Автоматика водоснабжения для частного домовладения

Использование автоматики в системах водоснабжения, позволит минимизировать или полностью освободить потребителя, от участия в техническом процессе, позволит полностью контролировать любой параметр системы водоснабжения. Использование автоматики приведет к значительному уменьшению энергетических затрат системы и к меньшему износу оборудования.

Автоматика систем водоснабжения обеспечит контроль потока воды доставляемого в жилые постройки и промышленные помещения различного назначения.

Накопительный резервуар решает проблему водоснабжения дома. В него прибывает вода из различных источников: колодец, пробуренная скважина или система водоснабжения города по установленному графику.

Непосредственное наполнение резервуара, происходит за счет насосов отличающихся по величине максимального давления, типу материала, эффективности очищения воды. Современные насосы расположены, на поверхности вблизи источника, перекачка воды, в подобной системе, будет производиться с использованием шланга или трубопровода. Если же, скважина слишком глубока, поверхностный насос заменяют погружным, который часто также называемый глубинным.

Работа автоматизации водоснабжения построена на применении специализированной схемы управления, в состав которой входят сигнализаторы уровня, реле, пускатели и кнопки управления.
Непременный элемент схемы — контрольный датчик, установленный на специальном контрольном электроде. Это важное обязаетельное устройство контролирующее уровень наполнения накопительной емкости с водой. Присоединение в схему осуществляется к пускателю, управляющему насосом или к электромагнитному клапану.

Рекомендация: применение механических поплавковых устройств с микропереключателями использовать нежелательно из-за их невысокой степени надежности.

Основная базовая схема управления

Основные составляющие элементы в щите управления – это: приборы, сигнализирующие о состоянии уровня воды, датчики контроля состояния и сигнализаторы давления, реле электромагнитного типа.

Схемы с использованием постоянного тока небольшой величины, помимо простой конструкции, обладают одним значимым недостатком – это то, что контрольные электроды окисляются из-за постоянного процесса электролиза (поляризации), чтобы они полноценно функционировали необходимо очищать их поверхность от непроводящей корки.

Для предупреждения этого процесса, схема управления должна работать и обеспечивать питание электродов переменным током с исключением постоянной составляющей.
Для этого решения хорошо использовать надежно заземленную металлическую емкость, при этом доступ к контрольным электродам лучше всего герметично закрыть. Используется управляющее реле переменного тока, которое запитано от сети переменного напряжения 220В.

Рис. №1 Схема подключения управляющего реле, питающего контрольные электроды.

Нюансы электрической схемы автоматического управления

Релейная катушка присоединяется к фазе сети.

Если данная схема будет работать исключительно с клапаном, то водопроводная магистраль должна быть оборудована датчиком давления, он присоединяется с клапаном последовательно, так можно избежать перегрева устройства и выхода его из строя, когда в емкости будет малый уровень воды.

Замыкая контакт S1, включается насос, который закачивает воду из колодца или скважины в емкость. При достижении уровня воды BV, включается реле К1, оно своими контактами заблокирует нижний уровень НУ. Насос отключится при размыкании контактов К1.1, К1.2.

Рис.№2. Схема управления насосом.
Схема достаточно проста и отличается надежными элементами и безотказностью, но недостаток ее в том, что она может работать исключительно с маломощным оборудованием. Если вы добавите в состав схемы электрический пускатель, увеличится выходная мощность устройства. Кнопка «пуск» и «стоп» даст возможность управлять схемой вручную, не дожидаясь автоматического прекращения работы. Схема простая, но может быть опасна, ведь на электрод подается переменное напряжение 220В.

Схема с полуавтоматическим режимом работы

Для снижения опасности от поражения электрическим током придумана схема, работающая от переменного напряжения, но значение, которого не превышает 5В.

Рис. №3. Схема с полуавтоматическим режимом работы
Для этой схемы характерно использование кнопочного поста. Нажатие кнопки «пуск» подается команда на включение электродвигателя насоса, «стоп» — команда на остановку насоса. Схема отличается безопасностью и надежностью и подходит для центробежных насосов, которые могут заливаться водой.
Пуск происходит вручную. Перед запуском всасывающая труба должна быть заполнена водой, насос должен быть подготовлен. Выключение происходит в автоматическом режиме, по м ере заполнения емкости водой и срабатывания датчиков. Вместо насоса можно использовать электромагнитный клапан, в этом случае, схему можно применить для заполнения емкости водой из водопроводной сети.
Поняв, что в водопроводе есть вода, вы нажимаете кнопку «пуск», после наполнения бака водой, происходит отключение питающего клапана, а схема обесточивается.

Схема автоматизированного процесса наполнения

Если понадобилось процесс наполнения полностью автоматизировать, и если насос самовсасывающий или вибрационного типа, схема дополняется добавочными элементами.

Рис.№4.Дополненная схема для насоса вибрационного или самовсасывающего типа.

Напряжение должно подаваться на схему постоянно, иначе автоматизировать процесс будет невозможно. Для этой схемы актуально использовать добавочные кнопки «пуск» и «стоп». Они присоединяются между контрольным датчиком и общим (магистральным) проводником (нормально разомкнутым контактом кнопки «стоп»). Также это действие выполняется последовательно с нормально замкнутые контактами кнопки «пуск» с датчиком на нижнем уровне.

Устройства с сигнализатором уровня

Схема контроля уровня служит неотъемлемой частью устройства, которое состоит из сигнализатора уровня и добавочной схемы управления.

Рис.№5. Схема с сигнализатором уровня.
В конструкции присутствуют кнопки управления. Для предотвращения внештатных ситуаций используется серийный трехканальный сигнализатор СУ2-3
Схема используется для откачки воды их дренажного приямка. Реле К1 и К2 при повышении уровня включают рабочий насос. Реле времени начинает отчет времени, в течение которого уровень понижается.

Рис.№6.Описание схемы с пояснением всех элементов цепи.
Если в течение 5 минут уровень не понизился, ниже верхней отметки и насос не откачивается – включается звуковая и световая сигнализация. В нормальном режиме, через 1 мин после включения запускается контроль давления воды на выкидке насоса. Если давления недостаточно или оно отсутствует — включается резервный насос. Если давление в норме, а уровень доходит до аварийной отметки, реле К4 запускает оба насоса, повышая производительность насосной станции. После ликвидации последствий аварий схема возвращается в исходное положение.

Все описания схем должны показать сложность возможных ситуаций. В домашних условиях проще предотвратить подобные случаи.

Рис. №7 Примерная схема монтажа водоснабжения дома.

Необходимые нюансы по проведению монтажа узлов автоматической системы

Монтаж узла автоматического управления насоса осуществляется по стандартной схеме.

• С горизонтальным баком используется монтаж с помощью выводных штуцеров, всего их 5.Это позволяет удобно отодвигать реле давления.
• В случае вертикального бака автоматика устанавливается рядом на стену.

Шаровый кран лучше устанавливать на сам бак, это делается для того чтобы можно было легко перекрыть поступление воды в аварийной ситуации.

Реле давления важный элемент цепи автоматики

Присоединение проводов осуществляется согласно инструкции в техническом описании.

Рис. №8. Регулировка реле давления.
Регулировка нижнего давления производится с помощью фиксирующей пружину, регулировочной гайки
Для увеличения значения уровня нижнего предела давления, закручиваем гайку (2) по часовой стрелке, уменьшение давления достигается вращением гайки против часовой стрелки, ослабляя пружину.
Гайка (1) служит для регулировки дельты между нижним и верхним пределами давления.
Пример регулировки: Для увеличения давления до 3,5 атм., для отключения давления включения (1,4атм.), выполняем следующее действие. Вращаем гайку 1 по часовой стрелке, поднимаем давление отключения насоса до необходимого значения, на эту же величину поднимется давление включения насоса. Затем вращаем гайку (2) по часовой стрелке, добиваемся давления включения насоса до уровня 1,4 атм.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось — это поможет развитию канала

Автоматизированная система учета расхода воды и газа

Если Нет Электропитания, Нет свободного Доступа к счётчикам

Компания ООО «Эффа Технологии»предлагает решение для дистанционного сбора показаний с приборов учёта, имеющих импульсный выход (счётчиков воды, газа, электроэнергии, и других устройств с импульсным выходом) в условиях когда:

— счётчики установлены в колодцах, распределительных узлах тепло- и водоснабжения, на территориально удаленных объектах и других труднодоступных местах

— в месте установки счётчика отсутствует электропитание, его организация невозможна или экономически нецелесообразна для организации передачи показаний

— персоналу обслуживающей организации ограничен доступ для снятия показаний (счётчики установлены на участках, в квартирах абонентов, в местах с ограниченным доступом к узлам учёта)

— нет возможности проложитьпроводные линии связи (в квартире сделан ремонт, большая длина трасс, сложность и высокая стоимость прокладки кабеля)

Решение представляет собой систему, состоящую из автономного счётчика-регистратора импульсов ASR-100 и программного обеспечения SMSServer. ASR-100 подключается непосредственно к счётчикам. Программа SMSServer устанавливается либо на компьютере диспетчера/оператора, либо на выделенном сервере сбора и обеспечивает автоматизацию сбора и обработки показаний. Для приема SMS-сообщений к серверу сбора/ПК подключается внешний 3G/GSM-модем.

Принцип работы

ASR-100 постоянно подсчитывает число импульсов с выхода счётчика и сохраняет их в энергонезависимой памяти. В заданные пользователем дни и время (например, 10-е, 20-е и 30-е числа месяца) устройство передает показания прибора учёта посредством SMS сообщения. Программа SMSServer обрабатывает полученное сообщение и сохраняет информацию о расходе:

— в виде файла формата Excel;

— в SQLбазу данных (MSSQLServer). На сервер сбора устанавливается стандартный набор отчетов. Доступ к отчетам осуществляется черезWeb-интерфейс по внутренней локальной сети организации или сетиInternet.SMSс месячным потреблением может быть дополнительно отправлено на мобильный телефон абонента в автоматическом режиме.

Для передачи показаний со счётчиков, установленных в колодцах, подвалах и прочих местах со слабым уровнем сигнала сотовой сети, к ASR-100 подключается специальная внешняя GSM-антенна 1А900 в герметичном исполнении IP 65. На практике проверено – показания стабильно передаются из колодца зимой, с закрытой железной крышкой при слое снега около 30см.

В данном решении дополнительно не требуются – ни ретрансляторы, ни пульты сбора, ни дополнительные блоки питания.

Счётчик– ASR-100 – SMSServer – Пользователь. Отсутствие в системе промежуточных узлов для сбора и передачи информации повышает её надежность и упрощает дальнейшее техническое обслуживание. Для сбора данных нет необходимости в периодическом обходе мест установки счётчиков.
Автономный счётчик-регистратор импульсов работает везде, где есть сотовая связь.

Срок работы ASR-100 до полного разряда батареи зависит от частоты отправки SMS-сообщений. Средний срок работы ASR-100 без замены батареи составляет 5-6 лет, при отправке за это время не более 500 SMS. Например, вы собираете показания со счётчиков 3 раза в месяц, дополнительно ASRотправляет предупреждающиеSMS при возникновении внештатных ситуаций (протечка, прорыв, сигналы аварийных датчиков). В таком режиме устройство отправит за месяц, в среднем,6-8SMS, за год – 72-96SMS, за 5 лет – 360-480SMS. Вы самостоятельно можете варьировать соотношение: частота сбора показаний/срок работы в зависимости от задач. Заменить батарею можно во время регламентной поверки или замены самого счётчика. Срок службы батареи – 10 лет.

Возможности

Дистанционное получение показаний счётчиков в автоматическом режиме

Доступ к месту установки требуется лишь при установке ASR-100, при поверке счётчика и для устранения аварийных ситуаций. Показания счётчиков передаются в автоматическом режиме. Настройка устройства производится удаленно инструментами программы SMSServer.Возможно сведение баланса в заданные дни получения показаний.

