Диспетчеризация водоснабжения города

Диспетчеризация водоснабжения города

В 2010 году запущен в эксплуатацию новый комплекс водоснабжения в городе Слободском Кировской области. На новой насосной станции установлено немецкое оборудование и отечественные установки обеззараживания воды. Система подачи воды полностью автоматизирована – используется автоматика различных производителей, большую часть которых составляют приборы ОВЕН. С их помощью в зависимости от разбора воды регулируется количество одновременно работающих скважин, контролируется уровень воды в резервуарах и поддерживается постоянное давление в городских сетях.

В городе Слободском Кировской области на протяжении нескольких десятилетий (около 40 лет) система водоснабжения эксплуатировалась без видимых изменений, несмотря на то, что число жителей города уве­личилось за это время в несколько раз. Помимо того, что существующие резервуары не обеспечивали необ­ходимый запас воды, использующе­еся оборудование было изношено настолько, что в результате незна­чительных перебоев в электроснаб­жении город оставался без воды. Поскольку система водоснабжения является стратегическим объектом, администрация города была вынуж­дены заняться этой проблемой.

Важным решением администра­ции стало создание нового комплекса водоснабжения. Комплекс включает в себя артезианские скважины (на­сосные станции первого подъема), насосную станцию второго подъема, систему водопроводов. Основным требованием к системе автоматиза­ции было обеспечение бесперебой­ного снабжения города чистой водой и поддержание необходимого уровня давления в водопроводной сети.

Комплекс состоит из нескольких территориально удаленных объектов: 

• девяти артезианских скважин;
• насосной станции второго подъема с резервуарами чистой воды и дис­петчерским пунктом;
• пяти диктующих точек, находящихся в разных частях города.
• Разработкой проекта, строительством, проведением пуско-наладочных работ и разработкой системы АСУ ТП водоснабжения занимались специа­листы ГК «Гражданпроект». Структур­ная схема новой АСУ водоснабжения приведена на рис. 1.

Диктующие точки 

Город Слободской выстроен на холмистой местности, и из-за этих топографических особенностей в разных районах города в водоводах создается разное давление. Для получения достоверной информации о состоянии водоснабжения разные районы города были оборудованы так называемыми диктующими точками. Всего в городе датчиками давления ОВЕН ПД100 оснастили пять дикту­ющих точек, сигналы с которых пос­тупают на диспетчерский пункт. Эта информация позволяет отслеживать давление в водоводах, расположен­ных на разных высотных уровнях, для своевременного принятия мер в слу­чае нештатной ситуации. 

Информация с датчиков ПД100 передается по беспроводному ка­налу связи на диспетчерский пункт посредством GSM/GPRS-модема ОВЕН ПМ01, соединенного интерфейсом RS-485 с модулем аналогового ввода ОВЕН МВ110-2А. Для передачи данных без участия контроллера модем настроен на режим работы «автомати­ческий подъем трубки». 

Артезианские скважины 

В артезианских скважинах установ­лены погружные насосы, которые зака­чивают воду в резервуары со 100-мет­ровой глубины. В павильоне каждой скважины работает автоматизирован­ная система под управлением контрол­лера ОВЕН ПЛК150 с панелью операто­ра ОВЕН ИП320. Система управляет: 

• скважинными насосами;
• обогревом и охлаждением шкафа управления;
• обогревом наземного участка на­порной трубы.

Система имеет два основных ре­жима работы – местный и дистанцион­ный. Местный включает в себя ручной режим – запуск с панели оператора ИП320 и режим работы по таймеру, ког­да оператор устанавливает на панели время включения/отключения насоса. Дистанционный режим работы – это режим автоматического управления с диспетчерского пункта. Система конт­ролирует: 

• давление, создаваемое насосом (ОВЕН ПД100);
• расход воды (расходомер ЭМ ПРОФИ-222);
• текущее состояние насоса (пускатель EMOTRON MSF);
• температуру в павильоне (ОВЕН ДТС 125);
• наличие напряжения в сети;
• открытие входной двери.

Вся текущая информация отобра­жается на панели оператора и так же, как и в случае с диктующими точками, передается на диспетчерский пункт через модемы ПМ01 посредством CSD-соединения. 


Рис. 1. Структурная схема системы водоснабжения

Насосная станция второго подъема

На насосной станции второго подъ­ема расположено технологическое оборудование с четырьмя сетевыми насосами, двумя установками обезза­раживания воды ультрафиолетовым излучением и пожарный насос. Систе­ма управления станции реализована на базе контроллера ICР DAS с пане­лью оператора. На рис. 2 изображена мнемосхема машинного зала насосной станции второго подъема. 

Насосная станция оборудована уст­ройствами для индикации и управления задвижками ОВЕН ПКП1, которые поз­воляют автоматически отключать элек­тропривод при достижении задвижкой крайнего положения без применения концевых выключателей. В обслужива­нии насосной станции заняты всего два человека – дежурный слесарь и дис­петчер. На рис. 3 показана мнемосхема управления насосами. Созданная сис­тема автоматизации водоснабжения показала, что устройства ОВЕН легко интегрируются в сети с оборудованием других производителей, таких как ЗАО «Взлет», Emotron, ICP DAS.

 
Рис. 2. Мнемосхема машинного зала насосной                                     Рис. 3. Мнемосхема управления насосами
станции второго подъема

Диспетчерский пункт


В диспетчерском пункте на АРМ оператора установлены SCADA-система TRACE MODE и OPC-сервер Lectus, где заданы все необходимые настройки по опросу удаленных объектов – дикту­ющих точек и артезианских скважин. OPC-сервер обзванивает все модемы, установленные на объектах, и считыва­ет с них данные. Цикл опроса оборудо­вания составляет 15 минут. 

Мнемосхема на ПК показывает техническое состояние рабочего обо­рудования. В случае аварии инфор­мация сразу же выводится на экран, и автоматика отрабатывает остановку системы, а диспетчеру остается толь­ко вызвать ремонтную бригаду. 

В диспетчерском пункте на АРМ оператора хранятся архивные дан­ные, которые используются техноло­гами водоканала для учета потреб­ления воды, выявления аварийных ситуаций, создания резерва чистой воды на период интенсивного во­допотребления. Сохраненный архив позволил проанализировать данные за несколько месяцев и составить гра­фик работы скважин как по времени, так и по уровню воды в резервуарах. Также архивные данные использова­лись при проведении пуско-наладоч­ных работ и доработки программного обеспечения.

Новый комплекс водоснабжения в городе Слободском обеспечивает:

• бесперебойную подачу воды с за­данным давлением в сети;
• противопожарный запас воды;
• надежность системы за счет контро­ля технологического оборудования;
• архивирование статистических данных;
• представление графиков работы скважин и ведение учета потребля­емой воды;
• постоянный необходимый запас воды в резервуарах;
• уменьшение времени реагирования на нештатные ситуации;
• минимизацию эксплуатационных затрат за счет снижения потребляе­мой электроэнергии и уменьшение числа обслуживающего персонала.

За год эксплуатации АСУ ТП водо­снабжения города Слободского по­казала себя надежной системой. В скором времени чистую артезианскую воду будут пить и жители окрестных деревень.