Загрузить Техническое Описание - Bitlis-MEN

Автоматизированная система управления и мониторинга водных
ресурсов.
Цель проекта:
Содействие процессам для улучшения показателей в управлении водных ресурсов, в частности: в
вопросах обеспечения прозрачности процессов в использовании стратегического ресурса, снижении
потерь и более рациональной использовании водных ресурсов.
Ожидаемые результаты:
Точный, непрерывный и достоверный учет количества протекающей воды – реализуемой
с помощью предлагаемой новой системой, позволит:








анализировать результаты по использованию воды, через это получить
количественно и качественно ту же продукцию, что и прежде – сэкономив
количество полезной воды, сократив расходы на водоиспользование и обеспечив
природоохранные требования,
поднять уровень безопасности способов водоиспользования,
понизить возможные отрицательные воздействия, исходящие от человеческого
фактора,
сохранить данные учетов на памяти производственного процессора или отправить на
сохранение на центральном сервере, который, в свою очередь, может предоставить
данные учетов всем надлежащим операторам, проверяющим и общественным
организациям,
снизить или исключить расходы, связанные с последствиями возможных аварий, так
как система заранее будет генерировать соответственные сигналы по
предаварийным ситуациям, что позволит предотвратить опасность – исполняя
оперативные
мероприятия,
Управлять и обеспечить режим отпуска - естественного протока воды,
Управлять присутствующие инфраструктуры у водоканалов – без необходимости их
изменения.
Описание системы
1.
2.
Система представляет собой распределенную систему SCADA, где присутствуют –
центральный сервер, операторы и регулирующие узлы. Такая система дает
возможность оператору следить и управлять все водное хозяйство.
Регулирующие узлы, действующие в системе, можно связать с сервером
проводной и беспроводной коммуникационной системой - WLAN, WIFI, GPRS,
3G, ADSL …
3.
Система оснащена функциональностью мониторинга (регистрации пропуска
воды и базирования данных).
4. При случае выхода из строя одного из предусмотренных процессов - система
оснащена способом тревоги.
5. Регулирующие узлы в системе, могут одновременно исполнять две функции –
следить за количеством проходящей воды и управлять действующие в узле
клапаны.
6. Регулирующие узлы в системе, могут автоматизировано управлять клапаны,
соответственно предварительно внесенным параметрам – количество входной
воды, день и час, и т.д.Это преимущество позволяет использовать предлагаемую
систему в таких местах, где образуются разветвления потоков воды, и есть
потребность сохранить определенное количество вод на конкретных
направлениях протока – за счет других и независимо от количества входной
воды. Из таких случаев, в частности, режим экологического пропуска воды, на
естественных протоках (например - реки).
7. Операторы, в рамках своих полномочий, могут проследить или управлять одной
или группой регулирующих узлов. Идеология SCADA позволяет иметь один или
несколько операторов, которые могут связаться с сервером и получить
информацию от любых регулирующих узлов.
8. Система обеспечивает прозрачность водопользования и создает реальные
возможности для осуществления общественного надзора над использованием
водных ресурсов.
Техническое описание
Система проектировано на основе принципа распределенных систем SCADA (Supervisգry
Cգntrգl and Data Acquisitiգn). Она состоит: из центрального компьютера – сервера, регулирующих
(меряющих и управляющих) узлов, и операторов.
Сервер ответственен за собрания и базирования данных. Он создает связь со всеми
регули-рующими узлами и кроме мониторинга, при необходимости, может также управлять
эти узлы.
Сервер то звено системы, который позволяет сохранить на памяти процессора и
архивировать все учтенные данные, и дает возможность произвести мониторинг. Он
оснащен сверхсовремен-ными защитными механизмами – антивирусными программами
(Firewall, VPN и т.д.) для предотвращения проникновения в систему со стороны “не
прощеных гостей”.
Регулирующий узел состоит: из механизма водомера, управляющего механизма
(электри-ческий привод и мотор), производственного микрокомпьютера и
коммуникационного узла.
Механизм водомера, для общей ситуации (если есть свободное пространство между
поверх-ностью воды и датчика), состоит из ультразвукового датчика и устроенного в
микрокомпьютере программного пакета. В тех участках, где зимой, из-за замерзания,
верхний слой воды покры-вается льдом и не может быть задействован ультразвуковой
датчик, можно установить другой, например – датчик давления.
Водомер – на основе ультразвука
Движение ультразвука в воздушном пространстве:
1. – датчик, 2. – поверхность воды, 3. – генерированный ультразвук, 4. –
отраженный ультразвук, 5. – отдаленность между датчиком и поверхностью воды.
Необходимо учесть, что скорость распространения звука в среде связано, также, с
темпе-ратурой данной среды. То есть, нужно, также, измерить температуру среды, чтобы
ввести в базу данных и температурную компенсацию.
Белый – исходящий сигнал от датчика, красный – фильтрованный сигнал
Управляющий механизм, для общих условий, собой представляет питающейся
непостоянным током мотор с приводом, который прикрепляется на уже действующему
клапану и, по команде, закрывает-открывает этот клапан. Мотор управляется от
производственного микрокомпьютера. На клапанах, также, устанавливаются линейные
датчики, которые, через информационный мост, связаны с производственным
микрокомпьютером. В таких участках, где в близости отсутствует источник непостоянного
тока и требуются большие затраты для его получения, устанавливается мотор постоянного
тока и аккумулятор. Частота перезарядки аккумулятора завысит от частоты его
эксплуатации. Аккумулятор, также, можно зарядить через солнечные элементы.
Производственный микрокомпьютер представляет собой - работающей реальным
масштабом времени компьютер, который может следить за объемами воды
детерминистическим способом и управлять клапанами. Микрокомпьютер – являвшейся
производственной, способен работать нормально при температурах от -40 до +70 градусов
Цельсия. Он переносит большие тряски, не требует систем вентиляции - что позволяет
действовать в очень пыльной или влажной среде. Все это вместе, позволяет
микрокомпьютеру бесперебойно работать при очень жестких природных и климатических
условиях, и становятся незаменимыми в данных системах.
Коммуникационный узел представляет собой много коммуникационную систему, который
работает с коммуникационной сетью, присущей данной территории. Он может соединиться с
сервером и проводной и беспроводной связью - WLAN, LAN, 3G, GPRS, ADSL, Radiգ, или
другими способами связи. Если в данном регионе присутствуют более одного - несколько
коммуника-ционные способы, система может быть одновременно присоединена с
несколькими способами и автоматически произвести взаимное отключение направления
связи, с помощью присутству-ющей на данный момент сетью (Redundancy).
Регулирующий узел
Микро
компьютер
γñ·³íáñÇã ѳݷáõÛó
Привод
Датчик ультразвука
Клапан
Водоканал
Вода
Типовая схема регулирующего узла
Операторы – это лица определенные правами, которые в рамках своих правомочий могут
проследить или управлять одним или несколькими регулирующими узлами. Идеология
SCADA позволяет иметь один и более операторов, которые могу связаться с сервером и
получить информацию от любого регулирующего узла.
Система имеет следующий общий вид
Operators
3G/GPRS BTS
1
GPRS
Internet
PSTN
3G
2
VPN Tunnel
3
ADSL
5
Radio
4
LAN
Radio AP
VPN / Router
SERVER
Типовая схема системы:
слева – водная подсистема, справа – коммуникационная подсистема
Такая система позволяет оператору проследить и управлять всей водной хозяйством.