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

1. 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.
2. Регулирующие узлы, действующие в системе, можно связать с сервером проводной и беспроводной коммуникационной системой - WLAN, WIFI, GPRS, 3G, ADSL … 
3. Система оснащена функциональностью мониторинга (регистрации пропуска воды и базирования данных).
4. При случае выхода из строя одного из предусмотренных процессов - система оснащена способом тревоги.
5. Регулирующие узлы в системе, могут одновременно исполнять две функции – следить за количеством проходящей воды и управлять действующие в узле клапаны.
6. 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).
7. 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.
8. 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.