Подача воды на объекты осуществляется целым рядом механизмов и сооружений: насосные станции, трубопроводы, станции фильтрации, водоприемники. Слаженная работа всех компонентов увеличивает эффективность и надежность систем, уменьшает расход энергоресурсов и улучшает конечные показатели воды. Для координации отдельных блоков оборудуются автоматизированные системы водоснабжения и водоотведения.
Требования к автоматическим установкам водоснабжения
автоматическая повысительная насосная установка
Современные технологии позволяют автоматизировать практически любую систему водоснабжения:
- артезианок,
- фильтровальных станций,
- канализационных насосных,
- станций первого и второго подъемов,
- повысительных станций,
- очистных сооружений.
Необходимо учитывать то, что процесс добычи, очистки и доставки воды связан с разнообразными физическими, химическими и биологическими реакциями. Автоматизация процесса водоснабжения проводится с учетом следующих особенностей:
- интенсивность работы оборудования постоянно меняется,
- характеристики первичной воды не стабильны,
- оборудование размещается в отделенных друг от друга точках, управление ими ведется из единого центра,
- жесткие требования к качеству воды, поставляемой потребителю,
- работа в экономичном режиме,
- при поломке на одном участке обеспечение работы остального оборудования в штатном режиме.
Комплектация автоматизированной системы водоснабжения
шкаф управления с контроллером
Автоматизация процесса водоснабжения осуществляется с помощью:
- измерительных преобразователей,
- датчиков для измерения показателей и, расхода воды,
- блоков ввода данных и вывода,
- исполнительных механизмов,
- контроллера.
Датчики определяют характеристики, регулируют и сигнализируют о неполадках в процессах.
Модули (блоки) ввода и вывода переводят информацию, полученную от датчиков в удобный для обработки формат и поставляющие далее на контроллер.
Измерительные преобразователи преобразуют контролируемые параметры или сигналы в удобную для хранения или обработки форму.
Контроллер управляет технологическими процессами, используя данные датчиков. В отличие от бытовых компьютеров, промышленные контроллеры оснащены мощной системой ввода и вывода сигналов с периферии. Они не требуют постоянного контроля и выдерживают неблагоприятные климатические условия.
Исполнительный механизм получает сигнал от контроллера и преобразует его в движение. Схема исполнительного механизма автоматизации водоснабжения состоит из реле, гидравлического или пневматического привода, двигателя.
Для доставки информации с периферии в пункт управления используются:
- радиоканалы,
- коммутатор,
- мобильная телефония,
- беспроводной интернет,
- спутниковая связь.
Схема автоматизации артезианских источников
Автоматизация процесса водозабора из глубинных скважин и снабжения водой потребителя должна соответствовать условиям:
- автоматизируется весь процесс от получения воды до доставки людям,
- обеспечивается постоянный мониторинг добычи воды и количества в емкостях, работы оборудования,
- все данные архивируются в базах данных контроллера,
- операторы могут в любой момент изменить параметры насосов из диспетчерской.
Схема автоматизации водоснабжения
- В диспетчерском пункте монтируется щиток с контроллером, а также компьютер. Контроллер связывается с компьютером посредством беспроводной связи через Ethernet.
- Скважины автоматизированной системы водоснабжения и водоотведения оборудуются блоками ввода и вывода, датчиками для контроля над напряжением и давлением, счетчиками импульсов, механизмом плавного запуска.
- Станции водозабора оборудуются блоками ввода и вывода, датчиками тока и давления, счетчиками импульсов. Блок защиты мотора устанавливается на каждый насос.
- В баке для воды устанавливают счетчик давления.
- Для соединения всех источников забора воды и станций используется кабель типа витая пара.
схема автоматизации скважины
Каждая автоматизированная система водоснабжения и водоотведения оснащается программой управления. В результате насосы работают без присутствия человека, поддерживая нужное количество воды в цистернах. Они обеспечивают заданный напор в водопроводных трубах. Эффективно работает схема, когда один насос ведущий, другие ведомые. Через определенный период ведущий насос меняется, это предотвращает преждевременный износ оборудования. Контроллер автоматизированной системы водоснабжения подсчитывает количество часов, наработанных каждым насосом.
Контроллер анализирует ошибки оборудования: обрывы или замыкания в цепях, отсутствие связи с датчиками, скачки напряжения, аварийные пределы. Если датчик ломается, на пульт управления приходит информация об этом. В автоматическом режиме контроллер разрешает насосу работать, регулируя расход воды и поток.
Оператор видит на мониторе информацию о взломе оборудования, затоплении или возгорании, температуре воздуха, давлении и расходе воды, количестве воды в баках. Схема автоматизированного водоснабжения позволяет оператору дистанционно включать или выключать насосы, перезапускать механизм плавного спуска.
Автоматизация башенных установок водозабора
схема башенной водокачки
В сельском хозяйстве преимущественно распространено водоснабжение автоматизированными установками башенного типа с погружными насосами. Схема управления башенной водокачкой дает возможность автоматически или вручную включать или выключать насос, предохраняет электромотор от замыканий и перегрузок, подает световые сигналы о состоянии насоса.
Чтобы на водокачке башенного типа перевести установки водоснабжения из автоматического на ручной режим, тумблер SA устанавливают на P. При переводе на О установка выключается. Когда в башне воды нет, контакты датчиков размыкаются, а магнитного пускателя соединяются. В установке водоснабжения башенного типа автоматически запускается насос и закачивает необходимое количество воды. Как только вода доходит до контактов реле КV, отключается подача тока на насос. При включенном насосе светится красный индикатор, при выключенном зеленый.
Автоматизированная система водоснабжения позволяет, уменьшить численность обслуживающего персонала, прослеживать все процессы, показатели датчиков, режимы работы оборудования, контролировать производительность источников водозабора, в реальном времени учитывать объем добываемой воды.
Видеопример автоматизации водоснабжения поселка в Забайкалье: