Система удалённого радиомониторинга водопроводных станций

На водопроводных станциях Ростовского водоканала успешно внедрена система удалённого радиомониторинга. Это продуманное решение организации автоматизированных комплексов на обширной территории обеспечило надёжную связь между удалёнными объектами и пунктами сбора и анализа информации.

Ростовский водопровод основан в 1865 году – у Богатого источника была построена первая насосная станция, которая подавала воду в напорный резервуар вместимостью 250 м³. Вода самотёком распределялась по пятикилометровой чугунной водопроводной сети диаметром 75 мм. В то время население города составляло всего 20 тысяч человек. Сегодня Ростов-на-Дону – крупный город Южного федерального округа c численностью населения более полутора миллионов человек, а Ростовский водоканал стал одним из крупнейших предприятий коммунального хозяйства Юга России. Помимо самого Ростова водоканал также обеспечивает водоснабжение городов Аксай и Батайск.

О предприятии

ОАО ПО «Водоканал города Ростова-на-Дону» – стратегическое предприятие со строгим пропускным режимом. На территории организации расположено несколько зданий и сооружений: станция очистки воды, административный корпус, три водопроводные станции, семь резервуаров и вспомогательные сооружения.

Для эффективной работы предприятия руководство водоканала посчитало необходимым реализовать систему централизованного мониторинга рабочих параметров на всех трёх водопроводных станциях, а также их регистрацию и хранение для последующего анализа и экономических расчётов.

Поиск оптимального решения при организации автоматизированных комплексов на обширных территориях обнаружил целый ряд проблем. Одна из них – организация надёжной связи между удалёнными объектами и пунктами сбора и анализа информации. Из-за разнесённости станций по территории предприятия и сложности прокладки кабельных коммуникаций начальник отдела КИПиА Рогов Евгений Станиславович решил использовать радиомодемы НЕВОД-5 совместно с универсальными восьмиканальными измерителями-регуляторами ОВЕН ТРМ138 и системой мониторинга и регистрации Master SCADA фирмы ИнСат.

Работа водопроводной станции

Станции являются центральным звеном в распределении чистой воды по всему городу. Вода от станции первого подъёма и предварительной фильтрации по сети трубопроводов попадает на станцию очистки. Затем очищенная вода поступает в резервуары трёх водопроводных станций, и далее происходит непосредственное распределение воды по различным районам города. При помощи соответствующих датчиков и преобразователей измеряются расход и давление, кроме этого осуществляется контроль уровня воды в резервуарах. Каждая водопроводная станция имеет свой номер и отвечает за водоснабжение определённых районов города:

• станция 2/2 (фото 1) подаёт воду в Пулковском и Батайском направлениях;
• станция 2/3 подаёт воду в Северном, Восточном и Октябрьском направлениях;
• станция 2/4 осуществляет дополнительную подачу воды на Северное и Восточное направления, а также обеспечивает подачу технической воды на ТЭЦ-2.

Описание системы мониторинга

На каждой из трёх водопроводных станций регистрируются несколько параметров: расход, давление (для каждого направления) и уровень воды в резервуарах. Первичные преобразователи (датчики давления, уровня, расходомеры) преобразуют реальные физические величины в унифицированные сигналы: 0…5 мА для расхода воды, давление и уровень в сигнал 4…20 мА. Затем унифицированные сигналы поступают на входы регулятора ТРМ138. Наличие у прибора универсальных аналоговых входов позволяет подключать к нему датчики различного типа в произвольной последовательности.

При помощи встроенного интерфейса RS-485 регулятор ТРМ138 передаёт данных на радиомодем НЕВОД-5, который в свою очередь отправляет эту информацию на модем-приёмник, установленный в диспетчерском пункте. Приём информации происходит одновременно от трёх радиомодемов, а передача полученных данных осуществляется посредством интерфейса RS-232 на персональный компьютер с установленной системой Master SCADA, которая обеспечивает мониторинг и регистрацию 22 параметров от 3 водопроводных станций. Схема системы мониторинга приведена на рис. 1.

Радиомодем НЕВОД-5

Радиомодем НЕВОД предназначен для передачи и приёма цифровой информации при работе в составе распределённых сетей телеметрии, управления и автоматизации технологических процессов. Радиомодем представляет собой программно-управляемое приёмно-передающее устройство, преобразующее сигналы стандартных последовательных интерфейсов RS-232 или RS-485 в радиочастотные посылки. Гибкая система настройки радиомодемов позволяет программировать их для работы в составе радиосетей самых разнообразных конфигураций.

Максимальное расстояние между двумя радиомодемами составляет около 10 км для открытой местности и до 7 км для городской или горной местностей. При определении расстояния между модемами рекомендуется проводить радиоразведку местности.

Регулятор ОВЕН ТРМ138

Благодаря наличию восьми универсальных независимых аналоговых входов и поддержке интерфейса RS-485 ТРМ138 идеально подходит для решения описываемой задачи. Также прибор осуществляет местную индикацию регистрируемых параметров, что обеспечивает дополнительные удобства для обслуживающего персонала станций.

Универсальные входы прибора поддерживают следующие типы датчиков:

• термопары типа ТХК (L), ТХА (K), ТЖК (J), ТНН (N), ТПП (R), ТВР (А-1);
• термосопротивления 50М, 100М, 50П, 100П, ТСМ гр. 23, Pt100;
• датчики с унифицированными токовыми сигналами 0…5, 0…20, 4…20 мА;
• датчики с унифицированными сигналами по напряжению 0…50 мВ, 0…1В.

Master SCADA

Система Master SCADA фирмы ИнСат является одной из лучших сред визуализации технологических процессов, совместимых с приборами ОВЕН. Данный пакет позволяет наглядно отобразить любой технологический процесс в реальном времени на персональном компьютере. При этом программа предоставляет широкий набор функций, позволяющих управлять ходом процесса, осуществлять мониторинг и регистрацию различных параметров. Наличие библиотеки готовых элементов и типовых технологических объектов значительно упрощает работу с программой. В диспетчерской водоканала установлена бесплатная полнофункциональная версия пакета с ограничением на 32 точки ввода/вывода.

Отзыв начальника отдела КИПиА ОАО ПО «Водоканал города Ростова-на-Дону» Рогова Евгения Станиславовича

Отдел КИПиА работой системы мониторинга полностью удовлетворён. Радиомодемы НЕВОД обеспечивают диспетчера достоверной информацией о текущих значениях рабочих параметров в реальном времени. Планируется доработка существующей системы с возможностью трансляции параметров водопроводных станций на центральный офис Ростовского водоканала, с организацией системы архивации и хранения параметров расхода по всем направлениям для экономического анализа. ТРМ138 работают без сбоев. Благодаря внедрению этих приборов удалось облегчить работу обслуживающего персонала водопроводных станций: индикация всех параметров станции осуществляется на одном щите автоматики. Помимо регуляторов на станциях установлены восьмиканальные измерители температуры производства ОВЕН – УКТ38. Приход стратегического инвестора ОАО «Евразийский» позволил начать широкомасштабную реконструкцию сетей, прокладку новых водоводов. Реализация текущей инвестиционной программы позволит полностью решить проблему водоснабжения г. Ростов-на-Дону на ближайшие 25 лет. 

Иван СТАРИКОВ, начальник отдела рекламы ООО «КИП_Сервис», г. Краснодар

Статья опубликована в журнале «Автоматизация и производство» №1 2008.