Из каких элементов состоит система автоматизации водоснабжения

Обеспечение непрерывного водоснабжения осуществляется благодаря целому ряду сооружений и механизмов, например, водоприемников, насосных станций и фильтрационных, трубопроводов и т.д. Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения позволяет координировать работу отдельных механизмов и сооружений.

Требования к автоматическим установкам водоснабжения

Автоматизация процесса применима к следующим системам водоснабжения:

• очистные сооружения;
• артезианские скважины;
• повысительные станции;
• фильтровальные станции;
• станции первого и второго уровня подъема.

Нужно учитывать, что процесс добычи, фильтрации и транспортировки воды связаны с различными химическими, биологическими и физическими реакциями.

Автоматизация водоснабжения осуществляется с учетом следующих требований:

• Интенсивность работы рабочих агрегатов постоянно должна изменяться с учетом потребностей системы.
• При выведении из строя одного оборудования все остальные участки должны работать в штатном режиме.
• Характеристики первичной воды нестабильны.
• Работа происходит непрерывно и в экономичном режиме.
• Рабочие агрегаты устанавливают в отдаленных точках, а управление ими осуществляется удаленно из рабочего центра.
• Жесткие требования к качеству воды, которая поставляется потребителю.

Для налаженной работы всей системы и каждого рабочего узла нужно правильно составить проект и укомплектовать все составляющие.

Устройство системы автоматизации

Для автоматизации процесса водоснабжения требуется следующее оборудование:

• контроллер;
• измерительные преобразователи;
• исполнительные механизмы;
• датчики для измерения расхода жидкости;
• блоки ввода и вывода данных.

Датчики необходимы, чтобы регулировать автоматические процессы и передавать сведения на рабочий узел в случае неполадок.

Блоки, они же модули, вывода и ввода преобразуют и передают информацию, полученную от датчиков, в контроллеры.

Для передачи информации с периферии в управляющий центр используется:

• спутниковая связь;
• радиоканалы;
• беспроводной интернет;
• коммутатор;
• мобильная связь.

Также неотъемлемая составляющая устройства – исполнительный механизм. Он нужен для получения сигнала от контроллера и преобразования его в действие. Схема исполнительного механизма автоматизированного водоснабжения в себя включает двигатель, реле, пневматический и гидравлический привод.

Проектирование систем автоматизации

Для примера можно рассмотреть схему автоматизации процесса водозабора и снабжения водой из скважин. Проектирование должно соответствовать следующим условиям:

• Весь процесс водоснабжения от получения до доставки автоматизирован.
• Из диспетчерской операторы должны иметь возможность удаленно изменить параметры насосов.
• Непрерывный мониторинг количества и качества добытого ресурса, на циферблатах отображается состояние оборудования.
• Все сведения архивируются в базах данных контроллера.

Автоматизация водоснабжения должна обеспечивать непрерывную и бесперебойную подачу воды ко всем потребителям, несмотря на времена года, погодные условия и т.д.

Этапы монтажа

Часто в сельской местности на этапе создания проекта отсутствует центральный водопровод. Либо имеется общий трубопровод, давление слабое, потребители часто страдают от отключения подачи воды или ее качество не соответствует санитарным нормам. Как правило, решение проблемы одно – поиск и бурение скважины, которая обеспечит постояльцев необходимым объемом питьевой воды. Этот процесс трудоемкий и финансово затратный. Этапы установки следующие:

1. Бурение и обустройство скважины.
2. Приобретение правильно подобранного насосного оборудования (насосная станция или насос).
3. Монтаж оборудования.
4. Установка и обустройство трубопровода.
5. Монтаж гидроаккумулятора.
6. Установка контроллеров.
7. Подключение к электричеству.

Скважину требуется обустроить кессоном. Это углубление в почве в форме прямоугольника или цилиндра. Как правило, глубина ямы составляет 2 метра, ее стены обкладывают железобетонными плитами, которые плотно соприкасаются друг с другом. Возвышаться над поверхностью земли кессон должен не более, чем на 200 мм. Также его оснащают хорошей гидроизоляцией.

Слаженное и правильное функционирование всех составляющих увеличивает надежность и эффективность автоматизированной системы водоснабжения, уменьшает расходы и оставляет конечные показатели водопроводной воды в норме.

Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения

На обеспечение функционирования этих систем приходится значительная доля общих затрат на эксплуатацию зданий. В связи с этим сегодня широкое применение получает автоматизация систем водоснабжения и водоотведения, с помощью которой значительно повышается эффективность их работы, снижаются затраты и аварийность, обеспечивается бесперебойное функционирование коммуникаций.

Профессиональные услуги по автоматизации систем водоотведения и водоснабжения предлагает компания «Акрукс-Про». Мы имеем многолетний опыт работы в данной сфере и беремся за заказы даже самого высокого уровня сложности, обеспечивая оптимальный результат. Подтверждением этому может служить большое количество успешно реализованных проектов автоматизации для крупных объектов жилого, производственного, коммерческого, общественного назначения в Санкт-Петербурге, Ярославле и других городах.

Объекты автоматизации

Автоматизация инженерных сетей водоснабжения и водоотведения зданий и сооружений предусматривает автоматическое управление основными функциональными элементами систем. К числу таких элементов относятся:

• насосные станции, в том числе повысительные станции;
• трубопроводная запорная и регулирующая арматура;
• водоприемные сооружения;
• фильтровальные станции;
• очистные сооружения;
• насосные канализационные станции.

Обеспечив эффективное автоматическое управление этими узлами, удается поддерживать параметры всей системы на заданных значениях и полностью контролировать ее работу.

Основные компоненты системы автоматизации

В состав системы автоматизации водоснабжения и водоотведения входят следующие основные компоненты:

• датчики — устройства, обеспечивающие измерение и контроль рабочих параметров;
• измерительные преобразователи — устройства, которые преобразуют измеряемую величину в измерительный сигнал, удобный для последующей обработки данных;
• модули ввода данных — устройства, преобразующие сигналы от датчиков в цифровую форму с последующей передачей данных на контроллер;
• модули вывода данных — устройства, передающие данные от контроллера к исполнительным устройствам;
• контроллер — программируемое устройство управления. Осуществляет обработку поступающих данных, на основании чего формируются управляющие импульсы, которые направляются на исполнительные устройства;
• исполнительные устройства — устройства, которые оказывают непосредственное воздействие на процесс работы системы водоснабжения или водоотведения в соответствии с командами контроллера. К числу исполнительных устройств относятся электродвигатели, гидравлические и пневматические приводы, релейные установки и другое оборудование.

Цели автоматизации

Автоматизация систем водоотведения и водоснабжения позволяет значительно повысить эффективность их эксплуатации, обеспечивает надежную, бесперебойную и безопасную работу коммуникаций.

Установка системы автоматизации позволяет получить следующие ключевые преимущества:

• оптимизация технологического процесса получения и транспортировки воды. Это позволяет значительно сократить износ насосов и другого оборудования;
• повышение качества воды, подаваемой потребителям. Контроль температуры горячей воды в сетях ГВС, в том числе в зависимости от внешних условий и в соответствии с заданными графиками;
• обеспечение оперативного контроля за работой инженерных систем. Автоматика оперативно извещает о внештатных ситуациях, блокирует аварийные участки, что позволяет избежать серьезного ущерба и позволяет своевременно начать восстановительные работы;
• обеспечение оптимизированного расходования ресурсов.

Благодаря автоматизации систем водоснабжения и отведения удается значительно сократить расходы на их эксплуатацию и обслуживание. Общий объем экономии может превышать 30%.

Наше предложение

Выполнять работы по установке систем автоматизации должны только квалифицированные специалисты. Компания «Акрукс-Про» обеспечивает полный цикл работ, включающий проектирование, монтаж, пусконаладку и техническое обслуживание систем автоматизации. Мы применяем передовое оборудование и технологические решения. Благодаря этому наши заказчики получают максимальный полезный эффект от автоматизации инженерных систем.

Автоматизированные установки систем водоснабжения, примеры схем

Подача воды на объекты осуществляется целым рядом механизмов и сооружений: насосные станции, трубопроводы, станции фильтрации, водоприемники. Слаженная работа всех компонентов увеличивает эффективность и надежность систем, уменьшает расход энергоресурсов и улучшает конечные показатели воды. Для координации отдельных блоков оборудуются автоматизированные системы водоснабжения и водоотведения.

Требования к автоматическим установкам водоснабжения

Современные технологии позволяют автоматизировать практически любую систему водоснабжения:

• артезианок;
• фильтровальных станций;
• канализационных насосных;
• станций первого и второго подъемов;
• повысительных станций;
• очистных сооружений.

Необходимо учитывать то, что процесс добычи, очистки и доставки воды связан с разнообразными физическими, химическими и биологическими реакциями. Автоматизация процесса водоснабжения проводится с учетом следующих особенностей:

• интенсивность работы оборудования постоянно меняется;
• характеристики первичной воды не стабильны;
• оборудование размещается в отделенных друг от друга точках, управление ими ведется из единого центра;
• жесткие требования к качеству воды, поставляемой потребителю;
• работа в экономичном режиме;
• при поломке на одном участке обеспечение работы остального оборудования в штатном режиме.

Комплектация автоматизированной системы водоснабжения

Автоматизация процесса водоснабжения осуществляется с помощью:

• измерительных преобразователей;
• датчиков для измерения показателей и, расхода воды;
• блоков ввода данных и вывода;
• исполнительных механизмов;
• контроллера.

Датчики определяют характеристики, регулируют и сигнализируют о неполадках в процессах.

Модули (блоки) ввода и вывода переводят информацию, полученную от датчиков в удобный для обработки формат и поставляющие далее на контроллер.

Измерительные преобразователи преобразуют контролируемые параметры или сигналы в удобную для хранения или обработки форму.

Контроллер управляет технологическими процессами, используя данные датчиков. В отличие от бытовых компьютеров, промышленные контроллеры оснащены мощной системой ввода и вывода сигналов с периферии. Они не требуют постоянного контроля и выдерживают неблагоприятные климатические условия.

Исполнительный механизм — получает сигнал от контроллера и преобразует его в движение. Схема исполнительного механизма автоматизации водоснабжения состоит из реле, гидравлического или пневматического привода, двигателя.

Для доставки информации с периферии в пункт управления используются:

• радиоканалы;
• коммутатор;
• мобильная телефония;
• беспроводной интернет;
• спутниковая связь.

Схема автоматизации артезианских источников

Автоматизация процесса водозабора из глубинных скважин и снабжения водой потребителя должна соответствовать условиям:

• автоматизируется весь процесс от получения воды до доставки людям;
• обеспечивается постоянный мониторинг добычи воды и количества в емкостях, работы оборудования;
• все данные архивируются в базах данных контроллера;
• операторы могут в любой момент изменить параметры насосов из диспетчерской.

Схема автоматизации водоснабжения

1. В диспетчерском пункте монтируется щиток с контроллером, а также компьютер. Контроллер связывается с компьютером посредством беспроводной связи через Ethernet.
2. Скважины автоматизированной системы водоснабжения и водоотведения оборудуются блоками ввода и вывода, датчиками для контроля над напряжением и давлением, счетчиками импульсов, механизмом плавного запуска.
3. Станции водозабора оборудуются блоками ввода и вывода, датчиками тока и давления, счетчиками импульсов. Блок защиты мотора устанавливается на каждый насос.
4. В баке для воды устанавливают счетчик давления.
5. Для соединения всех источников забора воды и станций используется кабель типа «витая пара».

схема автоматизации скважины

Каждая автоматизированная система водоснабжения и водоотведения оснащается программой управления. В результате насосы работают без присутствия человека, поддерживая нужное количество воды в цистернах. Они обеспечивают заданный напор в водопроводных трубах. Эффективно работает схема, когда один насос ведущий, другие ведомые. Через определенный период ведущий насос меняется, это предотвращает преждевременный износ оборудования. Контроллер автоматизированной системы водоснабжения подсчитывает количество часов, наработанных каждым насосом.

Контроллер анализирует ошибки оборудования: обрывы или замыкания в цепях, отсутствие связи с датчиками, скачки напряжения, аварийные пределы. Если датчик ломается, на пульт управления приходит информация об этом. В автоматическом режиме контроллер разрешает насосу работать, регулируя расход воды и поток.

Оператор видит на мониторе информацию о взломе оборудования, затоплении или возгорании, температуре воздуха, давлении и расходе воды, количестве воды в баках. Схема автоматизированного водоснабжения позволяет оператору дистанционно включать или выключать насосы, перезапускать механизм плавного спуска.

Автоматизация башенных установок водозабора

В сельском хозяйстве преимущественно распространено водоснабжение автоматизированными установками башенного типа с погружными насосами. Схема управления башенной водокачкой дает возможность автоматически или вручную включать или выключать насос, предохраняет электромотор от замыканий и перегрузок, подает световые сигналы о состоянии насоса.

Чтобы на водокачке башенного типа перевести установки водоснабжения из автоматического на ручной режим, тумблер SA устанавливают на P. При переводе на О установка выключается. Когда в башне воды нет, контакты датчиков размыкаются, а магнитного пускателя соединяются. В установке водоснабжения башенного типа автоматически запускается насос и закачивает необходимое количество воды. Как только вода доходит до контактов реле КV, отключается подача тока на насос. При включенном насосе светится красный индикатор, при выключенном — зеленый.

Автоматизированная система водоснабжения позволяет, уменьшить численность обслуживающего персонала, прослеживать все процессы, показатели датчиков, режимы работы оборудования, контролировать производительность источников водозабора, в реальном времени учитывать объем добываемой воды.

Видеопример автоматизации водоснабжения поселка в Забайкалье: