Автоматизираната система в БЕО
Начало > Внедрено > Сп. Инженеринг ревю - брой 7, 2008
Главен изпълнител на проекта и доставчик на оборудването е фирма ЦЕ ЦЕ ЕС България
Автоматизирана система за измерване концентрациите на азотни оксиди, серен диоксид, въглероден оксид и озон е внедрена през 2005 г. в Базова екологична обсерватория (БЕО) “Мусала” на ИЯИЯЕ (Института за ядрени изследвания и ядрена енергетика) към БАН. Главен изпълнител на проекта, включващ проектиране, доставка, монтаж и пускане в експлоатация на системата за измерване, е фирма ЦЕ ЦЕ ЕС България. Техниката е производство на френската компания Environnement S.A. През 2007 г. автоматизираната система за измерване на газови концентрации е разширена с добавяне на анализатор за въглероден диоксид, производство на същата компания.
Базовата екологична обсерватория “Мусала”
е уникално съоръжение, не само за Института за ядрени изследвания и ядрена енергетика, но и за България и Европа като цяло. Обсерваторията се намира на най-високата точка на Балканския полуостров - връх Мусала (2925 м) в Национален парк “Рила”, далеч от локални източници на замърсявания. Именно това позволява в БЕО да се провежда комплексен мониторинг на околната среда, да бъдат проследявани различни процеси и да бъде изследвано въздействието им върху околната среда и живите организми.
Едно от основните направления на дейността на БЕО е атмосферният мониторинг, който включва изследване на редица атмосферни процеси, трансгранични преноси, различни химични и физични процеси, протичащи в атмосферата. Всички те оказват влияние върху околната среда и биотата и имат пряк принос към глобалните климатични изменения и парниковия ефект.
Системата свързва “Мусала” към световната GAW мрежа
След спечелването на проекта BEOBAL по “Шеста рамкова програма” на Европейския съюз, обсерваторията получава финансов ресурс, с който да обезпечи приобщаването си към други водещи високопланински обсерватории в Европа. Сред тях са Jungfraujoch в Швейцария, Umwelt Forschungsstation Schneefernerhaus в Германия; Sonnblick в Австрия; Monte Cimone и Testa Grigia в Италия. Изброените обсерватории са част от световната мрежа за глобално следене на атмосферата - GAW (Global Atmosphere Watch) на Световната метеорологична организация - WMO (World Meteorological Organization).
“Изискванията една мониторингова станция или обсерватория да стане регионална станция за глобално следене на атмосферата и да е част от световната GAW мрежа са изключително високи. Затова пред БЕО възникна важната задача да се оборудва с модерна и високонадеждна апаратура, гарантираща прецизността и стабилността на измерванията на атмосферните параметри. Критериите, които БЕО заложи при избора на доставчик на автоматизираната система за измерване концентрациите на парникови индикаторни газове, бяха изключително високи. Целта бе да покрием изискванията на Световната метеорологична организация”, коментират възложителите.
Изисквания към системата и измервателните уреди
Основно изискване, заложено от БЕО, е приборите в системата да имат достатъчно ниски прагове на детектиране. Концентрациите в района на връх Мусала са фонови и са много по-ниски в сравнение с населените места. Стойностите им се явяват гранични за голяма част от газоанализаторите.
Друго важно изискване е стабилността на нулата и линейността на измервателния обхват да съответстват на уреди от най-висок клас, което да гарантира прецизност на измерването.
Третото важно изискване към апаратурата е консумираната енергия да бъде минимална, за да може системата да продължи измерванията и при аварийно захранване, в случай на аварийното спиране на електрозахранването в БЕО. По този начин се обезпечава непрекъснатост на данните, което е важно условие при глобалното следене на атмосферата.
Четвъртото изискване е свързано с възможността за регулярна лесна проверка на точността и калибриране на всеки един анализатор в БЕО на място. Това изискване също е поставено от страна на СМО за осигуряване и поддържане на високо качество на данните от измерването.
Петото важно изискване е данните от измерваните газови концентрации да се събират в база данни на работна станция. Оттам да бъдат изтегляни от сървър и предавани чрез интернет към съответните световни центрове и визуализирани в графичен вид на интернет страницата на обсерваторията.
