Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения

Канализация и водопровод – основные инженерные коммуникации, использующиеся на объектах независимо от назначения. Исследования показывают, что их правильная работа – это основная расходная статья, имеющая место при использовании объекта. Это объясняется высокой мощностью и значительными энергетическими тратами. Многие собственники принимают решение автоматизировать их, за счет этого достигается увеличение эффективности, снижение эксплуатационных расходов, уменьшается риск непредвиденной аварии, устранение которой потребует временных и финансовых трат.

Внедрение автоматизированного комплекса – сложная задача, самостоятельное выполнение которой невозможно. Чтобы схема функционировала корректно, была надежной, доверить ее реализацию необходимо специалистам. Москва – это город, в котором подобную услугу оказывает немало фирм, но далеко не все из них действительно готовы ответить за результат. За плечами наших специалистов много успешно сданных проектов, что подтверждается положительными отзывами заказчиков, среди которых крупные коммерческие концерны и промышленные организации.

Автоматизация систем водоотведения и подачи воды подразумевает, что основные модули работают в полностью автоматическом режиме. Проще говоря, необходимо автоматизировать следующие устройства:

• Насосы и станции, повышающие давление в системе водоотведения;
• 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;
• Насосные установки канализации.

Если автоматизировать все перечисленные компоненты, то комплекс будет соответствовать нормативным параметрам, его работа окажется контролируемой. За счет этого удастся исключить аварии, вносить корректировки, направленные на повышение эффективности.

Автоматика, предназначенная для канализации и водопровода, представлена следующим списком:

• Сенсоры, задача которых – контроль над рабочими параметрами;
• Преобразующая электроника, выполняющая перевод контролируемых величин в сигнал, воспринимаемый контролирующим модулем, оптимизированным для его обработки;
• Вводные модули. Они переводят информацию в цифровую форму, необходимую для передачи на контролирующий пульт;
• Модули вывода. Они обеспечивают основу работы автоматизированной схемы – передачу сигналу от контролирующего пульта на устройства исполнения;
• Контроллер. Контроллер – 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;
• Устройства исполнения. Благодаря этим модулям работает вся автоматизированная система. Они принимают команду управляющего модуля, в соответствии с ней изменяют рабочие параметры. Под исполнительными устройствами понимаются электрические двигатели, приводы, использующие пневматику и гидравлику, реле.

Автоматизация водоснабжения способствует повышению эффективности, отвечает за бесперебойную безаварийную работу. По своему опыту мы можем сказать, что компании Москвы автоматизируют канализацию и водопровод по следующим причинам:

• Технологический процесс транспортировки воды оптимизируется. Это способствует тому, что насосное оборудование работает с нагрузкой, соответствующей сиюминутным требованиям. Ресурс расходуется максимально экономно, техника служит дольше;
• Вода соответствует нормам. Это актуально и для поступающего, и для отводящегося потока. Соответствие жидкости санитарным нормам особенно важно для предприятий фармацевтической отрасли, химической и пищевой промышленности. Автоматизированная система держит под контролем не только санитарно-эпидемиологические показатели, но и давление, температуру, что важно для горячего водоснабжения;
• Безопасность. Автоматика водоснабжения вовремя отреагирует на внештатную ситуацию, сведет к минимуму вероятные негативные последствия. Меры принимаются в соответствии с конкретным сбоем. Например, в случае протечки воды, разрыва одной из труб, автоматика блокирует конкретный участок, активируя заслонку. Оператор видит, на каком именно участке произошел прорыв, отправляет туда бригаду специалистов для проведения восстановительных работ;
• Оптимизированный расход ресурсов. В данном случае можно говорить и о воде, и о ресурсе используемого оборудования. Мы собрали статистику по Москве, согласно которой можно сделать вывод, что, в среднем, экономия достигает около 30 процентов, в сравнении с классическими системами, подразумевающими полностью ручное управление.

Независимо от поставленной задачи, мы подходим к ее выполнению комплексно, берем на себя все работы. Иными словами, мы придерживаемся схемы «под ключ». На первой стадии выполняется проектирование будущей системы, составляются и утверждаются расходные сметы. Проектирование ведется на основе особенностей конкретного объекта, требуемой производительности, его спецификации и архитектуры. Далее мы завозим оборудование на объект, устанавливаем его в соответствии со всеми требованиями и нормативами, проводим тестовый запуск, позволяющий оперативно определить ошибки и устранить их до ввода комплекса в эксплуатацию.

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.

Автоматизированная система управления водоснабжением и водоотведением

В статье рассмотрены типовые задачи контроля и автома­тизации процессов водоснабжения и водоотведения. Представлено оборудование, предназначенное для реализации подобных систем автоматики, показан бюджет и подробные технические характеристики.

Надо ли говорить о том, насколько важна автоматизация управления и работы канализационных и водонасосных станций (ВНС) в современном городе или поселке? Думаю, нет. От оперативности и точности контроля работы объектов водоснабжения и отведения напрямую зависит и безопасность нашего быта, и успешность многих производственных процессов, связанных с потреблением и переработкой больших объемов воды.

В качестве примера можно взять наиболее актуальные объекты, требующие централизованного управления – системы водоотведения (СВО).

Современные СВО – это сложный комплекс инженерных сооружений и устройств, включающий в себя систему канализации, дворовую канализацию, уличные коллекторы, насосные станции перекачки сточных вод и канализационные очистные сооружения. Вследствие подвижки грунтов или других внешних динамических и статических нагрузок большинство трубопроводов пришли в негодность и не имеют должной пропускной способности. Перегруженность СВО приводит к подтоплению городской территории. С другой стороны, по мере развития города и жилищного строительства нагрузки на систему водоотведения существенно увеличились и в большинстве случаев не соответствуют проектным. В результате таких изменений одни коллекторы стали недогруженными, а другие перегруженными и даже работают в напорном режиме, что приводит к попаданию стоков в грунт. И потому особенно актуальной становится задача интенсификации работы СВО, которая заключается в рациональном перераспределении потоков сточной жидкости с целью максимального использования пропускной способности всех сооружений и трубопроводов.

И это – лишь один из примеров проблем в водном хозяйстве, которые ждут своего решения. В связи с этим сегодня особенно важным представляется наличие на объектах водоснабжения и водоотведения автоматизированных систем управления, способных своевременно и точно дать необходимую информацию, осуществить оптимальное решение по ликвидации оперативных проблем.

Брянская компания ООО «Радиоавтоматика» осуществляет полный комплект услуг по системам автоматизации и диспетчеризации технологических процессов водоснабжения и водоотведения – от проектирования до производства и поставки потребителю. Как говорят строители – «работа под ключ».

При работе с клиентами компания учитывает все пожелания – не только поставку типовых средств управления технологическими процессами, но и решение задач автоматизации любой сложности с учетом индивидуальных требований заказчика.

Рис. Шкаф автоматизированного управления канализационной насосной станцией ШАУ КНС-03

При решении нестандартных задач ООО «Радиоавтоматика» осуществляет консультации по внедрению средств автоматизации, специалисты компании производят изучение объектов, подлежащих установке АСУ с последующей разработкой технического задания. Затем происходит проектирование и производство оборудования, соответствующего техническому заданию, и разрабатывается пользовательская документация. Далее производится монтаж и пусконаладка оборудования на объекте с последующим обу­чением персонала.

В настоящее время компания осуществляет серийный выпуск оборудования для следующих объектов:

— водонапорные насосные станции;

— диктующие участки сетей водоснабжения;

— канализационные насосные станции;

— очистные сооружения сточных вод.

Для работы водонапорных установок в автоматическом режиме, а также для автоматизации работы водоочистных систем существует ряд устройств, реагирующих на изменение давления, уровня или скорости течения воды.

Автоматическое включение или выключение электродвигателей насосов и компрессоров в системах водоснабжения зданий возможно при изменении уровня воды в водонапорном баке, либо давления в трубопроводах сети (или пневматическом баке) или скорости движения воды в трубопроводе. При изменении указанных параметров приводятся в действие датчики, связанные с исполнительными механизмами включения или выключения магнитного пускателя, соединяющего или размыкающего линию электропитания двигателя насоса.

ООО «Радиоавтоматика» использует в предлагаемых системах большой спектр устройств и технических решений для автоматизации объектов водоснабжения и водоотведения. Их состав и функции представлены в таблице.

Данные о работе сети водоснабжения и водоотведения стекаются в диспетчерский пункт, который оснащается компьютером со специализированным ПО. Архитектура программного обеспечения позволяет организовать многоуровневую систему диспетчеризации с несколькими локальными и центральным диспетчерским пунктом.

Автоматизация современных систем водоснабжения требует совместных усилий как специалистов в области автоматизации, так и инженерно-технических работников, проектирующих технологические процессы и эксплуатирующих сооружения. Именно такие специалисты работают в ООО ­«Радиоавтоматика», что в немалой степени способствует высокому уровню предлагаемых компанией автоматизированных систем управления водоснабжением и водоотведением.

Статья опубликована в журнале «ИСУП»