АСУ "Водоканал"

Описание автоматизированной системы диспетчерского контроля и управления водоснабжением "Водоканал" основано на примере АСУ "Водоканал", эксплуатируемой в п. Бердюжье, Тюменской области. Представленная в данном обзоре АСУ "Водоканал", с соответствующими изменениями может быть использована  в различных технологических схемах водоснабжения и водоотведения населенных пунктов (город, поселок), на производстве и других местах.

АСУ "Водоканал", представленная в данном обзоре, предназначена для бесперебойного автоматического обеспечения населенных пунктов водой, в соответствии с заданным графиком потребления, за счет поддержание заданного уровня воды в резервуарах чистой воды (РЧВ), водонапорной башне (ВНБ), и давления в водоводах.

• повышение надежности работы оборудования за счет исключения устройств контактной коммутации и управление насосами за счет применения блоков бесконтактной коммутации насосов (плавный пуск "ППД", частотный преобразователь),
• охрана скважин,
• защита насосов, приводов задвижек, обратных клапанов от выхода из строя,
• измерение и контроль токов и напряжений, сопротивления изоляции погружных насосов и насосов второго и третьего подъема,
• диагностика состояния насоса скважины,
• организация учета потребленной электроэнергии насосами,
• сигнализация в ЦДП при неисправности силовых линий, нарушениях в работе компонентов системы,
• ведение архивов с заданной глубиной и предоставлением информации о контролируемых  и измеряемых параметрах в удобной для анализа форме,
• экономия электроэнергии на водоснабжении,
• экономия эксплутационных затрат.

АСУ "Водоканал"  представляет собой 2-х уровневую систему.
Верхний уровень — центральный диспетчерский пункт (ЦДП).
Нижний уровень состоит из аппаратуры комплекса объектов*:

• насосные станции первого подъема,
• насосные станции второго подъема**,
• водонапорной башни (ВНБ),
• резервуары чистой воды (РЧВ),
• станции водоподготовки.

Связьмежду верхним уровнем (ЦДП) и объектами нижнего уровня осуществляется по радиоканалу***.

Примечание

* Может быть укомплектован по требованию заказчика.
** При необходимости нижний уровень может включать насосные станции третьего подъема.
*** Связь между верхним уровнем (ЦДП) и объектами  нижнего уровня может осуществляться по радиоканалу, с помощью выделенной телефонной линии связи, GPRS-модема или по нескольким видам связи одновременно. ockquote>

Насосная станция первого подъема

Для обеспечения управлением насосной станцией первого подъема установлена
станция управления скважиной "Интелекон-ПН" в шкафном исполнении,
в состав оборудования которой входят:

• радиостанция с источником питания,
• устройство плавного пуска "ППД-1",
• источник бесперебойного питания (UPS),
• автоматический выключатель трехфазный,
• автоматический выключатель однофазный,
• ультразвуковой преобразователь расхода воды "ПРК-1".

Станция "Интелекон-ПН" обеспечивает выполнение следующих задач.

• Плавный пуск и плавный останов двигателя насоса при помощи ППД-1 для исключения гидроударов и экономии ресурса двигателя насоса.
• Измерение и контроль сопротивления изоляции двигателя при неработающем двигателе. (Запуск двигателя при снижении сопротивлении изоляции ниже допустимого значения блокируется).
• Измерение и контроль фазных токов двигателя в процессе пуска и работы двигателя. (При выходе значений токов за допустимые пределы двигатель останавливается).
• Прием сигнала с датчика сухого хода.
• Прием сигналов со следующих датчиков и приборов, устанавливаемых на насосной станции:
  • датчика давления на выходе насосной станции,
  • датчика температуры в помещении,
  • датчика затопления,
  • датчика охранной сигнализации.
• Обмен информацией с верхним уровнем АСУ "Водоканал" (ЦДП) по радиоканалу*.

Органы ручного управления станции "Интелекон-ПН" обеспечивают перевод станции в автоматический, ручной, местный режимы**.

• В автоматическом режиме  осуществляется вкл./выкл. двигателя по командам, формируемым по показаниям датчиков уровня в РЧВ или ВНБ.
• В ручном режиме  вкл./выкл. двигателя происходит по командам оператора из ЦДП.
• В местном режиме вкл./выкл. двигателя производится кнопками управления, непосредственно установленными на двери шкафа. (При этом запуск или останов двигателя производится в "жестком" режиме только с помощью  магнитных пускателей).

Ультразвуковой преобразователь расхода воды "ПРК-1" обеспечивает:

• учет расхода воды из скважины в процессе работы насоса.

Примечание

* Кроме радиосвязи в системе могут быть использованы выделенные телефонные  линии связи, связь при помощи GPRS-модемов, или несколько видов связи одновременно.
** Органы индикации на шкафу управления:

• работа — зеленая лампа,
• сеть питания — зеленая лампа,
• авария — красная лампа.

Насосная станция второго подъема

Для обеспечения управления насосной станцией второго подъема установлен шкаф, в состав оборудования которого входят:

• контроллер "Интелекон-ТМ" №1*, обеспечивающий контроль уровня воды в резервуарах чистой воды (РЧВ),
• контроллер "Интелекон-ТМ" №2*, обеспечивающий контроль и управление насосами насосной станции второго подъема,
• преобразователь расходов воды "ПРК-01",
• радиостанция с источником питания,
• источник бесперебойного питания (UPS).

