Тайните на водоснабдяването на съвременния град
Изменението на климата на нашата планета оказва влияние и върху водоснабдителните системи. Повишаването на средната годишна температура води до увеличаване на потреблението на вода и до плиткост на водоизточниците.
Следователно за устойчивото развитие на градовете е необходимо постоянно да се развива градската водоснабдителна инфраструктура и да се инвестират значителни средства. Очевидно е, че в допълнение към значителното увеличаване на производителността на водоснабдителните системи е необходимо да се търсят други начини за решаване на проблема: намаляване на загубите на вода, повишаване на качеството на пречистване на отпадъчните води и др.
Токио е добър пример. През 1945 г. загубите на вода в града са около 80%. През 1956 г. загубите спадат до 20%, а до 2010 г. Токио успява значително да намали загубите на вода до 2,7%. Такива впечатляващи резултати бяха постигнати както чрез подмяна на стари износени тръби, така и чрез въвеждане на съвременни системи за автоматизация във всички области на водоснабдяването.
Японската компания Mitsubishi Electric, съвместно с партньори, реализира голям брой проекти за автоматизация на водоснабдителни предприятия в България и страните от ОНД. Въпреки простотата на решенията, оборудването на Mitsubishi Electric решава доста сложни проблеми и работи в трудни условия на околната среда. Тайните са съвсем прости.
При автоматизиране на предприятиеКачеството и надеждността на оборудването за автоматизация, принципите на изграждане на система за автоматизация, както и приложният софтуер играят еднакво важна роля. Използването на високонадеждно и скъпо оборудване за автоматизация с лошо развитие на решението води до неефективна работа на оборудването, а понякога и до аварии. И обратно, дълбоката оптимизация на процесите на водоснабдяване и канализация, извършена на базата на нискокачествена и ненадеждна автоматизация, води до прекъсване на оборудването и допълнителни разходи за клиента. Широко разпространено е мнението, че при евтина автоматизация има смисъл да се поддържа 100% комплект резервно оборудване и, ако е необходимо, да се направи бърза подмяна.
Този подход вероятно е добър за дискретни процеси, където е възможно напълно да спрете производството и да направите подмяна. Но това е неприемливо за непрекъснати процеси, които включват процесите на водоснабдяване и канализация, тъй като повредата на автоматизацията може да възникне в най-неподходящия момент и да доведе до фатални последици.
В основата на решението за автоматизация на водоснабдителната компания, разработено от специалистите на Техникон (официален дистрибутор на Mitsubishi Electric в Република Беларус), са следните общи принципи, които отличават тези решения от другите системи за автоматизация:
- използване на високонадеждно оборудване за автоматизация Mitsubishi Electric;
- възможността за поетапна модернизация на автоматизацията на водоснабдително предприятие;
- предаване на данни без загуба на информация;
- автоматизация вместо диспечиране.
Тайната на производството на високонадеждно оборудване е тясно свързана с философията на Mitsubishi Electric. Mitsubishi Electric Companyе основана през 1921 г. в Япония и е част от семейството на компаниите Mitsubishi. Компанията разработва и произвежда масово широка гама електрическо оборудване, включително силови полупроводникови устройства, задвижвания с променлива честота и оборудване за индустриална автоматизация. За цялото време на дейност на компанията е натрупан уникален опит, разработени са различни решения и са установени тесни връзки с партньори и клиенти на Mitsubishi Electric. Традиционното японско качество, високата отговорност към обществото помагат на компанията да се развива динамично дори в условията на глобална криза и стагнация на световната икономика.
Използването на оборудване за автоматизация на Mitsubishi Electric ви позволява да интегрирате разнородно оборудване, използвайки стандартни и нестандартни протоколи за обмен на информация. Нестандартните протоколи за обмен на информация се реализират чрез специални препрограмируеми модули, които позволяват бит по бит контрол на потока от данни през различни физически интерфейси. Това позволява на нашите клиенти да извършват автоматизация стъпка по стъпка, използвайки съществуващо оборудване, което спестява пари и време на клиентите.
Technikon произвежда стандартизиран набор от помпени контролни станции, базирани на оборудването на Mitsubishi Electric, което намалява времето за проектиране на системата, монтаж на оборудване, настройка и въвеждане в експлоатация на решения.
Възможността за поетапно изпълнение на проекта е доста важна опция за нашите клиенти. На всеки етап клиентът има възможност да избере дали да откаже решението или да замени оборудването с друг производител. По този начин клиентът избягва риска да стане зависим от един производител на оборудване и доставчик на решения.
Тайната на предаването на данни без загуби в решението Technikon се крие ввнедряване на протокола IEC 60870-5-104 като част от система за автоматизация. Водоснабдителната система на модерен град е разпределена на голяма площ и не е лесно да се комбинира автоматизирано оборудване в една система. Традиционните решения, базирани на усукана двойка или оптични връзки, са много скъпи. Специалистите на Техникон разработиха алтернативно решение за свързване на подсистеми чрез GPRS/GSM канали.
Това решение обаче има своите недостатъци - прекъсване на каналите и в резултат на това невъзможност за получаване на непрекъснати данни за режимите на работа на отдалечено оборудване. Доста е рисковано да се използват получените "скъсани" графики (понякога се губи до 30% от информацията) за вземане на решение. За да решат този проблем, специалистите на Technikon подготвиха специални алгоритми за получаване / предаване на информация, а също така внедриха международния протокол за пренос на информация IEC 60870-5-104 на оборудването на Mitsubishi Electric. Резултатът е надеждно решение за изпращане на отдалечени обекти на евтини контролери от серията ALPHA и FX. В случай на прекъсване на комуникацията, информацията с времеви отпечатъци се натрупва в буфера на контролера и се предава отново, когато комуникацията бъде възобновена.
При автоматизирането на предприятията за водоснабдяване специалистите на Техникон успяха да намалят технологичните загуби чрез оптимизиране на режимите на работа на технологичното оборудване. В автоматичен или полуавтоматичен режим на управление на процесите на водоснабдяване и канализация системата за управление на процесите на предприятието получава информация за състоянието на оборудването и режимите му на работа в реално време, обработва получената информация съгласно предварително описани математически модели и издава команди за управление и / или подсказки към оператора с темпото на процеса. ПриТова отчита всички текущи параметри на работата на оборудването, ограниченията на режима, действителното състояние на оборудването, топологията на мрежата и много други. В резултат на това, например, Minsk Vodokanal успя да намали загубите в процеса (чрез оптимизиране на работата на оборудването) с 21%.
Системата за автоматизация може да работи в напълно автоматичен режим, което прави възможно без оперативен персонал, например през нощта. При извънредни ситуации е възможно да се изпращат спешни съобщения чрез SMS, предупреждения по имейл или чрез Интернет до отдалечени потребителски работни станции.
Опитът на Technikon показа как, използвайки висококачествено оборудване за автоматизация на Mitsubishi Electric, е възможно да се изградят прости и надеждни системи за автоматизация, ефективно да се използва съществуващото оборудване, да се прехвърлят данни без загуба на информация и да се премине към напълно автоматични режими на работа на оборудване за водоснабдяване в модерен град.