Наред с изброените изисквания, поради отдалечеността на БЕО и трудната достъпност до станцията, възложителите държат да се осигури възможност за отдалечен достъп и контрол както до работната станция, така и до всеки един от анализаторите. Целта е да могат да се правят нужните проверки и евентуални корекции през интернет от всяко едно кътче на света. Не на последно място изпълнителите трябва да вземат предвид и тежките метеорологични условия на върха, особено през зимния период.
Структура на системата за измерване
“Фирма “ЦЕ ЦЕ ЕС България” спечели обществената поръчка за доставка на оборудването. Тя успя да отговори на всички поставени условия и да предложи оферта за автоматизирана система за измерване на газови концентрации, която се включва в предварително обявената от възложителя максимално допустима цена”, коментират от БЕО.
Предложената автоматизирана система е на утвърдената френска фирма Environnement S.A. Тя е изградена от анализатори от най-ново поколение. Системата включва - анализатор за азотен оксид и азотен диоксид AC32M, работещ по метода на хемилуминесценция; анализатор за серен диоксид AF22M, работещ по метода на ултравиолетова флуоресценция; анализатор за въглероден оксид CO12M, работещ по недисперсионен инфрачервен метод; анализатор за озон O342M, работещ по метода на ултравиолетова абсорбция и пробовземна система. Тя е от неръждаема стомана, с тефлон отвътре и с тефлонова глава, предотвратяваща обледеняването и запушването, а също така и попадането на насекоми и други предмети с подобни размери в пробовземната система и с кондензатоуловител.
Възможности за отдалечен контрол и настройка
Структурата на системата включва компютърна работна станция за комуникация и съхраняване на данните от измерванията; стойка за анализаторите с необходимото опроводяване за електрозахранване, пробоподаване и електрозащита; както и портативен калибратор за проверка и калибровка на анализаторите. Сред характеристиките му е да работи с външни бутилки и с пермиационни ампули, с еталонни газове с възможност за разреждане на концентрациите до зададени от калибратора стойности.
При осигурена връзка на работната компютърна станция с интернет, тя става достъпна по криптиран ssh канал от всяка точка в интернет. Благодарение на специализирания софтуер Envidas, всеки един анализатор е достъпен за отдалечен оторизиран оператор, който би могъл да борави с менюто и настройките на анализатора. Софтуерът обхваща няколко модула, сред които модул за база данни, базиран на MS MySQL; модул за конфигуриране на връзката с отделните анализатори; модул за генериране на отчети с данните от измерванията и модул за влизане в менюто на самия анализатор и управлението му от отдалечен оператор.
Липсата на данни от измерванията е сведена до минимум
Екип на Базова екологична обсерватория “Мусала”
“Системата бе доставена през месец ноември 2005 г. след задължителния едномесечен пробен период в компанията-производител Environnement S.A. Доставчиците ни предоставиха и подробни протоколи от проведените изпитания, потвърждаващи стабилността и прецизността на работа на компонентите от системата. Самото инсталиране на техниката на връх Мусала бе извършено на 7 декември, когато екип на “ЦЕ ЦЕ ЕС България”, съвместно с научните сътрудници от обсерваторията, успешно завършиха монтирането на системата при изключително тежки метеорологични условия. През деня температурата бе -12 °С, имаше и бурен вятър от 50 м/сек. Изобщо, “картината” бе достойна за района на връх Мусала по това време от годината.
През 2007 г. БЕО получи предписание да се добави и анализатор за измерване на въглероден диоксид. За да бъде напълно интегрируем в съществуващата система, доказала вече своята надеждност и стабилност във времето, ИЯИЯЕ възложи на фирма “ЦЕ ЦЕ ЕС България” да достави и пусне в експлоатация газов анализатор за въглероден диоксид от продуктовата гама на френската фирма Environnement S.A.
Екипът от научни сътрудници на БЕО и висококвалифицирани специалисти на “ЦЕ ЦЕ ЕС България” са в постоянно сътрудничество, обезпечавайки непрекъснатост в работата на автоматизираната система. “Благодарение на бързата реакция от страна на фирма “ЦЕ ЦЕ ЕС България” за доставки на нужните консумативи и резервни части, отсъствието на данни от измерванията е сведена до минимум. Тя се дължи основно на по-продължителните прекъсвания на електрозахранването на върха, превишаващи по продължителност ресурса на аварийното захранване на автоматизираната система”, коментират от Базовата екологична обсерватория “Мусала”.
Новият брой 8/2024