Пример. Задача: получать данные по ежемесячному расходу абонентов и общего узла учёта. Вы настраиваете дату и время отправки показаний со счётчиков, например, каждые 10 дней – 10, 20 и 30-го числа месяца. 10-го числа вы получаете показания по расходу за 10 дней, 20-го за 20 дней (с 1 по 20), и 30-го соответственно полностью за весь месяц. Почему лучше отправлять показания несколько раз в месяц, а не только 30-го числа? При сборе данных 20-го числа вы вдруг увидите, что какие-то счётчики не прислали свои показания. До окончания расчетного периода вы сможете принять меры по устранению внештатной ситуации (провод оборвался, отрицательный баланс сим-карты) и получить в срок все показания.

Структура системы учёта воды в частном секторе

Гарантия получения показаний

ASR-100 считает и сохраняет количествоимпульсов со счётчика постоянно. Если SMS с показаниями не была получена в заданную дату, то в следующую дату сбора показаний будут переданы все данные. Вы получите полные показанияна текущий момент.

Отправленные SMS хранятся на серверах оператора 1 сутки. В случае возникновения неполадок на приемном сервере на их устранение и получение SMS с показаниями счётчиков имеется 24 часа. В любом случае, показания будут получены в следующую дату отправки. Технология SMS предъявляет самые низкие требования по уровню сигнала и загруженности базовых станций. SMS будет отправлено даже тогда,когда отсутствует возможность полноценногоCSD и GPRS соединения.

Внештатные ситуации

ASR-100 может отправлять предупреждающееSMS в режиме реального временив случаях возникновения следующихситуаций:

-превышение установленного максимального расхода воды для данного узла. Может свидетельствовать о том, чтообразовался прорыв, илизабыли выключить прибор-потребитель воды;

— пропадание импульсов на счётном входе. Возможно, вышел из строя счётчик воды;

— понижение температуры ниже 0 ?С – предупреждение о возможности замерзания трубы холодного водоснабжения (особенно актуально при установке в колодцы). При восстановлении температуры до нормального эксплуатационного значения отправляется соответствующееSMS;

— счетные входы счётчика импульсов могут быть использованы для подключения датчиков сигнализации: пожарной, несанкционированного доступа, затопления и др. SMS будет отправляться при срабатывании этих датчиков.

ПредупреждающиеSMSмогут быть дополнительно отправлены как абоненту, так и персоналу, ответственному за эксплуатацию системы водоснабжения.

Дистанционная настройка

Настройка параметров ASR-100 производится дистанционно, как перед установкой на узел учета, так и в процессе эксплуатации. Изменение параметров осуществляется в программе SMSServer. После внесения нужных параметров программа SMSServer отправляет конфигурационную SMS, ASR-100 её обрабатываети переходит в новый режим работы в соответствии с изменившимися настройками. Удаленно можно изменять следующие параметры:

— расписание отправки SMS с показаниями счётчика;

— период «пробуждения» устройства для приёма конфигурационных SMS.

— дополнительные параметры (в зависимости от модификации ASR)

Создание систем учёта

Представленное решение позволяет создавать системы учета воды (и других ресурсов) сколь угодно большого размера, без проблем подключать новые точки учета в систему.

Возможности сотовых операторов по передаче SMS, простота структуры системы (каждое устройство напрямую передаёт показания на сервер сбора) позволяют минимизировать количество ошибок и конфликтов внутри системы. При большом количестве узлов учёта в системе, устройства можно разделить на подгруппы для организации сбора показаний; а соединение воедино всех данных будет осуществляться на уровне базы данных SQL.

Расходы на сбор показаний для собственника такой системы достаточно низкие. Современные тарифы операторов на отправку SMS (до 10 коп за 1 SMS) позволяют тратить на сбор данных с одного ASR-100, в среднем, 1 рубль в месяц.

Минимальные затраты на установку оборудования на узлах учёта – ASR-100 крепится рядом со счётчиком (на стену – болтами, или хомутами на трубу).Настройка производится удалённо, нужно лишь подключить счётчик к ASR-100 согласно руководству по эксплуатации.

Данное решение возможно интегрировать в уже установленные на предприятии системы учета энергоресурсов.

Возможности системы учета возрастают при установке модифицированной версии автономного счётчика-регистратора импульсов ASR-100: ASR-101 «УСПД». Устройство сохраняет в энергонезависимой памяти данные о ежечасном потреблении за каждый день (глубина архива – 1 месяц) и передает их через SMS, предварительно заархивировав. Оператор системы получает возможность:

— строить и анализировать графики ежемесячного расхода с точностью до дней или часов (профиль потребления).

