 |
Цель проекта:
Содействие процессам улучшения показателей управления водных
ресурсов предприятия, в частности:
-
вопросов повышения эффективности процессов использования стратегического ресурса;
-
снижения потерь и более рационального использования
водных ресурсов.
Ожидаемые результаты:
Точный,
непрерывный и достоверный учет количества протекающей воды – реализуемой с
помощью предлагаемой новой системой, позволит:
- анализировать результаты по
использованию воды , через это получить количественно и качественно ту же
продукцию, что и прежде – сэкономив количество полезной воды, сократив расходы
на водоиспользование и обеспечив природоохранные требования,
- поднять уровень безопасности
способов водоиспользования,
- понизить возможные
отрицательные воздействия, исходящие от человеческого фактора,
- сохранить данные учетов на
памяти производственного процессора или отправить на сохранение на центральном
сервере, который, в свою очередь, может предоставить данные учетов всем
надлежащим операторам, проверяющим и общественным организациям,
- снизить или исключить
расходы, связанные с последствиями возможных аварий, так как система заранее
будет генерировать соответственные сигналы по предаварийным ситуациям, что
позволит предотвратить опасность – исполняя оперативные
- мероприятия,
- Управлять и обеспечить режим
отпуска - естественного протока воды,
- Управлять присутствующие
инфраструктуры у водоканалов – без необходимости их изменения.
Описание системы
- Система представляет собой
распределенную систему SCADA, где присутствуют – центральный сервер, операторы
и регулирующие узлы. Такая система дает возможность оператору следить и
управлять все водное хозяйство.
- Регулирующие узлы,
действующие в системе, можно связать с сервером проводной и беспроводной
коммуникационной системой - WLAN, WIFI, GPRS, 3G, ADSL …
- Система оснащена
функциональностью мониторинга (регистрации пропуска воды и базирования данных).
- При случае выхода из строя
одного из предусмотренных процессов - система оснащена способом тревоги.
- Регулирующие узлы в системе,
могут одновременно исполнять две функции – следить за количеством проходящей
воды и управлять действующие в узле клапаны.
- Регулирующие узлы в системе,
могут автоматизировано управлять клапаны, соответственно предварительно
внесенным параметрам – количество входной воды, день и час, и т.д.Это
преимущество позволяет использовать предлагаемую систему в таких местах, где
образуются разветвления потоков воды, и есть потребность сохранить определенное
количество вод на конкретных направлениях протока – за счет других и независимо
от количества входной воды. Из таких
случаев, в частности, режим экологического пропуска воды, на естественных
протоках (например - реки).
- Операторы, в рамках своих
полномочий, могут проследить или управлять одной или группой регулирующих
узлов. Идеология SCADA позволяет иметь один или несколько операторов, которые
могут связаться с сервером и получить информацию от любых регулирующих узлов.
- Система обеспечивает
прозрачность водопользования и создает реальные возможности для осуществления
общественного надзора над использованием водных ресурсов.
Техническое описание
Система проектировано на основе принципа распределенных
систем SCADA
(Supervisգry Cգntrգl and Data Acquisitiգn). Она
состоит: из центрального компьютера – сервера, регулирующих (меряющих и управляющих)
узлов, и операторов.
Сервер ответственен за собрания и базирования данных. Он создает
связь со всеми регули-рующими узлами и кроме мониторинга, при необходимости,
может также управлять эти узлы.
Сервер
то звено системы, который позволяет сохранить на памяти процессора и
архивировать все учтенные данные, и дает возможность произвести мониторинг. Он
оснащен сверхсовремен-ными защитными механизмами – антивирусными программами (Firewall,
VPN и т.д.) для
предотвращения проникновения в систему со стороны “не прощеных гостей”.
Регулирующий
узел состоит: из механизма
водомера, управляющего механизма (электри-ческий привод и мотор), производственного микрокомпьютера и
коммуникационного узла.
Механизм
водомера, для общей
ситуации (если есть свободное пространство между поверх-ностью воды и датчика),
состоит из ультразвукового датчика и устроенного в микрокомпьютере программного
пакета. В тех участках, где зимой, из-за
замерзания, верхний слой воды покры-вается льдом и не может быть задействован
ультразвуковой датчик, можно установить другой, например – датчик
давления.
Водомер – на основе
ультразвука
Движение ультразвука в
воздушном пространстве:
1.
– датчик, 2. – поверхность воды, 3. –
генерированный ультразвук, 4. –
отраженный ультразвук, 5. – отдаленность
между датчиком и поверхностью воды.
Необходимо учесть, что скорость распространения звука в
среде связано, также, с темпе-ратурой данной среды. То есть, нужно, также,
измерить температуру среды, чтобы ввести в базу данных и температурную
компенсацию.

Белый –
исходящий сигнал от датчика, красный – фильтрованный сигнал
Управляющий
механизм, для общих
условий, собой представляет питающейся непостоянным током мотор с приводом,
который прикрепляется на уже действующему клапану и, по команде, закрывает-открывает
этот клапан. Мотор управляется от производственного микрокомпьютера. На клапанах,
также, устанавливаются линейные датчики, которые, через информационный мост,
связаны с производственным микрокомпьютером. В таких участках, где в близости
отсутствует источник непостоянного тока и требуются большие затраты для его
получения, устанавливается мотор постоянного тока и аккумулятор. Частота
перезарядки аккумулятора завысит от частоты его эксплуатации. Аккумулятор,
также, можно зарядить через солнечные элементы.
Производственный
микрокомпьютер представляет собой
- работающей реальным масштабом времени компьютер, который может следить за
объемами воды детерминистическим способом и управлять клапанами. Микрокомпьютер
– являвшейся производственной, способен работать нормально при температурах от
-40 до +70 градусов Цельсия. Он переносит большие тряски, не требует систем
вентиляции - что позволяет действовать в очень пыльной или влажной среде. Все
это вместе, позволяет микрокомпьютеру бесперебойно работать при очень жестких
природных и климатических условиях, и становятся незаменимыми в данных
системах.
Коммуникационный
узел представляет собой много
коммуникационную систему, который работает с коммуникационной сетью, присущей
данной территории. Он может соединиться с сервером и проводной и беспроводной
связью - WLAN, LAN, 3G, GPRS, ADSL, Radiգ, или другими способами связи. Если в данном регионе
присутствуют более одного - несколько коммуника-ционные способы, система может
быть одновременно присоединена с несколькими способами и автоматически
произвести взаимное отключение направления связи, с помощью присутству-ющей на
данный момент сетью (Redundancy).

Типовая схема регулирующего узла
Операторы –
это лица определенные правами, которые в рамках своих правомочий могут
проследить или управлять одним или несколькими регулирующими узлами. Идеология SCADA позволяет
иметь один и более операторов, которые могу связаться с сервером и получить
информацию от любого регулирующего узла.
Система имеет следующий общий вид

Типовая схема системы:
слева – водная
подсистема, справа – коммуникационная подсистема
Такая система позволяет оператору проследить и управлять
всем водным хозяйством предприятия.
|
 |