Woda jest dostarczana do obiektów przez szereg mechanizmów i konstrukcji: przepompownie, rurociągi, stacje filtracyjne, odbiorniki wody. Skoordynowana praca wszystkich komponentów zwiększa wydajność i niezawodność systemów, zmniejsza zużycie zasobów energii i poprawia końcową wydajność wody. Aby koordynować poszczególne jednostki, wyposażone są zautomatyzowane systemy zaopatrzenia w wodę i urządzenia sanitarne.
Wymagania dotyczące automatycznych instalacji wodnych
Nowoczesne technologie pozwalają zautomatyzować prawie każdy system zaopatrzenia w wodę:
- kobiety artezyjskie;
- stacje filtrów;
- pompowanie ścieków;
- pierwsze i drugie stacje wind;
- stacje podwyższające;
- zakłady leczenia.
Należy pamiętać, że proces ekstrakcji, oczyszczania i dostarczania wody wiąże się z różnorodnymi reakcjami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi. Automatyzacja procesu zaopatrzenia w wodę odbywa się z uwzględnieniem następujących cech:
- intensywność sprzętu stale się zmienia;
- pierwotne cechy wody nie są stabilne;
- sprzęt znajduje się w oddzielonych od siebie punktach, są one kontrolowane z jednego centrum;
- surowe wymagania dotyczące jakości wody dostarczanej konsumentowi;
- praca w trybie ekonomicznym;
- w przypadku awarii w jednym obszarze, zapewniając działanie reszty sprzętu w trybie normalnym.
Kompletny zestaw zautomatyzowanego systemu zaopatrzenia w wodę
Automatyzacja procesu zaopatrzenia w wodę odbywa się za pomocą:
- przetworniki pomiarowe;
- czujniki do pomiaru wskaźników i zużycia wody;
- bloki wejścia i wyjścia danych;
- mechanizmy wykonawcze;
- kontroler.
Czujniki określać charakterystykę, regulować i sygnalizować problemy w procesach.
Moduły (bloki) wejścia i wyjścia przetłumaczyć informacje otrzymane z czujników w dogodnym formacie do przetwarzania i dostarczenia dalej do kontrolera.
Przetworniki pomiarowe przekształcić kontrolowane parametry lub sygnały w formę dogodną do przechowywania lub przetwarzania.
Kontroler zarządza procesami technologicznymi z wykorzystaniem danych z czujników. W przeciwieństwie do komputerów domowych, sterowniki przemysłowe są wyposażone w potężny system sygnałów wejściowych i wyjściowych z peryferii. Nie wymagają stałego monitorowania i są odporne na niekorzystne warunki klimatyczne.
Mechanizm uruchamiający - odbiera sygnał ze sterownika i przekształca go w ruch. Schemat siłownika do automatyzacji zaopatrzenia w wodę składa się z przekaźnika, napędu hydraulicznego lub pneumatycznego, silnika.
Do dostarczania informacji z peryferii do centrum sterowania wykorzystywane są:
- kanały radiowe;
- przełącznik;
- telefonia komórkowa;
- bezprzewodowy internet;
- połączenie satelitarne.
Schemat automatyzacji źródeł artezyjskich
Automatyzacja procesu wydobywania z głębokich studni i dostarczania wody do konsumenta musi spełniać warunki:
- cały proces jest zautomatyzowany od odbioru wody po dostarczenie jej do ludzi;
- stały monitoring produkcji i ilości wody w zbiornikach, zapewniona jest eksploatacja sprzętu;
- wszystkie dane są archiwizowane w bazach danych kontrolera;
- Operatorzy mogą w dowolnym momencie zmienić parametry pompy ze sterowni.
Program automatyzacji wody
- W sterowni zamontowana jest tarcza z kontrolerem, a także komputer. Kontroler komunikuje się z komputerem bezprzewodowo przez Ethernet.
- Studzienki zautomatyzowanego systemu zaopatrzenia w wodę i urządzeń sanitarnych są wyposażone w jednostki wejściowe i wyjściowe, czujniki do monitorowania napięcia i ciśnienia, liczniki impulsów i mechanizm łagodnego rozruchu.
- Stacje poboru wody są wyposażone w jednostki wejściowe i wyjściowe, czujniki prądu i ciśnienia, liczniki impulsów. Jednostka ochrony silnika jest zainstalowana na każdej pompie.
- W zbiorniku wody zainstalowany jest miernik ciśnienia.
- Do podłączenia wszystkich źródeł poboru wody i stacji stosuje się skrętkę komputerową.
Każdy zautomatyzowany system zaopatrzenia w wodę i urządzeń sanitarnych jest wyposażony w program zarządzania. W rezultacie pompy pracują bez obecności człowieka, utrzymując odpowiednią ilość wody w zbiornikach. Zapewniają one określone ciśnienie w rurach wodnych. Obwód działa skutecznie, gdy jedna pompa prowadzi, inne są napędzane. Po pewnym czasie zmienia się pompa wiodąca, co zapobiega przedwczesnemu zużyciu sprzętu. Sterownik automatycznego systemu zaopatrzenia w wodę zlicza liczbę godzin przepracowanych przez każdą pompę.
Sterownik analizuje błędy sprzętu: przerwy lub zwarcia, brak komunikacji z czujnikami, przepięcia, limity awaryjne. Jeśli czujnik się zepsuje, informacja o tym trafi do panelu sterowania. W trybie automatycznym sterownik umożliwia pracę pompy poprzez regulację przepływu i przepływu wody.
Operator widzi na monitorze informacje na temat sprzętu hakerskiego, powodzi lub pożaru, temperatury powietrza, ciśnienia i przepływu wody, ilości wody w zbiornikach. Zautomatyzowany schemat zaopatrzenia w wodę umożliwia operatorowi zdalne włączanie i wyłączanie pomp oraz ponowne uruchomienie mechanizmu płynnego opadania.
Automatyzacja instalacji poboru wody z wieży
W rolnictwie zaopatrzenie w wodę jest dystrybuowane głównie przez zautomatyzowane instalacje wieżowe z pompami głębinowymi. Obwód sterujący pompy wody w wieży umożliwia automatyczne lub ręczne włączanie i wyłączanie pompy, ochronę silnika elektrycznego przed zwarciem i przeciążeniem oraz wysyłanie sygnałów świetlnych o stanie pompy.
Aby przełączyć instalacje wodociągowe z trybu automatycznego na ręczny w wieżowej pompie wodnej, przełącznik SA ustawiony jest w pozycji P. Po przeniesieniu do O instalacja zostaje wyłączona. Gdy w wieży nie ma wody, styki czujnika otwierają się i magnetyczny rozrusznik łączy się. W wieżowej instalacji wodociągowej pompa uruchamia się automatycznie i pompuje wymaganą ilość wody. Gdy woda dotrze do styków przekaźnika KV, dopływ prądu do pompy zostanie wyłączony. Kiedy pompa jest włączona, czerwony wskaźnik świeci; gdy jest wyłączony, jest zielony.
Zautomatyzowany system zaopatrzenia w wodę pozwala zmniejszyć liczbę pracowników, monitorować wszystkie procesy, wskaźniki czujników, tryby pracy urządzeń, monitorować wydajność źródeł poboru wody oraz brać pod uwagę ilość produkowanej wody w czasie rzeczywistym.
Przykład wideo automatyzacji zaopatrzenia w wodę w wiosce w Transbaikalia:
