Automatyka w branży wodno-kanalizacyjnej
Rozwój automatyzacji dotyczy współcześnie praktycznie każdej gałęzi gospodarki. Jedną z branż, w której urządzenia i systemy automatyki znajdują szereg zastosowań jest branża wodno-kanalizacyjna.
Począwszy od dużych zakładów przemysłowych, a kończąc na małych gospodarstwach domowych, każdy do normalnego funkcjonowania potrzebuje wody. Naturalnym efektem jest również to, że zużyta woda musi być odprowadzona. Jedna z najpowszechniejszych dróg, którą przebywa woda użytkowa, ma swój początek w ujęciu wody gruntowej lub powierzchniowej. Ujęcie wody jest wyposażone w urządzenia do uzdatniania. Następnie za pomocą sieci wodociągowych woda dociera do poszczególnych odbiorców, po czym zużyta, w formie ścieków, płynie siecią kanalizacyjną do oczyszczalni. Tam ścieki poddawane są procesowi oczyszczania, aby mogły być w sposób bezpieczny z powrotem odprowadzone do środowiska. Czasami na drodze wody lub ścieków znajdują się przepompownie. Oczywiście w przypadku braku sieci kanalizacyjnej, ścieki mogą być transportowane do oczyszczalni za pomocą specjalnie do tego celu przeznaczonych pojazdów. Jak łatwo zauważyć, obiektami związanymi z branżą wodno-kanalizacyjną, w których urządzenia i systemy automatyki znajdują największe zastosowanie są ujęcia wody oraz oczyszczalnie ścieków.
Charakterystyka środowiska
Podczas doboru odpowiednich urządzeń automatyki do budowy systemów dla branży wodno-kanalizacyjnej warto poświecić trochę uwagi na charakterystykę środowiska, w którym będzie funkcjonował dany system. Kluczową dla prawidłowego i bezawaryjnego działania urządzeń w środowisku wodnym jest ich odporność na wilgoć. W zależności od miejsca, w którym jest umieszczone dane urządzenie automatyki, zmieniają się wymagania w stosunku do tej odporności. Ważnym parametrem technicznym w takiej sytuacji okazuje się być stopień ochrony obudowy urządzenia. Wskazuje on deklarowaną odporność danego komponentu na kontakt z wodą. Warto również zwrócić uwagę na rodzaj materiału, z którego wykonany jest dany element automatyki, w szczególności, jeżeli ma on bezpośredni kontakt z uzdatnioną wodą.
Technologie pomiarowe
We wszystkich obiektach związanych z branżą wodno-kanalizacyjną zastosowanie znajdują urządzenia pomiarowe, włączając w to różnego rodzaju czujniki, które są fundamentalnym elementem każdego systemu automatyki. Monitorowanie ciśnienia, poziomu, temperatury, przepływu to tylko niektóre z potrzeb, które mogą zaspokoić urządzenia automatyki.
Ciśnienie wody powinno być kontrolowane w całej sieci wodociągowej. Każdorazowy niekontrolowany spadek ciśnienia na danym odcinku sieci jest sygnałem do działania dla odpowiednich służb, jest to bowiem oznaka nieprawidłowości w działaniu systemu – wycieku lub innej poważnej awarii. Kontrola ciśnienia umożliwia szybkie reagowanie na niepożądane sytuacje i minimalizowanie strat materialnych. Kolejnymi obiektami, w których znajduje zastosowanie pomiar ciśnienia, są przepompownie. Ciśnienie jest kluczowym parametrem, który wskazuje na prawidłowość działania tego typu obiektów. Przykładem przetwornika ciśnienia, który nadaje się do omawianych zastosowań jest urządzenie z oferty firmy Danfoss Polska. Chodzi o produkt MBS 4500. Wyróżnia go możliwość regulacji zera i zakresu. Przetworniki mogą mieć różny zakres pomiarowy – nawet do 600 barów. Dopuszczalna temperatura medium, którego ciśnienie jest mierzone powinna mieścić się w dosyć szerokim zakresie od –40 °C do 85 °C. Stopień ochrony urządzenia to IP65.
Kolejnym parametrem charakteryzującym prawidłowo funkcjonujący system wodno-kanalizacyjny jest odpowiedni poziom cieczy w różnego typu zbiornikach.
Poziom cieczy jest kontrolowany w takich obiektach jak: studnie, zbiorniki podziemne, otwarte zbiorniki na terenach ujęć wody, różnego rodzaju zbiorniki otwarte i zamknięte w oczyszczalniach ścieków czy zbiorniki do gromadzenia ścieków u odbiorców wody niemających dostępu do sieci kanalizacyjnych. Odpowiedni poziom wody lub ścieków, który mieści się w ściśle określonym zakresie, wskazuje na prawidłowe funkcjonowanie systemu, drożność wszystkich jego elementów oraz bezawaryjną pracę urządzeń automatyki. Przykładowym typem czujnika, który umożliwia pomiar poziomu cieczy w zbiorniku jest czujnik ultradźwiękowy. Przedstawicielami tego typu sensorów są produkty serii F65 pochodzące z oferty firmy Pepperl+Fuchs. Wspomniane czujniki są dostępne w trzech wersjach o różnych zakresach pomiarowych, co umożliwia ich stosowanie w zbiornikach o różnej wielkości. Dostępne są wersje z wyjściem analogowym do ciągłego monitoringu poziomu cieczy oraz z dwoma wyjściami przełączającymi, które umożliwiają sygnalizację minimalnego i maksymalnego poziomu.
Oczywiście, jeżeli jest mowa o cieczach, nie można zapomnieć o takim parametrze jak przepływ. Ten również powinien być kontrolowany na wszystkich etapach pozyskiwania i dostarczania wody oraz odprowadzania i oczyszczania ścieków. Monitorowanie tej wielkości zapewnia, podobnie jak poprzednich, możliwość szybkiego lokalizowania ewentualnych usterek i sprawnego ich usuwania. Jednym z produktów do zastosowania w celu pomiaru przepływu w rurociągach jest przepływomierz FlowPak znajdujący się w ofercie firmy Wika Polska. Cechuje go bardzo nikły wpływ na strumień przepływu, ograniczenie strat ciśnienia do minimum oraz brak wymagań związanych z prostymi rurami dolotowymi i wylotowymi. Innym produktem umożliwiającym kontrolę przepływu w rurociągach jest dedykowany do tego celu przepływomierz elektromagnetyczny MAG 8000 z oferty firmy Siemens. Wyróżnia go możliwość bezpośredniego zakopania w ziemi oraz stopień ochrony IP68. Dane pozyskiwane za pomocą tego przepływomierza można odczytywać na wyświetlaczu, zgrać je na komputer za pomocą łącza IrDA lub pozyskać za pomocą wyjścia impulsowego z użyciem zewnętrznego rejestratora. Przydatna może okazać się możliwość transmisji pozyskanych w ten sposób danych za pomocą sieci GSM.
Regulacja przepływu
Podczas rozważań na temat procesu pozyskiwania wody, jej transportu oraz oczyszczania ścieków warto zwrócić uwagę na tematykę zaworów, dzięki którym można regulować przepływy. Jedną z firm, która oferuje tego typu elementy są Zakłady Automatyki POLNA. W jej ofercie można przykładowo znaleźć zawory regulacyjne typu Z33. Cechami charakterystycznymi tego produktu są szerokie zakresy temperatury oraz średnic – do 300 mm. Wyróżnikiem opisywanych zaworów jest to, że mogą być wyposażone w siłowniki pneumatyczne obrotowe membranowo-sprężynowe lub tłokowe.
Do pozycjonowania zaworów można wykorzystywać enkodery obrotowe, które zapewniają precyzyjną regulację przepływu cieczy. Jeżeli na którymś etapie przesyłu wody lub ścieków zależy użytkownikowi na precyzyjnej regulacji przepływu może zastosować przepływomierz oraz zawór z systemem sterowania wyposażonym w enkoder. Jedną z propozycji z bazy enkoderów obrotowych do tego typu zastosowań można odnaleźć w portfolio firmy Posital Fraba. Chodzi o urządzenia z serii IXARC, których cechami charakterystycznymi są: duży zakres temperaturowy pracy – od –40 °C do 85 °C, stopień ochrony dochodzący nawet do IP69K oraz rozdzielczość do 16 bitów. Wśród urządzeń z tej serii można wyróżnić enkodery przyrostowe, absolutne jednoobrotowe oraz absolutne wieloobrotowe.
U podstaw modelu sieci wodociągowej leżą precyzyjne pomiary Weryfikowany na bieżąco, w celu optymalnego sterowania siecią, hydrauliczny model sieci wodociągowej brzmi chyba ciekawie dla każdego specjalisty z branży wodno-kanalizacyjnej. Większość przedsiębiorstw z tej branży już ma lub właśnie wdraża bazodanowe systemy do inwentaryzacji infrastruktury dystrybucji wody w technologii GIS. Jeśli do tego dodamy zbierane zdalnie z użyciem dowolnej techniki (łącza światłowodowe, komunikacja bezprzewodowa itp.) pomiary, to brakuje jedynie nadrzędnego systemu do bieżącego przeliczania modelu hydraulicznego. Zastosowane w tym celu oprogramowanie może równocześnie pełnić rolę systemu eksperckiego, podpowiadającego operatorowi, jak optymalne sterować siecią lub rozwiązywać problemy w sytuacjach ekstremalnych, np. w przypadku uszkodzeń sieci lub rozprzestrzeniania się w niej skażeń. Aby tak się stało trzeba jednak połączyć dwa światy – statycznego opisu sieci dystrybucji w technologii GIS oraz bieżącej akwizycji i przetwarzania danych. Na rynku pojawiają się już rozwiązania pozwalające na realizację takich systemów i wydaje się, że producenci systemów SCADA, przeznaczonych do akwizycji danych z dowolnego obiektu, dostrzegli szansę na zagospodarowanie nowej niszy produktowej, wnosząc nową jakość w narzędzia sterowania obiektem rozproszonym, jakim jest sieć wodno-kanalizacyjna. Powoli systemy GIS, które mają za zadanie jedynie inwentaryzację elementów sieci stają się tak przestarzałe, jak stare telefony komórkowe przy współczesnych smartfonach. Pamiętać jednak należy, że u podstaw każdej automatyki leżą precyzyjne pomiary (w tym wypadku realizowane zdalnie) oraz nowoczesna armatura. Tylko na tej bazie możliwe jest wdrażanie systemów wspomnianych wyżej. |
Pozyskiwanie wody
Jednymi z głównych zadań branży wodno-kanalizacyjnej jest pozyskiwanie i uzdatnianie wody. Do ich realizacji służą ujęcia wody gruntowej i powierzchniowej oraz stacje uzdatniania wody. Pozyskana i uzdatniona woda jest następnie za pomocą sieci wodociągowej dostarczana do odbiorców – zakładów produkcyjnych i gospodarstw domowych.
Warto prześledzić proces pozyskiwania wody na przykładzie ujęcia wody powierzchniowej. Najpierw woda z rzeki lub zbiornika kierowana jest do wstępnego oczyszczenia z zanieczyszczeń mechanicznych. Następnie jest pompowana do kolejnych obiektów, które odpowiadają za jej uzdatnienie. Uzdatnianie polega na realizacji różnego rodzaju procesów fizycznych i chemicznych – przykładowo filtracji z użyciem rozmaitych filtrów czy koagulacji, której zadaniem jest wprowadzenie do wody substancji chemicznych powodujących wytrącanie się osadów, te są następnie oddzielane od wody. Między kolejnymi etapami uzdatniania wody może wystąpić konieczność jej pompowania. Na wyjściu stacji uzdatniania znajdują się zbiorniki wyrównawcze, których zadaniem jest zapewnianie ciągłości dostaw wody do odbiorców. Zbiorniki takie są punktem łączącym ujęcie wody z siecią wodociągową rozprowadzającą wodę po ściśle określonym terenie.
Każdy z etapów pozyskiwania i uzdatniania wody jest zautomatyzowany. Oprócz czujników i urządzeń pomiarowych do urządzeń automatyki, które znajdują zastosowanie w ujęciach i stacjach uzdatniania wody można zaliczyć: pompy, przemienniki częstotliwości, sterowniki programowalne, panele operatorskie oraz urządzenia do przesyłu danych. Głównym elementem każdego ujęcia i stacji uzdatniania wody jest zazwyczaj centralna sterownia i dyspozytornia. W związku z tym urządzenia automatyki znajdujące się na terenie obiektów odpowiedzialnych za pozyskiwanie i uzdatnianie wody muszą wpisywać się w koncepcję, której głównym założeniem jest scentralizowany monitoring i sterowanie.
Automatyka w służbie środowisku
Czyniąc rozważania na temat branży wodno-kanalizacyjnej, nie sposób pominąć tematyki związanej z procesem oczyszczania ścieków. Aby móc odprowadzić użytą do celów gospodarczych wodę do środowiska, należy ją oczyścić. Różnego rodzaju zanieczyszczenia w postaci cieczy i ciał stałych, jak detergenty, odpadki żywnościowe, fekalia muszą zostać usunięte. Dzieje się to wieloetapowo, dlatego oczyszczalnie ścieków są często umiejscowione na stosunkowo dużych obszarach. Stąd wynika potrzeba centralnego zarządzania rozproszonymi obiektami.
Najczęściej ścieki są najpierw oczyszczane w sposób mechaniczny. Stosunkowo duże ciała stałe, które dostały się do obiektu oczyszczalni, muszą zostać usunięte w pierwszej kolejności. Do tego celu stosuje się różnego rodzaju kratownice, sita, rozdrabniacze i separatory. Następnie wstępnie oczyszczone ścieki są poddawane procesom chemicznym i biologicznym w celu osiągnięcia na wyjściu parametrów fizycznych i chemicznych pozwalających na oddanie wody do środowiska. Metody biologiczne polegają na wprowadzeniu do ścieków różnego rodzaju bakterii oraz mikroorganizmów, które rozkładają niepożądane substancje. Metody chemiczne to np. koagulacja i neutralizacja.
Do sprawnego działania oczyszczalni potrzebne są różnego rodzaju urządzenia oraz systemy automatyki. Bez nich nie byłoby możliwe zapewnienie odpowiedniej wydajności. Jak na każdym etapie przesyłu wody i ścieków, tak i w oczyszczalniach, zastosowanie znajdują wszelkiego rodzaju czujniki i urządzenia pomiarowe. Dodatkowo pojawia się potrzeba stosowania czujników związanych z parametrami chemicznymi.
Zautomatyzowane pompowanie
Częstokroć woda i ścieki na swojej drodze przepływu muszą pokonywać różnice wysokości. Za tego typu zadania odpowiadają przepompownie. Takie obiekty można znaleźć na terenie ujęć wody, oczyszczalni ścieków oraz na trasie przepływu jako jeden z elementów sieci wodociągowej lub kanalizacyjnej. Przepompownia w oczyszczalni ścieków może być pierwszym ogniwem całego procesu, dzięki któremu ścieki są transportowane na odpowiednią wysokość, aby później za pomocą grawitacji przemieszczać się do kolejnych etapów oczyszczania. Ciekawym rozwiązaniem związanym z tym zagadnieniem może pochwalić się firma Phoenix Contact. Chodzi o dedykowany do pomp kanalizacyjnych układ sterowania o nazwie PumpControl. Zapewnia on szybką parametryzację sterowania pompami za pomocą przeglądarki internetowej, oszczędność czasu i środków oraz możliwość zdalnego sterowania za pomocą sieci komórkowej. Pozwala to na znaczne przyspieszenie procesu parametryzacji układów przepompowni.
Innym interesującym produktem w swoim portfolio może pochwalić się firma Sabur. Jest to gotowy system dedykowany do pompowni i przepompowni odpowiedzialny za sterowanie i monitoring obiektów rozproszonych. Wspomniany system wykorzystuje wizualizacje na stronach internetowych i stanowi alternatywę dla systemów SCADA, której niewątpliwą zaletą jest bezlicencyjny charakter. W skład opisywanego rozwiązania wchodzą sterownik nadrzędny oraz sterowniki obiektowe w wykonaniu przemysłowym połączone siecią komunikacyjną. Sterownik nadrzędny może obsługiwać do 100 stacji, pozwala na wysyłanie wiadomości informujących o alarmach np. za pomocą komunikatorów SMS, a jego głównym zadaniem jest obsługa wszystkich sterowników obiektowych podłączonych do systemu. Dyspozytorzy systemu mogą monitorować obiekt i sterować systemem w sposób zdalny, np. za pomocą sieci komórkowej. System umożliwia wyświetlania wykresów historycznych, kontrolę dostępu, automatyczne logowanie danych do pamięci sterownika i ich przesyłanie do wskazanej lokalizacji na serwerze.
Do sterowania pompami firma Astor proponuje dedykowaną dla branży wodno-kanalizacyjnej serię przemienników częstotliwości Astraada Drive CHV160. Umożliwiają one sterowanie kaskadą składającą się z dziewięciu pomp załączanych automatycznie w zależności od aktualnego ciśnienia w rurociągu. Ważną funkcjonalnością jest możliwość ustawienia ośmiu różnych wartości ciśnienia referencyjnego w zależności od aktualnego zapotrzebowania. Warto wspomnieć o takich opcjach, jak funkcje oszczędzania energii, alarmy związane z nieprawidłowym ciśnieniem w ciągu, automatyczne przełączanie pomp w razie wykrycia awarii czy kontrola poziomu cieczy. W standardzie przemienniki z tej serii są wyposażone w port RS-485.
Kolejne urządzenie tego typu można znaleźć w portfolio firmy ABB. Chodzi o dedykowany dla branży wodno-kanalizacyjnej przemiennik ACQ580. Jego wyróżnikami są bezczujnikowe obliczanie przepływu, możliwość sterowania wieloma pompami jednocześnie, kontrola poziomu oraz funkcje oszczędzania energii.
Inspekcje rurociągów
Dosyć powszechną praktyką stosowaną w przypadku konieczności dokonywania przeglądu wodociągów lub rur kanalizacyjnych jest stosowanie kamer inspekcyjnych. Wiąże się to często z wpuszczaniem do rurociągów pojazdów specjalnych, które z kamerą na pokładzie dokonują penetracji sieci wodociągowych lub urządzeń kanalizacyjnych. Dzięki takim zabiegom oszczędza się czas oraz środki, które należałoby poświęcić, gdyby inspekcji dokonywać w sposób tradycyjny. W przypadku wykrycia nieszczelności istnieje możliwość wprowadzenia do rury odpowiednio dociętej maty z włókna szklanego z żywicą chemoutwardzalną, dzięki której awaria może być szybko usunięta. Pojazdy zdalnie sterowane mogą również posłużyć do bieżącej konserwacji lub czyszczenia rurociągów.
Przykładowo firma ABE Complex Technology proponuje w swojej ofercie kamerę samojezdną CT400AX, która jest przeznaczona do inspekcji kanalizacji o średnicach mieszczących się w zakresie do 150 mm do 400 mm. Urządzenie wykonano z aluminium, mosiądzu i stali nierdzewnej, dzięki czemu ma dużą odporność na trudne warunki, w których musi pracować. Kamera może być wyposażona w nadajnik, laser służący do pomiaru szczelin oraz czujnik ciśnienia azotu, którym napełniony jest wózek.
Inną propozycją jest kamera samojezdna 9050 firmy GDrexl, która ma głowicę obrotową w dwóch płaszczyznach. Ciekawym rozwiązaniem jest moduł rozszerzający, dzięki któremu można zwiększyć zakres stosowania kamery do większych średnic rur. Moduł ten umożliwia regulację wysokości, na której umieszczona jest głowica. Kamera może być wyposażona w zintegrowany nadajnik położenia, ma również oświetlenie LED dużej mocy.
Nieocenione są rozwiązania elastyczne z możliwością łatwej rozbudowy
Branża wodociągowo-kanalizacyjna stwarza szczególnie trudne warunki pracy dla systemów automatyki. Jednym z tematów, do którego warto podejść z uwagą są systemy szaf i obudów do zabudowy automatyki. Temat ten często bywa marginalizowany, a urządzenia traktowane są tylko jako „skorupy”. W obiektach z branży wodociągowo-kanalizacyjnej nieustannie należy podwyższać standardy pracy i modernizować instalacje, dlatego nieocenione będą rozwiązania elastyczne, z możliwością łatwej rozbudowy, zapewniające kompatybilność i dostępność części zamiennych na przestrzeni wielu lat. Warto wybierać sprawdzone produkty – charakteryzujące się wysoką jakością stosowanych materiałów i kontrolą jakości. Dobierając szafy sterownicze należy wziąć pod uwagę rodzaj aplikacji, w której będą zastosowane oraz warunki panujące bezpośrednio w otoczeniu szaf, takie jak temperatura, wilgotność, obecność związków chemicznych w powietrzu. Ostatnia, ale również bardzo istotna kwestia to serwis. Regularna kontrola szaf sterowniczych oraz systemów klimatyzacji to gwarancja ich wieloletniej pracy, dlatego dobrze jest współpracować z partnerem, który oferuje możliwość serwisowania urządzeń. W przypadku firm międzynarodowych ważne jest, aby firma świadcząca usługi miała serwis na całym świecie. |
Zarządzanie – klucz do sukcesu
Jednym z kluczowych zagadnień, które należy poruszyć podczas rozważań na temat automatyzacji w branży wodno-kanalizacyjnej jest zarządzanie. Od tego, w jaki sposób zarządzana jest cała sieć urządzeń i obiektów związanych z daną siecią wodno-kanalizacyjną zależy efektywność jej działania. Charakterystyczną cechą omawianej branży jest rozproszony charakter poszczególnych elementów systemu. Dużą wydajność pracy danego systemu można osiągać dzięki zdalnemu sterowaniu oraz monitorowaniu obiektów znajdujących się w danej sieci. Ważną cechą może również okazać się możliwość zdalnej naprawy drobnych usterek. Takie podejście oszczędza czas poświęcany na oględziny sieci oraz zapewnia szybką lokalizację źródeł występowania problemu. Możliwe jest też raportowanie oraz gromadzenie danych, co znacząco ułatwia udoskonalanie systemu oraz pomaga zapobiegać występowaniu niepożądanych sytuacji w przyszłości. Dzięki scentralizowanej kontroli nad rozproszonymi obiektami sieci można również zadbać o zabezpieczenie przed nieuprawnionym dostępem do nich. Wszystkie wymienione aspekty prowadzą oczywiście do znaczącej redukcji kosztów zarządzania i eksploatacji sieciami wodno-kanalizacyjnymi.
Warto zastanowić się nad tym, czym powinien charakteryzować się wydajny system umożliwiający zdalne sterowanie i monitoring. Przede wszystkim niezawodnością i bezawaryjnością urządzeń wchodzących w jego skład. Chodzi tu o takie urządzenia jak sprzęt komputerowy służący gromadzeniu i przetwarzaniu danych, urządzenia sieciowe umożliwiające przesyłanie danych na duże odległości, ale również o standardowe urządzenia automatyki, jak przemienniki częstotliwości, sterowniki PLC czy panele operatorskie. Inną ważną cechą, na którą należy zwrócić uwagę podczas projektowania wydajnego systemu sterowania i monitoringu w branży wodno-kanalizacyjnej jest funkcjonalność dostępnego oprogramowania. Warto również zwracać uwagę na elastyczność danego systemu, ważne jest to, aby móc go w prosty sposób przebudować lub rozbudować w razie wystąpienia takiej konieczności. Może się bowiem okazać, że dana sieć wodno-kanalizacyjna będzie rozbudowywana, dostosowywana do odpowiednich norm lub obiekty wchodzące w jej skład będą remontowane, przebudowywane lub przenoszone. Powyższa analiza wskazuje na to, że warto pochylić się na chwilę nad przykładowymi systemami monitoringu i sterowania.
Systemy monitoringu i sterowania
Jednym z produktów oferowanych na rynku związanym z poruszaną tematyką jest oprogramowanie FactoryTalk firmy Rockwell Automation. Jest to użyteczne rozwiązanie do kontroli systemów wodno-kanalizacyjnych. Dostęp do danych procesowych całego systemu w czasie rzeczywistym umożliwia bieżące monitorowanie stanu urządzeń, ważną cechą produktu jest jego skalowalność.
Innym produktem jest platforma Wonderware, którą oferuje firma Astor. Zapewnia ona obsługę od 250 do ponad miliona zmiennych, możliwość zbierania i analizowania danych historycznych, system zarządzania i kontroli dostępu. Ważną cechą tego produktu jest uniwersalność – jeden standard pozwala na obsługę pojedynczych obiektów, ale również całych systemów.
Firma VIX Automation również posiada w swojej ofercie ciekawe rozwiązania dla branży wodno-kanalizacyjnej, które opierają się na narzędziach GE Digital. Jedną z propozycji jest wizualizacja poszczególnych obiektów z użyciem narzędzi SCADA – iFIX lub Cimplicity wspierana centralną zakładową bazą danych zbudowaną w oparciu o GE Historian. Oczywiście do całości można uzyskiwać dostęp mobilny, a sytuacje alarmowe są sygnalizowane za pomocą e-maili oraz wiadomości SMS.
Podczas rozważań na temat systemów wspomagających działanie sieci wodno-kanalizacyjnych warto wspomnieć o systemach informacji geograficznej (GIS), które ułatwiają ewidencję danych dotyczących rozmieszczenia poszczególnych elementów i obiektów sieci. Mapy urządzeń wodociągowych i kanalizacyjnych pozwalają na powiązanie wszystkich dostępnych informacji z poszczególnymi komponentami i umieszczenie ich w konkretnej przestrzeni.
Przesył danych
Dla prawidłowego i bezawaryjnego działania systemów zarządzania, monitoringu i sterowania potrzebny jest niezawodny system przesyłu danych. Jednym z możliwych rozwiązań, dzięki któremu urządzenia automatyki mogą przesyłać dane jest stosowanie radiomodemów. Omawiane urządzenia charakteryzuje mała prędkość transmisji danych. Przykładem radiomodemu VHF/UHF jest produkt RipEX z oferty firmy Karcz Polska. Jego wyróżnikami są unikatowy, bezkolizyjny protokół transmisji danych oraz możliwość komunikacji na odległość powyżej 50 km. Urządzenie jest wyposażone w port Ethernet, dwa porty RS-232 oraz diagnostyczny port USB. Warto również zwrócić uwagę na działanie w licencjonowanym paśmie radiowym oraz obecność wbudowanego firewalla, który zapewnia bezpieczeństwo przesyłu danych.
Inną metodą transferu danych jest sieć komórkowa. Zaletą tego typu komunikacji jest możliwość transmisji bezprzewodowej na duże odległości. Aby komunikacja mogła zaistnieć należy zadbać o interfejsy ją umożliwiające. Mogą one występować w formie oddzielnych podzespołów lub w formie wbudowanej w urządzenie automatyki. Zazwyczaj opisywany typ transmisji jest wykorzystywany do przesyłania niewielkich ilości danych. Typowym przykładem jest informowanie za pomocą wiadomości SMS o wystąpieniu awarii. Rozwój technologiczny sieci komórkowych poszerza możliwości wykorzystywania ich do zastosowań przemysłowych. Wadą stosowania tego typu łączności jest uzależnienie od operatora sieci komórkowej oraz możliwość wystąpienia przerw w połączeniu. Odpowiednim dla branży wodno-kanalizacyjnej urządzeniem zapewniającym transmisję danych przez sieć komórkową jest GSM Datalogger DA4, który można znaleźć w ofercie firmy Tekniska Polska Przemysłowe Systemy Transmisji Danych. Wspomniane urządzenie jest przeznaczone do długotrwałego gromadzenia danych. Charakteryzuje je bardzo niskie zużycie energii, możliwość wysyłania danych do dyspozytorni lub na telefony komórkowe w formie wiadomości SMS. Wiadomości z zapisanymi wartościami kontrolowanych parametrów są wysyłane w ustalonych przez użytkownika odstępach czasu. Istotną zaletą urządzenia jest szeroki wachlarz dostępnych protokołów komunikacyjnych takich jak Modbus, HTTP, SMS tekstowy, SMS binarny, RDS, co czyni je elastycznym i uniwersalnym. Dzięki temu łatwym staje się zintegrowanie tego produktu z istniejącym system monitoringu i zarządzania.
Oprócz wspomnianych wyżej urządzeń do przesyłu danych w branży wodno-kanalizacyjnej używa się również routerów Wi-Fi, switchy i konwerterów przemysłowych. Korzystanie z sieci Wi-Fi zapewnia duże prędkości przesyłu danych, ale jej zasięg jest stosunkowo niewielki, a urządzenia w konkretnych lokalizacjach muszą być wyposażone w Ethernet. Ponadto przy korzystaniu z tego typu transmisji danych występuje duża podatność na zakłócenia.
Podsumowanie
Branża wodno-kanalizacyjna jest niezwykle ważną gałęzią gospodarki, która wpływa bezpośrednio na życie każdego człowieka. Codziennie wszystkie gospodarstwa domowe oraz zakłady przemysłowe zużywają mnóstwo wody, którą trzeba pozyskać, uzdatnić oraz przetransportować do miejsca poboru, a następnie, już w formie ścieków, przetransportować do miejsca oczyszczania, po to aby w zgodzie z obowiązującymi normami zwrócić do środowiska. Aby dostęp do wody użytkowej był nieprzerwany, nieustannie nad całym procesem czuwają ludzie, którzy korzystają z dobrodziejstw, które przynosi automatyka. Powszechna automatyzacja obiektów związanych z branżą wodno-kanalizacyjną umożliwia szybkie reagowanie na wszelkiego typu nieprawidłowości. Zdalna kontrola obiektów, monitoring podstawowych właściwości fizycznych i chemicznych, możliwość ingerowania w rozproszony system jest możliwa dzięki obecności w systemach wodno-kanalizacyjnych wielu czujników, przetworników, zaworów, sterowników, pomp, napędów i tym podobnych urządzeń. Po raz kolejny można przekonać się, że współcześnie przebieg wielu procesów odbywa się przy udziale urządzeń i systemów automatyki.
source: Automatyka 4/2018