Zaopatrzenie w wodę obiektów odbywa się za pomocą szeregu mechanizmów i konstrukcji: przepompowni, rurociągów, stacji filtracji, ujęć wody. Skoordynowana praca wszystkich komponentów zwiększa wydajność i niezawodność systemów, zmniejsza zużycie energii i poprawia końcową wydajność wody. Do koordynacji poszczególnych jednostek wyposażone są zautomatyzowane systemy wodociągowe i kanalizacyjne.
Wymagania dotyczące automatycznych instalacji wodociągowych
Nowoczesne technologie umożliwiają automatyzację prawie każdego systemu zaopatrzenia w wodę:
- kobiety artezyjskie;
- stacje filtrujące;
- przepompownie ścieków;
- stacje pierwszego i drugiego wejścia;
- stacje wspomagające;
- zakłady przetwarzania.
Należy pamiętać, że proces wydobycia, 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;
- charakterystyka wody pierwotnej nie jest stabilna;
- urządzenia znajdują się w oddzielnych punktach od siebie, są sterowane z jednego centrum;
- surowe wymagania dotyczące jakości wody dostarczanej konsumentowi;
- praca w trybie ekonomicznym;
- w przypadku awarii w jednym obszarze, zapewnienie działania 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 definiować charakterystyki, regulować i sygnalizować problemy w procesach.
Moduły wejść i wyjść (bloki) przetłumaczyć informacje otrzymane z czujników na format dogodny do przetwarzania i dostarczyć je dalej do kontrolera.
Przetworniki pomiarowe przekształcić kontrolowane parametry lub sygnały w formę dogodną do przechowywania lub przetwarzania.
Kontroler steruje procesami technologicznymi z wykorzystaniem danych z czujników. W przeciwieństwie do komputerów konsumenckich, sterowniki przemysłowe są wyposażone w potężny system wprowadzania i wyprowadzania sygnałów z peryferii. Nie wymagają stałego monitorowania i są w stanie wytrzymać niekorzystne warunki klimatyczne.
Mechanizm uruchamiający - odbiera sygnał ze sterownika i zamienia go na ruch. Obwód siłownika do automatyzacji zaopatrzenia w wodę składa się z przekaźnika, napędu hydraulicznego lub pneumatycznego oraz silnika.
Do dostarczania informacji z peryferii do centrum sterowania wykorzystuje się:
- kanały radiowe;
- przełącznik;
- telefonia komórkowa;
- bezprzewodowy internet;
- połączenie satelitarne.
Schemat automatyzacji źródeł artezyjskich
Automatyzacja procesu poboru wody ze studni głębinowych i zaopatrzenia w wodę konsumenta musi spełniać warunki:
- cały proces od odbioru wody do dostarczenia ludziom jest zautomatyzowany;
- zapewniony jest stały monitoring produkcji i ilości wody w zbiornikach, praca urządzeń;
- wszystkie dane są archiwizowane w bazach danych administratora;
- operatorzy mogą zmieniać parametry pompy w dowolnym momencie ze sterowni.
Schemat automatyzacji zaopatrzenia w wodę
- W sterowni zamontowany jest panel ze sterownikiem oraz komputer. Kontroler komunikuje się z komputerem bezprzewodowo przez sieć Ethernet.
- Studnie zautomatyzowanego systemu wodociągowo-kanalizacyjnego wyposażone są w jednostki wejściowe i wyjściowe, czujniki do monitorowania napięcia i ciśnienia, liczniki impulsów oraz mechanizm łagodnego startu.
- Stacje poboru wody wyposażone są w zespoły wejściowe i wyjściowe, czujniki prądu i ciśnienia, liczniki impulsów. Każda pompa jest wyposażona w zabezpieczenie silnika.
- W zbiorniku na wodę zainstalowany jest miernik ciśnienia.
- Do połączenia wszystkich źródeł poboru wody i stacji służy skrętka dwużyłowa.
Każdy zautomatyzowany system wodociągowo-kanalizacyjny wyposażony jest w program sterujący. Dzięki temu pompy pracują bez obecności człowieka, utrzymując odpowiednią ilość wody w zbiornikach. Zapewniają określone ciśnienie w rurach wodnych. Schemat działa skutecznie, gdy jedna pompa jest liderem, a druga niewolnikami. Po pewnym czasie wiodąca pompa jest wymieniana, co zapobiega przedwczesnemu zużyciu sprzętu. Automatyczny sterownik systemu wodnego zlicza liczbę godzin pracy każdej pompy.
Sterownik analizuje błędy urządzeń: przerwy lub zwarcia, brak komunikacji z czujnikami, przepięcia, limity alarmowe. Jeśli czujnik się zepsuje, informacja o tym przychodzi do centrali. W trybie automatycznym sterownik umożliwia pracę pompy poprzez regulację przepływu i przepływu wody.
Operator widzi na monitorze informacje o włamaniu sprzętu, zalaniu lub pożarze, temperaturze powietrza, ciśnieniu i przepływie wody, ilości wody w zbiornikach. Zautomatyzowany schemat zaopatrzenia w wodę pozwala operatorowi zdalnie włączać lub wyłączać pompy, ponownie uruchamiać mechanizm płynnego opuszczania.
Automatyka wieży ujęcia wody
W rolnictwie zaopatrzenie w wodę jest głównie rozpowszechnione przez zautomatyzowane instalacje typu wieżowego z pompami zatapialnymi. Obwód sterowania pompowni wieżowej umożliwia automatyczne lub ręczne włączanie i wyłączanie pompy, zabezpiecza silnik elektryczny przed zwarciami i przeciążeniami oraz daje sygnały świetlne o stanie pompy.
Aby przełączyć instalacje wodociągowe z trybu automatycznego na ręczny w pompowni wieżowej, przełącznik SA jest ustawiony w pozycji P. Po przełączeniu w pozycję O instalacja jest wyłączona. Gdy w wieży nie ma wody, styki czujników otwierają się, a rozrusznik magnetyczny jest podłączony. W instalacji wodociągowej typu wieżowego pompa automatycznie uruchamia się i pompuje wymaganą ilość wody. Gdy tylko woda dotrze do styków przekaźnika KV, dopływ prądu do pompy zostaje wyłączony. Gdy pompa jest włączona czerwony wskaźnik świeci, gdy jest wyłączony zielony.
Zautomatyzowany system zaopatrzenia w wodę pozwala zmniejszyć liczbę personelu konserwacyjnego, śledzić wszystkie procesy, wskaźniki czujników, tryby pracy sprzętu, monitorować wydajność źródeł poboru wody i uwzględniać ilość produkowanej wody w czasie rzeczywistym.
Przykład wideo automatyzacji zaopatrzenia w wodę w wiosce w Transbaikalia:
