Автоматизация на водоснабдителни системи

Eдно от предизвикателствата, пред които са изправени ВиК дружествата, е подобряването качеството на услугите и поддържане на нивото на доходност при запазване цените за крайните потребители. За постигането на тази цел е необходимо значително редуциране на загубите на вода от системата. Изпълнението на план за повишаване на експлоатационната и икономическата ефективност на водоснабдителни системи изисква подходяща комбинация от предвидливост, технологични инструменти и опростяване на процесите.

Ефективната експлоатация на водоснабдителните системи рядко е планирана и управлявана, тъй като обикновено по-голямо внимание се обръща на поддържането на безопасността и високото качество на водата. Резултатът от това е, че се стига до загуба на значителни количества вода от мрежата. Една от причините за това е, че операторите не разполагат с данни за показателите на съоръженията. От друга страна, дори и тези данни да са налични, операторите не знаят как да ги оценят или как да ги съпоставят с параметрите на ефективност на други водоснабдителни системи. Предизвикателство за ВиК дружествата е и сравняването на действителните данни с проектните характеристики, които се очакват от съоръженията.

Измерването и повишаването ефективността на водоснабдителните системи в съвремието е възможно и разумно. Освен намаляване загубите на вода, новите технологии допринасят за по-голяма производителност на мрежите. Автоматизацията на водоснабдителни системи позволява измерването, оценяването и моделирането на ефективността им. Интелигентните водоснабдителни системи използват получени от съоръженията данни за настройване на процесите с цел подобряване на крайната производителност и експлоатационната ефективност. Събраните данни предоставят възможност за визуализация на мрежата в реално време.

При автоматизираните водоснабдителни мрежи софтуерът, който анализира сигналите от системи за контрол и събиране на данни (SCADA), може да подаде информация на операторите за наличието и приблизителното местоположение на течове. Това директно намалява загубите на вода. Обвързването на симулацията на мрежата със софтуера за управление на поддръжката осигурява ефективна комуникация с полеви екипи и крайни потребители, което спомага за ремонта на водопроводи, по-бързото възстановяване на услугите и високата удовлетвореност на клиентите.

Системите за управление на напора използват софтуер за контрол, работещ с действителни данни в реално време. Хидравличните модели, свързани с анализиращ софтуер и други IT инструменти, подпомагат вземането на решения за подмяна или ремонт, програми за оценка на състоянието и управление на мрежовите активи.

Решенията за управление на измервателните данни в комбинация с усъвършенствана измервателна инфраструктура (AMI) и системи за автоматично отчитане (AMR) служат за идентифициране на загуби в резултат на неизправни измервателни уреди или грешки в ръчната обработка на измервателните данни. Ключовите индикатори, които предоставят тези системи, позволяват на операторите да сравнят показателите си с референтни стойности и други вътрешни данни. Това спомага за набелязване на зоните, нуждаещи се от подобрение.

Автоматизацията на водоснабдителни мрежи допълва инвестициите, направени за основната инфраструктура. Чрез внедряването на интелигентни технологии за водоснабдителни мрежи физичният слой от водопроводи, помпи, резервоари и вентили става автоматизиран. Това се постига посредством датчици, които събират данни, и софтуер, който ги интерпретира и задава команди за изпълнение на действия за повишаване на ефективността.

Интелигентната водоснабдителна мрежа не е просто самостоятелна система, която оптимизира ефективността, но е и средство за свързване на много системи и споделяне на данни в различни платформи. Тези технологии удължават живота и увеличават надеждността на съоръженията чрез измерване, събиране и анализ на данни от широка гама събития в рамките на мрежата. Използването на информационни технологии във водоснабдяването позволява: мониторинг в реално време, автоматизация и оптимизация на сложни процеси; споделяне на бази данни и синхронизация, като се избягват неефективни дублирания и несъответствия; визуализация на постъпващата от различни системи информация в стандартизирани платформи, например географски информационни системи (ГИС); съпоставимост и докладване на данните; планиране на процесите.

Базовите нива на интеграция в рамките на интелигентните мрежи носят почти непосредствени ползи. Пример е трансформирането на получените в реално време данни в ценна информация за по-бързо вземане на решения извън контролната зала. Чрез изместването на действителните данни извън контролната зала операторите са наясно за състоянието на водоснабдителната система във всеки един момент и могат да реагират навременно и адекватно при възникване на проблем.

Следенето на данните в реално време подобрява процеса на поддръжка, тъй като системата автоматично генерира информация при случването на събития. Например когато има повредена част от оборудване или теч от водопровод, операторите могат веднага да изпратят екипи към точното местоположение на аварията със специфицирана информация за повреденото съоръжение. Използването на усъвършенствана ГИС система за насочване на аварийните екипи намалява разходите за труд.

Редуцира се и времето между възникването на аварията и отстраняването й, което понижава рисковете и разходите, свързани с повредата. Освен за съкращаване времето за реакция, свързването на полевите данни в реално време позволява изграждането на точни хидравлични модели за сравнение между това какво би трябвало да е състоянието на системата и действителното й състояние. Провеждането на онлайн симулации е мощен инструмент, който дава възможност на операторите да установят ясна базова линия за измерване на експлоатационната ефективност на водоснабдителната мрежа.

Автоматизацията на системите за водоснабдяване гарантира намаляване загубите на вода чрез:
• внедряване на софтуер, изпълняващ специфични задачи, например автоматична детекция на течове;
• включване на нови технологии в традиционно ръчно изпълнявани дейности, например мобилни ГИС решения, подпомагащи управлението на прекъсванията на работа;
• редуциране неточностите на измервателните уреди чрез интегрирано управление с помощта на информационна система за клиенти и специфициран софтуер за оптимален избор и подмяна на измервателните устройства;
• елиминиране на грешките при обработка на данни чрез внедряване на системи за автоматично отчитане, усъвършенствана измервателна инфраструктура и решения за управление на данните от измервателните уреди.

При интелигентните автоматизирани водоснабдителни мрежи има четири подхода за намаляване загубите на вода – активен контрол на течовете, ремонт на водопроводите, управление на напора и управление на активите. Системите за детекция на течове, познати още като системи за компютърен мониторинг на водопроводи, са специфицирани софтуерни инструменти, които анализират сигналите от SCADA системите в реално време. Те позволяват на операторите да оценят наличието и приблизителната локация на течове в различни зони на водоснабдителната мрежа.

Детекторите за течове могат да донесат ползи дори и на съоръженията с малки загуби на вода, защото разходите за свеждане на течовете до минимум често могат да надвишат тези за поддръжка на система за активния им контрол.
Системата за управление на прекъсванията, използваща база географски данни и свързана с различни други системи – ГИС, SCADA и хидравличен модел, осигурява цялостно решение за управление ремонта на водопроводи. Този интегриран подход опростява полевата комуникация и процеси с цел ефективно използване на ресурсите и ограничаване на неудобството за клиентите.

Ефективното управление на напора обикновено съчетава инсталирането на устройства (например редуцир вентили и помпи с променливи скорости) и съответния софтуер за контролирането им. Усъвършенстваните водоснабдителни процеси се характеризират с динамични настройки на вентилите и програмирани на база променливото търсене на вода помпи.

Повечето дружества, обременени с финансови ограничения и остаряло оборудване, често са изправени пред дилемата “подмяна или ремонт”. Технологични инструменти с доказана ефективност в тези случаи са хидравличните модели, ГИС, компютърните системи за управление на процесите по поддръжка. Те дават възможност на операторите да вземат информирани решения за това къде и кога да бъдат предприети ремонтните дейности.