Секрети водопостачання сучасного міста
Кліматичні зміни на планеті також впливають на системи водопостачання. Збільшення середньорічної температури веде до підвищення водоспоживання та обмілення джерел водопостачання.
Таким чином, для сталого розвитку міст необхідно постійно розвивати міську інфраструктуру водопостачання та вкладати значні кошти. Очевидно, що, крім екстенсивного збільшення продуктивності систем водопостачання, необхідно шукати й інші шляхи вирішення проблеми: знижувати втрати води, збільшувати якість очищення стічних вод та інші.
Наочним прикладом може бути Токіо. 1945 року в місті втрати води становили близько 80%. 1956 року втрати знизилися до 20%, а до 2010 року в Токіо зуміли суттєво знизити втрати води до 2,7%. Таких вражаючих результатів було досягнуто як за рахунок заміни старих зношених труб, так і за рахунок впровадження сучасних систем автоматизації на всіх ділянках водопостачання.
Японською компанією Mitsubishi Electric разом із партнерами реалізовано велику кількість проектів автоматизації підприємств водопостачання в Україні та країнах СНД. Незважаючи на простоту рішень, обладнання Mitsubishi Electric вирішує досить складні завдання та працює у непростих умовах зовнішнього середовища. Секрети досить прості.
При автоматизації підприємстваВодопостачання однаково важливу роль відіграють якість та надійність обладнання автоматизації, принципи побудови системи автоматизації, а також прикладне програмне забезпечення. Використання високонадійного та дорогого обладнання автоматизації при слабкому опрацюванні рішення веде до неефективної роботи обладнання, а іноді й до аварій. І навпаки, глибока оптимізація процесів водопостачання та водовідведення, виконана на базі неякісної та ненадійної автоматики веде до простоїв обладнання та додаткових витрат замовника. Широко поширена думка, що, маючи недорогу автоматику, має сенс тримати 100%-ний комплект запасного обладнання і в разі необхідності зробити швидку заміну.
Даний підхід, можливо, і добрий для дискретних процесів, коли є можливість повністю зупинити виробництво та зробити заміну. Але він неприйнятний для безперервних процесів, до яких можна віднести і процеси водопостачання та водовідведення, оскільки вихід з ладу автоматики може статися в самий невідповідний момент і призвести до фатальних наслідків.
В основі рішення автоматизації підприємства водопостачання, розробленого фахівцями фірми "Технікон" (офіційний дистриб'ютор Mitsubishi Electric в Республіці Білорусь), лежать такі загальні принципи, які виділяють ці рішення серед інших систем автоматизації:
- застосування високонадійного обладнання для автоматизації Mitsubishi Electric;
- можливість поетапної модернізації автоматики підприємства водопостачання;
- передача даних без втрат інформації;
- автоматизація замість диспетчеризації.
Секрет виробництва високонадійного обладнання був із філософією компанії Mitsubishi Electric. Компанія Mitsubishi Electricзаснована в 1921 р. в Японії та входить до сімейства компаній Mitsubishi. Компанія розробляє та випускає серійно широкий спектр електротехнічного обладнання, у тому числі силові напівпровідникові прилади, частотно-регульований привід та обладнання промислової автоматизації. За весь час роботи компанії накопичено унікальний досвід, відпрацьовано різні рішення та встановлені тісні зв'язки з партнерами та замовниками Mitsubishi Electric. Традиційна японська якість, високий рівень відповідальності перед суспільством допомагають компанії динамічно розвиватися навіть за умов світової кризи та стагнації світової економіки.
Застосування обладнання автоматизації Mitsubishi Electric дозволяє інтегрувати різноманітне обладнання за допомогою стандартних та нестандартних протоколів обміну інформацією. Нестандартні протоколи обміну інформацією реалізуються спеціальними перепрограмованими модулями, що дозволяють керувати потоком даних за різними фізичними інтерфейсами. Це дає можливість нашим замовникам проводити поетапну автоматизацію, використовуючи існуюче обладнання, що економить гроші та час Замовників.
Фірма «Технікон» випускає стандартизований набір станцій керування насосами на базі обладнання Mitsubishi Electric, що дозволяє скоротити час проектування систем, збирання обладнання, налагодження та здавання в експлуатацію рішень.
Можливість поетапної реалізації проекту – досить важлива опція для наших замовників. На будь-якому етапі замовник має можливість вибору, відмови від рішення чи заміни обладнання іншого виробника. Тим самим замовник уникає ризику отримати залежність від одного виробника обладнання та постачальника рішення.
Секрет передачі даних без втрат у рішенні фірми "Технікон" криється вреалізації протоколу МЕК 60870-5-104 у складі системи автоматизації. Система водопостачання сучасного міста розподілена на великій площі і об'єднати обладнання автоматизації в єдину систему досить непросто. Традиційні рішення на базі кручений пари або оптичних ліній зв'язку коштують дуже дорого. Фахівці фірми «Технікон» розробили альтернативне рішення для зв'язку підсистем за допомогою GPRS/GSM каналів.
Однак це рішення має свої недоліки — переривання каналів і, як наслідок, неможливість отримання безперервних даних про режими роботи віддаленого обладнання. Використовувати отримані «рвані» графіки (іноді губиться до 30% інформації) для ухвалення рішення досить ризиковано. Для вирішення цієї проблеми фахівцями фірми «Технікон» були підготовлені спеціальні алгоритми прийому/передачі інформації, а також реалізовано міжнародний протокол передачі інформації МЕК 60870-5-104 на обладнанні Mitsubishi Electric. В результаті з'явилося надійне рішення щодо диспетчеризації віддалених об'єктів на недорогих контролерах серії ALPHA та FX-серії. У разі обриву зв'язку інформація з мітками часу накопичується у буфері контролера і при поновленні зв'язку передається знову.
За умови автоматизації підприємств водопостачання фахівці фірми «Технікон» зуміли знизити технологічні втрати за рахунок оптимізації режимів роботи технологічного обладнання. В автоматичному або напівавтоматичному режимі управління процесами водопостачання та водовідведення АСУТП підприємства отримує інформацію про стан обладнання та режими його роботи в реальному часі, обробляє отриману інформацію за заздалегідь описаними математичними моделями та видає керуючі команди та/або підказки оператору в темпі протікання процесу. Прицьому в розрахунок беруться всі поточні параметри роботи обладнання, режимні обмеження, реальний стан обладнання, топологія мереж та багато іншого. У результаті, наприклад, на Мінському водоканалі вдалося зменшити технологічні втрати (за рахунок оптимізації роботи обладнання) на 21%.
Система автоматизації може функціонувати повністю автоматичному режимі, що дозволяє обходитися без оперативного персоналу, наприклад у нічний час. В аварійних ситуаціях передбачена можливість передачі аварійних повідомлень за допомогою SMS, оповіщень електронною поштою або по мережі Інтернет на віддалені робочі місця користувачів.
Досвід компанії «Технікон» показав, як, використовуючи високоякісне обладнання автоматизації Mitsubishi Electric, можна побудувати прості та надійні системи автоматизації, ефективно використовувати наявне обладнання, передавати дані без втрат інформації та перейти на повністю автоматичні режими роботи обладнання водопостачання в сучасному місті.