Автоматика для систем водоснабжения

Автоматизация совокупности устройств, подающих воду потребителю, применяется для повышения эффективности процессов добычи и подачи воды (в их ходе задействуются разные физические, химические и биологические реакции, получаются побочные продукты). Также производится сокращения энергозатрат, улучшение качества передаваемой водопродукции. Комплексы приборов применяются для:

• скважин;
• станции 1-го, 2-го уровня подъема, а также повысительной;
• очистного сооружения;
• фильтровальных объектов.

Автоматика функционирует на периферии при, как правило, централизованном управлении, в условиях нижеперечисленных требований:

• Первичный поток имеет разные характеристики в разный момент времени. Имеют место постоянные «возмущения» в виде, к примеру, изменения химического состава водной массы, температур окружающей среды или параметров напряжения. Кроме того, средства измерения изнашиваются, со временем может наблюдаться нарушение установки, настройки.
• Конечный продукт должен быть безупречного качества по государственным стандартам.
• Интенсивность работы изменчива и зависит от пользователя.
• Приборы работают непрерывно, при выходе из строя одного из них, остальные части системы не должны подвергаться следствиям поломки.

Основные этапы управленческого акта:

• установка начального значения;
• измерение имеющегося уровня;
• определение отклонения;
• вычисление необходимой коррекции до требуемого уровня с последующей физическим действием для этой корректировки (закрытие \ открытие клапанов, к примеру).

Состав систем автоматизации водоснабжения

Включает в себя следующие компоненты:

• Датчики. Предназначены для измерений, регулирования, сигнализации, управления в отношении процессов или устройств. Выпускаются в генераторном и параметрическом варианте. Первый из них преобразует контролируемый параметр в величину электроцепи, к примеру, это датчики индуктивности. Второй – делает преобразование в вырабатываемую электроэнергию (термопары). Выделяют устройства скорости, положения, уровня (уровнеметры), расхода, давления, температуры, в том числе неэлектрические \ электрические.
• Блоки ввода и вывода данных. Эти компоненты оцифровывают сигнал, поступающий от датчиков, и передают на программируемый контроллер \ компьютерное устройство. Кроме того, модули передают информацию и от компьютера к исполнительным элементам. Выход всегда зависит от входа.
• Исполнительные механизмы. Воздействуют на процессы в регулирующем \ управляющем формате после получения команды. В них механический \ оптический \ электрический и другие типы сигналов преобразуются в выходные, обычно механические. Например, применяются реле для прерывистого управления, включая механические, тепловые, гидравлические, электрические, пневматические и пр.. А также задвижки и вентили, клапаны, краны, шиберы, задвижки. Последние и воздействуют на управляемый объект. Каждый тип устройств обладает своими особенностями. К примеру, на поплавковые реле отрицательно воздействует заиливание, контактные элементы у них малонадежные, механические связки быстро повреждаются. Электродные датчики уровней в защитной стальной трубке в этом отношении намного надежнее в эксплуатации.
• Контроллер. Специальный компьютер, применяемый в качестве устройства управления в разных областях. От обыкновенного аналога отличается включением в состав компонентов ввода \ вывода исполнительных механизмов \ датчиков. Программируемые логические контроллеры могут работать в неблагоприятной среде, длительное время не нуждаются в техобслуживании, функционируют в реальном времени, кодируются на языке технологического программирования, проводят диагностику всех датчиков, протоколируют данные, переводит процесс на иные ветки управления при поломках. В бытовых условиях контроллеры калькулируют, к примеру, число часов, отработанных насосами, фиксируют утерю связи с датчиками, замыкания цепи, ошибки, регулируют водный поток и расход.
• Преобразователи измерительные. Преобразуют измеряемый параметр в иной сигнал \ величину, который более удобен для понимания, хранения, обработки, последующих передач, преобразований. Оператор, отметим, не считывает эти данные. Устройства давления \ выхода унифицируются по стандарту 0-10 V и 4 – 20 mА. Прибор, к примеру расходометр проточный \ погружной или накладной \ вихревой \ турбинный \ электромагнитный, проходит несколько видов поверок: первичная при выпуске с завода, периодическая раз в два года, внеочередная при нарушении пломбы или утере документации на поверку.

Пути передачи данных с периферии: применяются коммутаторы, спутниковые, мобильные, радиоканалы, Интернет (преимущественно, беспроводной).

