th Z ieg ler - Nich o ls   m eth o d   s h o ws  th s y s tem   r esp o n s b y   lo o k in g   at  t h s tep   r esp o n s o f   th cu r v e   p r o d u ce d .   s tep   ch an g in   r esp o n s to   PID   co n tr o o f   th wate r   f lo r ate.   T h im ag also   g iv es  d ata  o n   th r is tim o f   0 . 2 9 6   s ec o n d s ,   a n   o v e r s h o o t   o f   1 0 . 5 %,   an d   s ettlin g   tim o f   1 . 4 9   s ec o n d s .   T h v alu e   s h o ws  g r ad u al   d ec r ea s f r o m   th e   o v e r s h o o v alu p o in t.   T h is   is   a   r esu lt  o f   th e   T d   v alu e   o f   1 2 . 5 o f   T u ,   w h ich   ac ts   to   h elp   s m o o t h   th ch a n g in   th s y s tem   r esp o n s e.     3 . 5 .   M o nito ring   o f   o v er a ll sy s t e m   pa ra m et er s   Af ter   test in g   th u s o f   PID   o n   th wate r   f lo r ate  co n tr o s y s tem   with   wa ter   f lo s e tp o in o f   4   l/m ,   s y s tem   p er f o r m a n ce   test in g   is   ca r r ied   o u t   b y   s ettin g   th wate r   lev el   s etp o in a n d   wate r   f lo r ate  in   th e   tan k   wate r   lev el  c o n tr o l;  s e tp o in o f   4 0   cm   is   u s ed   o n   th L ab VI E W   HM I   s cr ee n .   At  th s am tim e,   th wate r   f lo r ate  in   t h wate r   s to r ag tan k   u s es  s etp o in o f   4 . 0 0   l/m .   T h p ar am eter s   r ev iewe d   f r o m   th e   ex p er im en ts   ca r r ied   o u t   o n   wa ter   f lo r ate  c o n tr o l   u s in g   PI ar d elay   tim e,   r is tim e,   p ea k   tim e,   m ax im u m   o v er s h o o t,  s tead y   s tate  er r o r ,   an d   s ettlin g   tim with   PID   p ar am eter   v alu es  o f   Kp   1 6 . 5 2 ,   T 1 . 1 0 2 ,   an d   T d   0 . 2 7 7 9 .   Fu r t h er m o r e,   th s y s te m   is   r u n   o n   th L a b VI E W   HM I   s cr ee n ,   as sh o wn   in   Fig u r 1 0 .   Fig u r 1 0   s h o ws  th at  th s y s tem   ca n   m ain tain   th wate r   lev e s etp o in an d   f lo r ate.   T h wate r   f lo w   r ate  is   s et   u s in g   th PID   p ar am eter   v alu e.   B y   ad ju s tin g   th is   PID   p ar am eter ,   th s y s tem   ca n   m ain tain   th wate r   f lo r ate  clo s to   th s etp o in ev en   th o u g h   co n d itio n s   ar d is tu r b ed   o r   ch an g ed ,   s u ch   as  p r ess u r f lu ctu atio n s   in   th tan k   o r   ch a n g es in   wate r   lev el - th s y s tem s   test   r esu lts   ar s h o wn   in   Fig u r es 1 1   a n d   1 2 .   T h wate r   f lo r ate  test   s h o ws  th s y s tem s   r esp o n s t o   PID   co n tr o aim ed   at  ac h i ev in g   an d   m ain tain in g   wate r   f lo w   s etp o in o f   ar o u n d   4 . 0   l/m .   At  th e   b eg in n in g   o f   th test ,   t h f lo w   r ate  i n cr ea s ed   f r o m   ze r o   a n d   r ea ch ed   a   s lig h o v er s h o o o f   4 . 1   l/m ,   w h ich   is   ab o u 2 . 5 a b o v e   th e   s etp o i n t.  T h is   o v er s h o o t   o cc u r r e d   d u to   th e   s y s tem s   r ap id   r esp o n s to   t h PID   s ig n al,   m ain l y   d u to   th e   co n s id er ab le  Kp   v alu e   ( 1 6 . 5 2 )   to   ac ce ler ate   th e   s y s tem s   in itial  r ea ctio n   to   th s etp o in t.  Af ter   th e   o v e r s h o o t,   th s y s tem   im m ed iately   ad ju s ted   th f lo r ate  to   th s etp o in o f   4 . 0   l/m .   T h s y s tem s   d elay   in   s tar tin g   to   in cr ea s th f lo r ate  wa s   o b s er v ed   to   b ar o u n d   1   s ec o n d .   