— сводить полный баланс – сравнивать показания счётчиков абонентов с показаниями общего счётчика. Это позволяет повысить точность расчётов с абонентами; зафиксировать факт незаконных подключений или аварий и оценить объём потерь. При необходимости количество общих счётчиков можно увеличивать (например, устанавливая временно на определенные направления), тем самым более точно определяя места утечки ресурсов.

Программное обеспечение

Программное обеспечение SMSServer – сервер сбора данных позволяет конфигурировать устройства, хранить и отображать принятые данные в удобном виде. Пользователь видит текущий расход всех подключенных счётчиков, архив показаний за предыдущие месяцы, адреса установки и другую информацию, настраиваемую дополнительно.

SMSServerLite – бесплатная версия программы, поддерживает до 50-ти подключаемых ASR-100; отчёты формируются в формате Excel.

SMSServerPro – платная версия, без ограничения по количеству подключаемых устройств; индивидуально настраиваемые отчеты для отображения информации; сохранение данных в SQL-базу данных; доступ к данным черезWeb-интерфейс.

Конструктивные и технические особенностиASR-100

Автономный счётчик-регистратор ASR-100 выполнен в герметичном корпусе из поликарбоната, степень защиты IP 65. Такое исполнение позволяет устанавливать егои в колодцах, и в подвалах, и в квартирах (совместно с GSM-антенной 1A900) без применения дополнительных корпусов и других средств защиты. Экспериментально подтверждено, что устройство сохраняет работоспособность и передает данные при кратковременном затоплении (при подключенной внешней GSM-антенне).

Программно-аппаратные особенности

— встроенная функция подавления дребезга контактов исключает ложные срабатывания и неправильный подсчёт импульсов;

— встроенный сторожевой таймер для перезагрузки GSM-модемапредохраняет систему от зависаний и сбоев при передаче показаний;

— энергонезависимая память для хранения информации.Количество посчитанных импульсов сохранится в памяти устройства даже при отсутствии питания от батареи;

— возможность принудительной отправки SMS путем поднесения к определенной области устройства спецключа;

— светодиодная индикация режимов работы;

Структура системы учёта воды в многоквартирных домах

Самодиагностика

Помимо показаний счётчиков, ASR-100 передает информацию о следующих параметрах:

— напряжение батареи питания;

— температура окружающего воздуха в градусах Цельсия;

— информация об ошибках модема и отправках SMS;

— оставшийся ресурс батареи, в % и количестве SMS;

— количество принятых конфигурационных SMS;

— дополнительная техническая информация;

— уровень сигнала сети на момент отправки SMS по шкале CSQ.Позволяет определить наилучшее расположение устройства и антенны при установке на узле учета.

Данная информация позволяет удаленно контролировать состояние отдельных устройств и системы учёта в целом.

Детали

Корпус полностью герметичен, подключение провода внешней антенны и проводов от импульсного выхода счётчикаосуществляется через гермовводы, расположенные на передней прозрачной крышке устройства. Внутри корпуса расположена печатная плата. На верхней стороне платы установлены только SMA разъем для подключения внешней антенны, джампер выбора внешней/внутренней антенны, держатель SIM-карты, светодиодный индикатор и разъемы для подключения счётчиков. Монтаж основных элементов выполнен с внутренней стороны печатной платы с целью сведения к минимуму постороннего воздействия.Для предотвращения и фиксации фактов вскрытия измерительной части используются специальные маркировочные наклейки.

Стоимость

Цена ASR-100: от 2 500 до 5 500 руб. с НДС и зависит от модификации и количества.

Цена SMSServer: SMSServerLite – бесплатно, SMSServerPro – от 7 600 руб. с НДС, цена зависит от количества абонентов в системе(количества включенных в систему ASR-100).

Бесплатное тестирование!

Вы можете ознакомиться с возможностями представленного решения непосредственно в процессе эксплуатации оборудования.Мы бесплатно предоставимASR-100 для установки на вашем объекте и доступ к программе SMSServerдля тестирования сроком на 1 месяц.