Контроллер "Интелекон-ТМ" №1 обеспечивает:

• контроль состояния трех электродных датчиков уровня воды в резервуарах чистой воды (РЧВ) с аналогового датчика "Радон-У",
• преобразователь значения уровня воды в РЧВ с аналогового датчика "Радон-У", контроль состояния релейных датчиков:
  • охраны,
  • пожара,
  • наличие сети питания,
  • затопления.

Контроллер "Интелекон-ТМ" №2 обеспечивает:

• управление включением двигателей насосов второго подъема по показаниям датчиков уровня воды в водонапорной башне (ВНБ),
• контроль значения токов трех двигателей насосов, установленных в помещении насосной станции второго подъема,
• контроль давления в водопроводе, по которому вода поступает в ВНБ и потребителям, контроль температуры в помещении насосной станции,
• учет расхода воды, подаваемой из насосной станции второго подъема.

Дополнительно на насосной станции второго подъема для контроля и управления насосами установлены три устройства защиты и управления двигателем "УЗУД", связанные по интерфейсу RS-485 с контроллером "Интелекон-ТМ" №2.
Устройства "УЗУД" обеспечивают контроль параметров двигателя насоса аналогично станции "Интелекон-ПН". Информация аналоговых и дискретных параметров, контролируемых контроллерами "Интелекон-ТМ" №1 и №2, передается в ЦДП по радиоканалу с использованием одной общей радиостанции**.

Примечание

* В настоящее время все задачи, решаемые на насосной станции второго подъема, выполняются средствами одного контроллера.

Водонапорная башня (ВНБ)

Состав оборудования

В помещении водонапорной башни (ВНБ) установлен шкаф управления. В состав которого входит следующее оборудование:

• два контроллера "Интелекон-ТМ"*,
• радиостанция с источником питания**,
• источник бесперебойного питания.

Контроллер "Интелекон-ТМ" № 1 обеспечивает:

• контроль состояния трех электродных датчиков уровня воды  "ВЕРХ-1", "НИЗ-1", "Перелив" в ВНБ,
• измерение температуры в помещении,
• прием сигналов с датчика охраны, реле контроля фаз,
• измерение уровня воды в водонапорной башне (ВНБ) с использованием аналогового датчика "Радон-У".
• управление по радиоканалу вкл./выкл. насосов на насосной станции второго подъема.

Контроллер "Интелекон-ТМ" №2 обеспечивает:

• контроль состояния двух электродных датчиков уровня воды "ВЕРХ-2", "НИЗ-2" в ВНБ,
• измерение уровня воды в водонапорной башне (ВНБ) с использованием второго аналогового датчика "Радон-У",
• управление по радиоканалу вкл. / выкл. насосов на насосных станциях первого подъема из открытого водоема.

Принцип работы

• По радиоканалу информация, содержащая аналоговое значение уровня воды в ВНБ, состояние электродных датчиков уровня и значения температуры, состояние электродных датчиков охраны и реле контроля фаз передаются на верхний уровень (ЦДП).
• По состоянию датчиков уровня воды в ВНБ в насосную станцию второго подъема и насосные станции первого подъема из открытого водоема передаются команды насосам. По состоянию электродных датчиков "НИЗ-1" и "НИЗ-2" включаются насосы на насосной станции второго подъема и насосной станции первого подъема из открытого водоема, а по состоянию датчиков "ВЕРХ-1" и "ВЕРХ-2" соответственно по радиоканалу передаются команды выключения соответствующих насосов.
• При этом расположение датчиков "НИЗ-1" и "ВЕРХ-1" выше датчиков "НИЗ-2" и "ВЕРХ-2", что обеспечивает включение насосов первого подъема только при условии, когда насосы второго подъема не обеспечивают подачу необходимого объема воды потребителями.

Примечание

* В настоящее время все задачи, решаемые на водонапорной башне (ВНБ), выполняются средствами одного контроллера.
** Кроме радиосвязи в системе могут быть использованы телефонные выделенные линии связи, связь при помощи GPRS-модемов, или несколько видов связи одновременно.

АСУ "Водоканал"—-автоматизированная система диспетчерского контроля и управления водоснабжением и водоотведением населенных пунктов, разработана с учетом специфики  объектов, в состав которых могут входить водонапорная башня (ВНБ), резервуары чистой воды (РЧВ), канализационно-насосные станции (КНС), станции водоподготовки, насосные станции первого, второго и других подъемов с различными технологическими схемами водоснабжения и водоотведения. АСУ "Водоканал" установлена и успешно эксплуатируется на следующих объектах: п. Калиновский, Сверд. обл., п. Рудный, Сверд. обл., п. Исток, п. Малый Исток, Сверд. обл., г. Екатеринбург, п. Бердюжье Тюменской обл., г. Челябинск.
Например, в АСУ "Водоканал", г. Челябинск, на 1 этапе оборудованы 17 объектов (насосные станции, подкачные станции, диктующие точки) с расширением количества объектов до 76. Связь осуществляется с помощью GPRS и CDMA-модемов. Решаются следующие задачи:

• контроль параметров водоснабжения (давление, расход),
• техническое состояние насосного оборудования (токи двигателей, состояние релейной защиты и электропитание),
• измерение температуры и контроль охранной сигнализации в помещениях без постоянного обслуживающего персонала