T h is   m ea n s   th at  th s y s tem   tak es  ab o u 1   s ec o n d   f r o m   ze r o   tim to   th s tar o f   a   s ig n if ican i n cr ea s in   f l o r ate.   T h en ,   af ter   th e   o v e r s h o o t,   th wate r   f lo w   r ate  e n ter s   tr an s ien p h ase   with   s lig h f lu ctu atio n   a r o u n d   th s etp o in t   v alu e.   T h s y s tem   s ettlin g   tim e,   wh ich   is   th tim r eq u ir ed   f o r   th f lo r ate  to   s tab ilize  at  ar o u n d   4 . 0   l/m   with   to ler an ce   o f   ± 2 %,  was  r ec o r d e d   at  ar o u n d   1 0   s ec o n d s .   Af ter   th is   p er io d ,   th s y s tem   r ea ch e d   s tead y   s tate,   wh er th f lo r ate  was su cc es s f u lly   m ain tain ed   at  4 . 0   l/m   with   s lig h v a r iatio n   o f   ar o u n d   ± 0 . 1   l/m ,   w h ich   is   c o n s id er e d   r ea s o n a b le  f o r   th is   ap p licatio n .   T h ta b le  also   s h o ws  th at  th wate r   lev el  in cr ea s es  lin ea r ly   an d   s tab ly ,   in d icatin g   th at  th s en s o r   r ea d in g s   ar f u n ctio n i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         S C A DA   s yste in   w a ter s to r a g ta n ks w ith   N I   visi o n   La b V I E W   ( K a r tika )   389   ac cu r ately ,   as  well  as  th wate r   p r ess u r r ea d in g s ,   in d icatin g   th at  wh en   th wate r   lev el  in   tan k   1 ,   2 . 0 4   cm ,   th e   s en s o r   r ea d s   a   wate r   p r ess u r o f   0 . 1   Ps i,  as  well  as  t h wate r   lev el  in   tan k   2 ,   2 . 2 1   cm ,   t h s en s o r   r ea d s   wate r   p r ess u r o f   0 . 1   Ps i.  T h tab le  s h o ws  th at  th s en s o r   r ea d s   th p ar am eter s   in   t h tan k   ac cu r ately   u n til  th wate r   lev el  in   T an k   1   is   4 0   c m ,   as   well  as  in   t h tan k ,   th wate r   p r ess u r s en s o r   r ea d s   a   wate r   p r ess u r o f   1 . 8 8   Ps in   tan k   1   an d   1 . 7 7   Ps in   tan k   2 .   Ov er all,   th s y s tem   co n s i s te n tly   m ain tain s   f lo r ate  cl o s to   th s etp o in with o u s ig n if ican f lu ctu atio n s   u n til  th en d   o f   th test   at  3 2 5   s ec o n d s .   At  th at  p o in t,  th f lo r ate  o n   b o th   s en s o r s ,   f lo 1   an d   f lo 2 ,   was  co n s is ten tly   at  4 . 0   l/m   with o u an y   a d d itio n al  o v er s h o o o r   s ig n if ican t   f lu ctu atio n s ,   in d icatin g   th s y s tem s   s tab ilit y   in   s tead y   s tate.   T h ese  r esu lts   s u g g est  th at  t h PID   p ar am eter s   th at  ar s et  ar co m p ellin g   en o u g h   to   ac h iev a n d   m ain tain   f l o s tab ilit y   at  th d esire d   s etp o in t           Fig u r e   10 .   L ab VI E W   v iew  wh en   en ter in g   PID   v alu es               Fig u r 11.   Par am eter   m o n ito r i n g   g r a p h   o n   th ta n k               Fig u r 12.   Par am eter   m o n ito r i n g   g r a p h   o n   th ta n k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   38 1 - 39 2   390   4.   CO NCLU SI O N   T h is   r esear ch   in tr o d u ce s   a   wat er   m an a g em en s y s tem   b ased   o n   SC ADA,   wh ich   in teg r ates L ab VI E W   an d   Ar d u in o   f o r   m o n ito r in g   an d   co n tr o llin g   wate r   lev el s   an d   f l o r ates  in   s to r ag tan k .   T h e   s y s tem   em p lo y s   u ltra s o n ic  s en s o r s   f o r   m ea s u r in g   wate r   lev els  an d   p r ess u r s en s o r s   f o r   p r ess u r m ea s u r em en ts .   Pu ls e   wid th   m o d u latio n   ( PW M)   r eg u lates  th wate r   f lo w   r ate,   e n s u r in g   s tab ilit y .   T h SC ADA   s y s tem   m in im izes  wate r   an d   en er g y   waste,   p r o m o tin g   s u s tain ab le  wate r   m an a g em en in   in d u s tr ial  an d   en v ir o n m en tal  co n tex ts .   T h HC - SR F0 4   u ltra s o n ic  s en s o r   ac h iev es  wate r   lev e m ea s u r em en ac cu r ac y   o f   9 9 . 7 7 %,   with   th e   L ab VI E W   h u m a n - m ac h i n i n ter f ac ( HM I )   d is p lay in g   th ese  r ea d in g s .   W ater   p r ess u r in   b o th   tan k s   is   m ea s u r ed   b y   t h HX7 1 0   s en s o r ,   with   an   ac cu r ac y   o f   9 8 . 5 4 %,  an d   th co r r esp o n d in g   d ata  is   also   s h o wn   o n   th e   L ab VI E W   HM I .   T h Z ieg ler - Nich o ls   m eth o d   tu n es  t h PI co n tr o ller ,   wh ich   ad ju s ts   th PW to   r eg u late  th wate r   f lo r ate.   T h o p tim ized   PID   p ar am eter s   ar e       1 6 . 5 9 ,       1 . 1 0 2 ,   a n d      0 . 2 7 5 5   s ec o n d s ,   r esu ltin g   in   o p tim al  f l o co n tr o l.  T h YF - S2 0 1   s en s o r   m ea s u r es  th wate r   f lo r at o n   b o t h   p u m p s ,   ac cu r ately   d etec tin g   th e   f lo w .   T h PID   c o n tr o s u cc ess f u lly   m ain tain s   f lo r ate   s etp o in o f   4   l/m ,   with   m in im al  f lu ctu atio n s   ar o u n d   t h tar g et,   in itially   ex ce ed in g   b y   2 . 5 b ef o r s tab ilizin g   with in   ap p r o x im ately   1 0   s ec o n d s .   T h SC ADA  s y s tem   ef f icien tly   tr an s m its   s en s o r   d ata  to   L ab VI E W ,   f ac ilit atin g   r eliab le  r ea l - tim m o n ito r i n g   a n d   c o n tr o l   in ter f ac e,   e n s u r in g   ef f ec tiv w ater   lev el  m an a g em en t,   an d   r ed u cin g   wate r   an d   elec tr icity   waste.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   W wil jo in tly   b ea r   th co s t s   in cu r r ed   in   co n d u cti n g   th is   r esear ch ,   with o u in v o lv in g   an y   o th er   p ar ties ,   wh eth er   in d i v id u als,  g r o u p s ,   o r   in s titu tio n s .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Kar tik a                               Misria n a                               M.   Fath an   Naq i                               Asra n                               Misb ah u l Jan n ah                               Ar n awa n   Hasib u an                               Su r y ati                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       I NF O RM E CO NS E N T   W h av o b tain ed   in f o r m ed   c o n s en t f r o m   all  in d iv id u als in c lu d ed   in   t h is   s tu d y .       DATA AV AI L AB I L I T Y   Der iv ed   d ata   s u p p o r tin g   th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e   av ailab le  f r o m   th c o r r esp o n d i n g   au t h o r   Kar tik ( k ar tik a@ u n im al. ac . id )   o n   r e q u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   L.   K o n g ,   X .   Le i ,   H .   W a n g ,   Y .   L o n g ,   L.   L u ,   a n d   Q .   Y a n g ,   A   mo d e l   p r e d i c t i v e w a t e r - l e v e l   d i f f e r e n c e   c o n t r o l   met h o d   f o r   a u t o ma t i c   c o n t r o l   o f   i r r i g a t i o n   c a n a l s,   W a t e r ( S w i t zerl a n d ) ,   v o l .   1 1 ,   n o .   4 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / w 1 1 0 4 0 7 6 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.