АВТОМАТИЗАЦИЯ - Водопроводные сети поселка Усть-Нера Оймяконского района

Автоматизация - это применение специальных технических средств, приспособлений, устройств и систем, осуществляющих контроль и управление технологическими процессами на различных объектах систем водоснабжения.

Средствами автоматики решаются различные задачи, возникающие в процессе эксплуатации объектов систем водоснабжения.

Обеспечивается поддержание на заданном уровне различных технологических параметров: количественных (давление, расход, уровень, температура и др.) и качественных (рН, концентрация остаточного хлора, щелочность, мутность, цветность и др.).

Включаются и отключаются насосные агрегаты при достижении заданных технологических параметров (уровней воды в резервуарах, давления и расхода в трубопроводе и др.).

Соблюдается заданная последовательность операций (включение и отключение пускателей и выключателей, открытие и закрытие задвижек и затворов, подача охлаждающей воды на подшипники и т. д.) при пуске и остановке насосных агрегатов, промывке фильтров или вращающихся сеток и прочих устройств и механизмов.

Отключаются поврежденные агрегаты и включаются резервные в случае возникновения аварийной ситуации или неисправности оборудования.

Изменяется количество работающих насосов и регулируется их подача при изменении водопотребления или уровня воды в резервуарах.

Поддерживаются необходимое давление в системе трубопроводов и уровень воды в резервуарах.

Включаются или отключаются вспомогательные устройства, механизмы и системы (насосы технической воды, дренажные насосы, системы отопления и вентиляции, освещения и др.).

Осуществляется дозирование реагентов (коагулянта, хлора и т. д.).

Диспетчеризация - централизованный контроль и управление территориально разобщенными объектами водоснабжения, связанными общим технологическим процессом. Система диспетчеризации должна предусматриваться для систем водозабора, водоочистки, водоподачи и распределения воды между потребителями.

Диспетчеризация неавтоматизированных объектов (небольших насосных станций и очистных сооружений с дежурным персоналом) может осуществляться с помощью телефонной связи.

Диспетчеризация более крупных и автоматизированных объектов осуществляется, как правило, средствами телемеханики. Системы телемеханики по характеру выполняемых функций делятся на телесигнализацию, телеизмерение и телеуправление.

Системы телесигнализации передают на диспетчерский пункт (ДП) сигналы о положении и состоянии оборудования и систем: работает агрегат или не работает, закрыта задвижка или открыта, находится фильтр в работе или на промывке, или он пребывает в нерабочем состоянии (в ремонте).

Системы телеизмерения передают на диспетчерский пункт информацию об измеряемых параметрах: о давлении на коллекторе насосных станций, расходе воды в водоводах и магистралях, об уровне воды в резервуарах, мутности или цветности воды, дозы коагулянта и хлора и т. д.

Системы телеуправления передают с диспетчерского пункта на объекты (насосные станции, очистные сооружения) команды: остановить или пустить в работу насосный агрегат, открыть или закрыть задвижку, включить фильтр на промывку и т. д.

Для сбора информации на объектах водоснабжения и передачи ее на ДП, а также для передачи на объект команды с ДП оборудуются контрольные пункты (КП). Передача информации осуществляется по каналам связи. Каналами связи могут быть специальные контрольные кабели, телефонные пары проводов, а также радиоканалы.

Многопроводный канал связи соединяет каждый объект управления (насосный агрегат, задвижку) с органом управления (кнопкой, ключом) или устройством, воспринимающим информацию (табло, сигнальная лампа, измерительный прибор). Многопроводная система связи неэкономична, используется при небольшом количестве объектов управления, находящихся на небольшом расстоянии от диспетчерского пункта.

При большом количестве объектов управления, находящихся на значительном расстоянии от диспетчерского пункта, предпочтительней использование малопроводной системы передачи информации, осуществляемой или по проводам, или по телефонным парам. В этом случае система телемеханики оснащается устройствами для разделения сигналов (шифраторами и дешифраторами кода, фильтрами, распределителями сигналов). Аналогичные устройства необходимы при использовании радиоканалов.

В настоящее время в системах автоматизации и диспетчеризации широкое применение находит микропроцессорная и компьютерная техника, что позволяет значительно сократить количество аппаратуры диспетчеризации (передающих, преобразующих и сигнальных устройств, в том числе громоздких мнемосхем, табло и т. д.), что сокращает площади диспетчерских пунктов.

Применение микропроцессоров и компьютеров обеспечивает высокую гибкость систем управления при изменении режимов работы отдельных объектов и вводе в эксплуатацию новых объектов путем перепрограммирования структуры систем управления, повышает надежность систем управления и оперативность управления, обеспечивает более четкую визуализацию схем объектов и параметров технологических процессов.

При создании систем автоматизации и диспетчеризации соблюдается ступенчатая иерархия:

Системы автоматизации, имеющие местное значение и схемы автоматизации отдельных механизмов и устройств (дренажные насосы, вращающиеся сетки, вентиляция, отопления и т. п.), строятся как локальные, независимые друг от друга и от систем, имеющих более общее значение. В отдельных случаях из локальных систем подаются информационные сигналы в системы автоматизации более высокого уровня;

Системы автоматизации основных насосных агрегатов, очистных сооружений и других объектов, влияющих на процесс водоснабжения в целом, строятся как локальные системы, функционирующие самостоятельно, но в то же время они входят в автоматизированную систему технологического процесса (АСУ ТП) предприятия, например водопроводной станции.

АСУ ТП представляет высший этап автоматизации, обеспечивающий оптимальный режим работы предприятия. Локальные системы автоматизации, входящие в состав АСУ ТП, выдают необходимые информационные сигналы в АСУ ТП и получают соответствующие команды из АСУ ТП.

В крупных системах водоснабжения, состоящих из нескольких водопроводных станций, регулирующих узлов, станций подкачки, сложной системы водоводов, магистралей и водопроводных сетей, создаются АСУ ТП города (промышленного предприятия), в состав которых входят АСУ ТП водопроводных станций и других предприятий водоканалов. АСУ ТП водоснабжения представляет собой систему, в которой диспетчер с помощью специальных технических средств осуществляет управление процессом водоснабжения.

В условиях функционирования АСУ ТП создается диспетчерская служба, имеющая, в зависимости от специфики конкретной системы водоснабжения, одно-, двух - или трехступенчатую систему управления.

Верхней иерархической ступенью оперативного управления является центральный диспетчерский пункт (ЦДП) Управления водоканала города (промышленного объекта). ЦДП этого уровня предназначается для контроля и оперативного управления ходом технологического процесса всей системы водоснабжения, включая водозаборы, насосные станции, очистные сооружения, водоводы, резервуары, регулирующие узлы, магистрали и распределительные сети.

Следующая ступень управления - ЦДП предприятия водопроводно-канализационного хозяйства (водопроводной станции, куста артезианских скважин, каскада насосных станций территориального водопровода и др.). ЦДП предприятия предназначается для контроля и управления технологическим процессом сооружений водопроводной станции (водозабора, насосных станций, водоводов, очистных и других сооружений данного предприятия).

Более низкая ступень управления - МДП цехов и отдельных производств, предназначается для контроля и оперативного управления технологическими процессами конкретных объектов: насосных станций первого подъема, второго подъема, очистных сооружений, здания фильтров и других.

Нижней ступенью управления является оперативный пункт (ОП), предназначенный для управления отдельными сооружениями и процессами. ОП оснащается приборами контроля, аппаратурой дистанционного управления и сигнализации, средствами связи. Информация на ОП поступает от технологических датчиков, блок-контактов пусковой аппаратуры и воспроизводится на щитах контроля или экранах компьютеров. Информация от ОП по каналам связи передается на МДП и ЦДЛ, где она обрабатывается соответ-ствующим образом и служит основой для принятия вышестоящим диспетчером решений по управлению технологическим процессом водоснабжения.

Автоматизация и диспетчеризация систем водоснабжения:

Повышают надежность систем управления и оперативность управления;

Обеспечивают более четкую визуализацию схем объектов и параметров технологических процессов.

В данной работе предусмотрены предъизолированные полиэтиленовые трубы в полиэтиленовой оболочке производства ПОЛИПЛАСТИК с сигнальным проводом СОКД.

Предварительно изолированные пенополиуретаномтрубы представляют собой конструкцию типа "сэндвич". Пространство между трубой и внешней оболочкой заполняется пенополиуретаном, который обеспечивает надежную теплоизоляцию. Наружная оболочка не только выполняет функции теплоизоляции, но и защищает слой пенополиуретановой изоляции от механических повреждений. Все трубы и фасонные изделия оснащены системой оперативного дистанционного контроля (ОДК). Эта система позволяет контролировать состояние трубопровода, оперативно сигнализировать о появившейся неисправности и точно указать место любого дефекта.

Действие системы основано на измерении электрического сопротивления изоляции между трубой и сигнальными проводами, установленными в теплоизоляционном слое. При увлажнении изоляции сопротивление падает, что фиксируется специальными приборами системы - детекторами.

Трубы и фасонные изделия снабжены каналом для обогревающего кабеля, который поставляется отдельно и протягивается в кабель-канал при монтаже трубопровода.

Для соединения полиэтиленовых труб используется соединительные детали с закладными нагревателями. Допускается также использовать другие соединительные детали, применяемые для монтажа полиэтиленовых труб - муфты и тройники для сварки в раструб, компрессионные фитинги и др.

Система оперативного дистанционного контроля (СОДК)

Назначение

Система оперативного дистанционного контроля (СОДК) предназначена для проведения непрерывного контроля состояния теплоизоляционного слоя из пенополиуретана (ППУ) предизолированных трубопроводов в течение всего срока их службы. СОДК является одним из основных инструментов технического обслуживания трубопроводов, построенных по технологии "труба в трубе" с использованием сигнальных медных проводников. Комплекс приборов и оборудования СОДК позволяет своевременно и с большой точностью находить места повреждений. Применение СОДК способствует безопасной эксплуатации трубопроводных систем, позволяет значительно уменьшить затраты и время на ремонтные работы.

Принцип действия и организация системы

Система контроля основана на применении датчика увлажнения изоляции, распределенного повсей длине трубопровода. Сигнальные медные проводники (не менее двух), находящиеся в теплоизоляционном слое каждого элемента трубопровода, соединяются по всей длине разветвленной сети трубопровода в двухпроводную линию, объединенную на концевых элементах в единую петлю. Проводники любых ответвлений включаются в разрыв сигнального проводника основного трубопровода. Эта петля из медных сигнальных проводников и образует датчик увлажнения изоляции. Электрические и волновыесвойства этого датчика позволяют:

1. Контролировать длину датчика увлажнения или длину сигнальной петли и как следствие длину участка трубопровода охваченную этим датчиком. 2. Контролировать состояние влажности теплоизоляционного слоя участка трубопровода охваченного этим датчиком. 3. Осуществлять поиск мест увлажнения теплоизоляционного слоя или обрыва сигнального провода, на участке трубопровода охваченного этим датчиком.

Контроль длины датчика увлажнения необходим для получения достоверных сведений о состоянии влажности теплоизоляционного слоя по всей длине участка трубопровода, охваченного этим датчиком. Длина сигнальной петли (длина датчика увлажнения) определяется, как отношение общего сопротивления сигнальных проводников, соединенных в замкнутую цепь к их удельномусопротивлению. Длина участка трубопровода охваченная этим датчиком составляет половину.

Приконтроле состояния влажности применяется принцип измерения электрической проводимости теплоизоляционного слоя. С увеличением влажности увеличивается электропроводимость теплоизоляции и уменьшается сопротивление изоляции. Увеличение влажности теплоизоляционного слоя может быть вызвано утечкой из трубопровода или проникновением влаги через внешнюю оболочку трубопровода.

Поиск мест повреждений осуществляется на принципе отражения импульсов (метод импульсной рефлектометрии). Увлажнение изоляционного слоя или обрыв провода приводят к изменению волновых характеристик датчика увлажнения изоляции в конкретных локальных участках. Сущность метода отраженного импульса заключается в зондировании линии сигнальных проводников высокочастотными импульсами. Определение величины задержки между временем отправки зондирующих импульсов и временем получения импульсов, отраженных от неоднородностей волновых сопротивлений (намокание изоляции или повреждений сигнальных проводников) позволяет вычислить расстояния до этих неоднородностей.

Для оперативной работы с датчиком увлажнения изоляции предусмотрен вывод сигнальных проводников из теплоизоляционного слоя. Данные выводы организуются с помощьюспециальных элементов трубопровода, в которых вывод сигнальных проводников осуществляется кабелем, проходящим через внешнюю изоляцию с помощью герметизирующего устройства. Эти кабели, выведенные в технологические помещения, наземные или настенные ковера, вместе с подключенными к ним терминалами образуют на трассе точки контроля и коммутации - технологические измерительные пункты.

Различаются концевые и промежуточные измерительные технологические пункты.

В концевых измерительных пунктах применяются концевые элементы трубопровода с кабельными выводами. Кабели от трубы подключаются к концевому терминалу установленному в технологических помещениях или сооружениях, наземных или настенных коверах.

В промежуточных пунктах обычно применяются элементы трубопровода с промежуточным кабельным выводом. Кабели от трубопроводов выводятся в наземный ковер или технологические сооружения и подключаются к промежуточному или двойному концевому терминалу. Но в местах разрыва тепловой изоляции (в тепловой камере и т. п.) организация промежуточного измерительного пункта осуществляется с помощью концевых элементов с кабельными выводами. Кабели от всех элементов трубопроводов выводятся в наземный ковер или технологическое сооружение и подключаются к соответствующему терминалу.

Технологические измерительные пункты, установленные через определенные расстояния, позволяют оперативно производить поисковые измеренияс достаточной точностью.

Состав оборудования

Система контроля разделяется на следующие части: трубная, сигнальная и дополнительные устройства.

Трубная часть - это все элементы трубопровода и комплектующие изделия, непосредственно образующие датчик увлажнения изоляции:

Элементы трубопровода с двумя или более медными сигнальными проводниками.

Промежуточные и концевые кабельные выводы.

Концевые элементы трубопровода.

Монтажно-соединительные комплекты для соединения сигнальных проводников при гидроизоляции стыков и для удлинения кабельных выводов.

Элементы трубопровода с двумя или более медными сигнальными проводниками это предварительно изолированные трубы, отводы, компенсаторы, тройники, шаровые краны, и т. п.

Сигнальные проводники, установленные внутри ППУ изоляции каждого элемента располагаются паралельно трубе на расстоянии 16ч25 мм. от нее. При сборке труб проводники фиксируются в центраторах полиэтиленовой оболочки, которые устанавливаются на расстоянии 0,8ч1,2 м друг от друга. Эти проводники изготавливаются из медной проволоки сечением 1,5 мм 2(марка ММ 1,5).

Сигнальная часть состоит из элементов сопряжения и приборов:

Измерительные и коммутационные терминалы для подключения приборов в точках контроля и коммутации сигнальных проводников.

Приборы контроля (детекторы, индикаторы) переносные и стационарные.

Приборы поиска местонахождения неисправностей (импульсный рефлектометр).

Измерительные приборы (тестер изоляции, мегомметр, омметр).

Кабели для монтажного подсоединения терминалов и соединения терминалов со стационарными приборами контроля.

Для коммутации сигнальных проводников и подключения приборов к соединительным кабелямв точках контроля и коммутации применяются специальные коммутационные коробки - терминалы.

Терминалы разделяются на два основных вида: Измерительные и герметичные.

Измерительные терминалы предназначены для оперативной коммутации сигнальных проводников при проведении измерений. Необходимая коммутация и измерения производятся с помощью внешних штекерных разъемов, без вскрытия терминала. Терминалы этого вида устанавливаются в сухих или хорошо проветриваемых инженерных устройствах (наземных или настенных коверах и т. п.) и технологических помещениях (ЦТП, ИТП и т. п.).

Герметичные терминалы предназначеныдля коммутации сигнальных проводников в условиях повышенной влажности. Необходимая коммутация и измерения производятся с помощью разъемов, установленных внутри терминалов. Для доступа к ним требуется снятие крышки терминала. Терминалы этого вида могут устанавливаться в любых технологических устройствах (наземных или настенных коверах и т. п.), сооружениях и помещениях (в тепловых камерах, в подвалах домов и т. п.)

Приборы контроля

Контроль состояния системы ОДК в процессе эксплуатации трубопроводов осуществляется с помощью прибора, называемого Детектором. Этот прибор фиксирует электрическую проводимость теплоизоляционного слоя. При попадании воды в теплоизоляционный слой его проводимость увеличивается и это регистрируется детектором. Одновременно детектор измеряет сопротивление проводников, соединенных в замкнутую цепь.

Детекторы могут питаться от сети напряжением 220 Вольт (стационарные), либо от автономного источника питания 9 Вольт (переносные).

Стационарный детектор позволяет одновременно контролировать две трубы с максимальной длиной от2,5 до 5 км каждая, в зависимости от модели.

Переносной детектор позволяет контролировать трубу с максимальной длиной от 2 до 5 кмв зависимости от модели. Одним детектором можно контролировать разные участки трубопроводов, которые не связанны между собой в единую систему. Переносной детектор на объекте стационарно не устанавливается, а подключается к контролируемому участку сотрудником, производящим обследование в порядке эксплуатации.

Подключение и эксплуатация переносных детекторов производится согласно технической документации предприятия-изготовителя.

Приборы поиска повреждений

Для определения местонахождения повреждений используется Импульсный рефлектометр, обеспечивающий приемлемую точность измерений. Рефлектометр позволяет определить повреждения на расстояниях от 2 до 10 км, в зависимости отприменяемой модели. Погрешность измерений составляет приблизительно 1-2% от длины измеряемой линии. Точность измерений определяется не погрешностью рефлектометров, а погрешностью волновых характеристик всех элементов трубопровода (волнового сопротивления датчика увлажнения изоляции). В зависимости от величины увлажнения изоляции рефлектометр позволяет определить местоположение нескольких мест с пониженным сопротивлением изоляции.

Дополнительные устройства

Наземные и настенные ковера

Назначение

Ковер, как наземный, так и настенный, предназначен для размещения в них коммутационных терминалов и предохраняет элементы системы контроля от несанкционированного доступа.

Ковер представляет собой металлическую конструкцию с надежным запорным устройством. Внутри ковера предусмотрено место для крепления терминала.

В данной системе оперативного дистанционного контроля (СОДК) в качестве контрольных пунктов применены герметичные терминалы, оснащенные стационарными приборами контроля (детекторами) с ЖСМ модулями, сигнал от которых, при аварии, поступает в центральный диспетчерский пункт (ЦДП). В ЦДП сигнал обрабатывается - определяется аварийный участок, на который отправляется оперативный квалифицированный работник (прошедший обучение по эксплуатации спецприбора "Локатор"). Прибыв к контрольному пункту, на который закольцован аварийный участок, работник, подключив переносной прибор обнаружения места аварии (импульсный рефлектомер - локатор) к детектору, определяет точное расположение аварии (с точностью до 1 метра на 100 метров трубопровода). Определив точное расположение аварии, передает информацию в ЦДП, где решается вопрос о сроках и способах ее локализации.

Все стационарные приборы контроля и передачи данных жестко закреплены в наземных коверах, смонтированных на месте установки колодцев.

АВТОМАТИЗАЦИЯ - Водопроводные сети поселка Усть-Нера Оймяконского района

Похожие статьи