Решает следующие задачи:
- Мониторинг и контроль качества воды: автоматизированные системы позволяют непрерывно отслеживать параметры воды, такие как уровень загрязнения, содержание химических веществ, температуру и т.д. Это позволяет оперативно реагировать на любые отклонения от нормы и предотвращать возможные аварии.
- Оптимизация расхода воды: автоматизированные системы управления позволяют оптимизировать расход воды в соответствии с актуальными потребностями. Например, системы могут регулировать давление в сети в зависимости от текущей нагрузки, что позволяет экономить воду и электроэнергию.
- Прогнозирование и предотвращение аварий: с помощью современных технологий можно прогнозировать возможные аварийные ситуации, такие как прорывы трубопроводов или перегрузки насосных станций, и предпринимать меры по их предотвращению.
- Улучшение эффективности работы систем: автоматизация позволяет оптимизировать процессы управления системами водоснабжения, что приводит к повышению их эффективности, снижению затрат на обслуживание и увеличению комфорта для потребителя за счет поддержания стабильности давления.
Особенности
Современные системы водоснабжения могут быть полностью автоматизированы с использованием различных датчиков, контроллеров и систем управления. Это позволяет оптимизировать процессы подачи воды, контролировать уровень запасов, обнаруживать утечки и аварии, а также улучшать эффективность системы в целом.
Модули.
Автоматика, предназначенная для водопровода и канализации, выглядит так:
- Сенсоры (датчики), задача которых – измерение рабочих параметров технологического процесса;
- Преобразующая электроника, выполняющая преобразование сигналов датчиков, в те формы, в которых данные сигналы могут быть восприняты модулями ввода;
- Модули ввода переводят информацию, полученную от датчиков в цифровую форму, необходимую для передачи на устройство, отвечающее за реализацию логики управления системой. К модулям ввода относятся модули ввода и расширения дискретных и аналоговых сигналов;
- Реализация алгоритма управления системой, в настоящее время, чаще всего, производиться за счет использования микропроцессорных устройств, таких как программируемый логический контроллер (ПЛК, Контроллер) или, программируемое реле. Это – основное управляющее звено. Его можно запрограммировать на работу по таймеру, реагирование на достижение конкретных параметров. Контроллер воспринимает поступающие данные, обрабатывает их, формирует импульсы управления, которые передаются исполнительным устройствам;
- Модули вывода. Они обеспечивают основу работы автоматизированной схемы – передачу сигналов от устройства управления на исполнительные устройства. Модули вывода подразделяются на модули вывода дискретных и аналоговых сигналов;
- Устройства исполнения. Благодаря этим модулям работает вся автоматизированная система. Они принимают команду управляющего устройства и, в соответствии с ней, изменяют рабочие параметры. Под исполнительными устройствами понимаются электрические двигатели, приводы, использующие пневматику и гидравлику, реле и т.п.
Виды систем водоснабжения.
Существует несколько видов систем водоснабжения, включая:
- Централизованная система водоснабжения: это система, в которой вода поступает из центрального источника (например, водоочистных сооружений) и распределяется по всему городу или району через трубопроводы. Эта система обеспечивает воду для домов, офисов, предприятий и других объектов.
- Децентрализованная система водоснабжения: в этой системе вода обрабатывается и распределяется ближе к месту потребления, например, на уровне отдельных зданий или кварталов. Это может включать в себя использование скважин, фильтров, резервуаров и других устройств для обеспечения воды.
- Система дождевого водосбора: эта система собирает и использует дождевую воду для полива, орошения, промышленных нужд или других целей. Она может быть использована как дополнение к централизованной или децентрализованной системе водоснабжения.
- Питьевые фонтаны и стояки: это системы обеспечения питьевой водой общественных мест, таких как парки, площади, торговые центры и т.д. Эти системы могут быть подключены к централизованной системе или иметь свои источники воды.
Автоматизация
Автоматизация систем подачи воды подразумевает, что основные модули работают в полностью автоматическом режиме. Проще говоря, необходимо автоматизировать следующие устройства:
- Насосы и станции, повышающие давление в системе подачи воды;
- Арматура, контролирующая движение водных потоков, определяющая объемы поступающей жидкости, позволяющая в экстренной ситуации полностью перекрыть ток воды;
- Конструкции для приема воды;
- Фильтрующие элементы, станции отстоя и очистки;
В зависимости от температуры подаваемой воды, система водоснабжения подразделяется на системы холодного ХВС и горячего ГВС водоснабжения.
Горячее водоснабжение
Основная цель автоматизации систем ГВС – поддержание в системе заданного давления и температуры, кроме того автоматизация систем горячего водоснабжения выполняет следующие задачи:
- Повышения надежности теплоснабжения и горячего водоснабжения потребителей;
- Уменьшение зависимости от «человеческого фактора», возможность эксплуатации без постоянного присутствия оперативного персонала
- Оптимизации отпуска и потребления тепла, снижения коммунальных расходов;
- Снижения затрат электрической энергии в насосных установках;
- Увеличения ресурса работы и облегчение эксплуатации технологического оборудования;
- Контроля состояния технологического оборудования и технологических параметров;
Оперативной передачи предупредительной и аварийной информации на диспетчерский пункт.
Холодное водоснабжение
Автоматизация систем холодного водоснабжения предназначена для поддерживания постоянного давления в системе, не зависящего от давления на входе и расхода воды. К щитам автоматики подключают такое оборудование как реле давления, контроллеры сухого хода, манометры, пусковые и защитные автоматы насосов, блоки питания, поплавковые выключатели и т.п.
В результате автоматизации, в системах ХВС удается снизить расход воды, повысить ресурс работы оборудования и уменьшить эксплуатационные расходы, снизить затраты на электроэнергию, а также уменьшить возможность возникновения аварийных ситуаций.
Преимущества
- Экономия ресурсов: автоматизация позволяет оптимизировать потребление воды и энергии, что приводит к снижению затрат на эксплуатацию системы.
- Улучшение качества обслуживания: автоматизированные системы могут быстро обнаруживать и устранять неполадки, что повышает надежность и эффективность работы системы водоснабжения.
- Мониторинг и контроль: операторы могут непрерывно отслеживать работу системы и быстро реагировать на любые отклонения или проблемы.
- Экологическая эффективность: автоматизация позволяет минимизировать потери воды и предотвращать загрязнение окружающей среды.
- Снижение риска аварий: автоматизированные системы могут предупреждать о возможных аварийных ситуациях и предотвращать их возникновение.
- Улучшение управления ресурсами: данные, собранные автоматизированными системами, могут помочь операторам принимать более обоснованные решения по управлению ресурсами.
В целом, автоматизация систем водоснабжения может значительно улучшить их эффективность, надежность и экологическую безопасность
Принципы построения автоматизированной системы
В основу разработки автоматизированных систем (АС) положены следующие принципы:
- Принцип развития– возможность масштабирования и обновления. АС создается с учетом возможности постоянного совершенствования ее функций и возможности расширения. В частности, при выборе ПЛК или программируемого реле это заключается в возможности подключения дополнительных модулей расширения входа и вывода дискретных и аналоговых сигналов;
- Принцип совместимости– обеспечение взаимодействия различных АС, в едином процессе при их совместном функционировании;
- Принцип стандартизации и унификациипредполагает, по возможности, применение типовых, унифицированных и стандартизированных схем и элементов функционирования АС;
- Принцип эффективностизаключается в достижении рационального соотношения между затратами на создание АС и экономическим эффектом, получаемым при ее функционировании.
Проектирование систем автоматизации водоснабжения.
Технология системы водоснабжения разделяет два этапа обработки воды — В технологическом процессе водоснабжения можно выделить два подпроцесса — подъем и подготовку воды, распределение и подачу. Исходя из этого, автоматизация водоснабжения заключается в:
- Автоматизации управлением насосными станциями подъема и водоочисткой (фильтры, расход, распределение по стоякам и др.);
- Автоматизация подачи и распределения воды в частях здания.
Целью управления при функционировании АСУ ТП водоснабжения является обеспечение гарантированного и комфортного водоснабжения потребителей с минимальными эксплуатационными затратами.
ХВС и ГВС являются сложными системами жизнеобеспечения, разработка которых включает в себя гидравлические расчеты, составления аксонометрических схем, выбора расположения и мощности насосного и водонагревательного оборудования, разработка алгоритмов взаимодействия элементов систем и управления ими.
Автоматизацию системы водоснабжения можно условно декомпозировать на две крупные подсистемы – хозяйственного питьевого водоснабжения и водомерного узла.
Типовой проект может содержать:
- Общие данные;
- Структурные схемы, при необходимости;
- Задание на программирование системы;
- Функциональные схемы автоматизации для каждой из подсистем, на основе которых собираются щиты автоматизации;
- Схемы связи контроллеров системы автоматизации;
- Схемы внешних соединений для щитов автоматизации;
- Схемы связи со смежными системами автоматизации;
- Принципиальные электрические схемы щитов автоматизации, двигателей насосов или вентиляторов;
- Принципиальные схемы питания щитов автоматизации;
- План расположения оборудования и проводок систем автоматизации;
- Кабельные журналы;
- Монтажные схемы;
- Спецификации оборудования и проводок.
Экономический эффект от внедрения
- Автоматизация позволяет оптимизировать работу системы подачи воды, что снижает расходы на электроэнергию и обслуживание оборудования.
- Удаленное управление системами водоснабжения позволяет оперативно реагировать на проблемы, что сокращает расходы на ремонт и устранение аварий.
Затраты на внедрение и эксплуатацию
Как свидетельствует практика, с внедрением автоматизации систем водоснабжения общепроизводственные расходы возрастают с 11 до 15 % за счет закупки и обслуживания на объекте нового оборудования.
Наряду с этим, расходы на ресурсы (электричество, отопление и т.д.) уменьшаются на 4%, сокращаются расходы на ремонт – с 25 до 10 % и на эксплуатацию объекта – с 50 до 20 %.
Стоимость одного кубометра воды по отношению к периоду до внедрения автоматики снижается на 45 %.