Пример автоматики систем водоснабжения

Согласно вышеуказанному рисунку, из скважины вода поступает посредством насоса в емкость с датчиками. Они контролируют уровень воды, в том числе:

• нижний (и критический внизу), когда первый из них срабатывает насос запускается, для предотвращения сухого хода применяется второй из них, а также датчик на линии;
• верхний (и критический вверху), срабатывают на отключение насосного устройства, защиты от перелива.

Датчики могут давать собственные звуковые сигналы о критической ситуации. Потом насосами водный поток передается в здание или \ и на полив, процесс регулируется программируемым реле.

В крупных системах применяется несколько насосов, один из которых ведущий, остальные ведомые. В целях снижения износа производится автоматическое переключение ведомой \ ведущей функции.

При автоматизации насосных станций также могут использоваться преобразователи частот, в функционал которых входит:

• Защита от сухого хода и устранение перенапряжения на входе.
• Плавность при запуске \ торможении насоса.
• Управление по давлению \ уровню.
• Извещение об аварии, включениях \ выключениях.
• Автоматическое выключение при поломке на водопроводе, неполнофазном фунционировании, падении напряжения.

Уровни управления

Управление выполняется на трех уровнях. Первый из них включает устройства, которые стабилизируют отдельные данные без вмешательства человека. На более высоком уровне выполняется контроль за технологическими процессами (коагуляция, подщелачивание, отстаивание, изменение мутности \ цветности, несколько типов обеззараживания, стабилизационная обработка, фторирование и др.), чрезвычайными ситуациями, глобальными переключениями с участием оператора компьютера.

Он видит данные о температурах, вероятности затоплений, давлении, к примеру в самом водопроводе и в скважинах, количестве и уровне воды в баках, включает \ выключает дистанционно насосные установки. На дисплее может быть отражены показатели по току, наличие водопродукции в трубопроводе, текущее состоянии насосной установки (работает \ сбой \ остановилась). Высший уровень предполагает управление всей совокупностью переработки и подачи водной продукции, программирование пакетами СКАДА.

Кроме того, программное обеспечение позволяет моделировать критические ситуации и поломки без вмешательства в отлаженный процесс управления. Работа может вестись в автоматическом режиме, дистанционно, локально или блокироваться.

Крупномасштабная автоматика системы водоснабжения

Крупные предприятия, к примеру «Водоканал», могут использовать более сложную, 5-уровневую схему. В нее на 1 уровне входят полевые устройства в виде датчиков, электродов внутри оборудования, насосов, нагнетателей воздуха, приводов задвижек электрофицированного типа. Устройства сертифицируются Госстандартом и проходят периодические поверки. На 2-м уровне находятся щитки управления, контроллеры, преобразователи частот тока, диспетчерские пункты.

На 3-м используется сеть СКАДА, прокси-сервера, роутеры, маршрутизаторы, находится центральная диспетчерская. Два последующих уровня относятся уже к финансово-хозяйственной деятельности (сервер баз данных, почтовые сервера), где выполняется регулирование производства, планирование, учетные операции на основании полученных данных и управление компанией в целом через сеть Ethernet.

В некоторых городах РФ внедряется городская автоматизация водоснабжения на основе геоинформационных технологий, позволяющая:

• глобально оптимизировать подачу для сокращения затрат;
• находить места пониженных и повышенных давлений;
• подбирать подходящие модели насосного оборудования и иных компонентов;
• оценивать застойные явления, появление в водопродукции остаточного хлора, элементов ржавчины на основе, к примеру, коррозийной активности земельных участков в городе;
• планировать развитие, подключение новых потребителей;
• моделировать чрезвычайные ситуации, что повышает надежность водопроводных объектов.

Эффект от внедрения

Обустройство автоматизированной системы водоснабжения позволяет:

• Сократить численность дежурных операторов и, следовательно, расходы на заработную плату.
• Контролировать датчики и насосные агрегаты в реальном времени.
• Учитывать онлайн добычу \ подачу воды и расходы на этот процесс, управлять ими. Чем крупнее объект, тем больше эффект от оптимизации, достигаемый за короткий срок.

Особенности: ряд устройств требует обслуживания со стороны квалифицированного технического персонала. Хотя, в целом, бытовое оборудование для автомацизации обладает нативно понятными дисплеями и простое в эксплуатации.

для подбора и приобретения автоматики для  систем водоснабжения вы можете перейти по ссылке: https://www.allpromsnab.ru/catalogue/nasosy_i_motopompy/nasosy/dopolnitelnoe_oborudovanie/avtomatika...  или обратиться к нашим менеджерам