Инструменты, цифровые технологии, связь, измерения

Измерение расхода питьевой воды на удаленных измерительных станциях

3 декабря 2014 г. в 16:29

  • Раздельное измерение для снабжения трех муниципальных участков питьевой водой
  • Децентрализованное размещение распределительных станций без подключения к источнику питания
  • Точное измерение потребления питьевой воды и минимизация потерь

Вводная информация

В ведении компании WWAZ (Wolmirstedter Wasser und Abwassre Zweckverband, Ассоциация Водоснабжения и Водоотведения г. Вольмирштедт, Германия) находится огромная сеть водоснабжения и водоотведения, обслуживающая 26 муниципальных районов (до реформы округа 1991 года разделенных на 32 района). С 1991 года компания WWAZ осуществляет независимое снабжение питьевой водой 55 000 потребителей (домов и предприятий). С этого же года осуществляется постоянный ремонт и реконструкция неисправных сетей водоснабжения. В результате удалось достичь стабильности давления водопровода и повысить качество питьевой воды. Модернизация оборудования позволила значительно сократить потери питьевой воды. Свой вклад в это достижение внес и штат высококвалифицированных сотрудников, своевременно устраняющих повреждения водопроводной сети.

Имеется приблизительно 14 000 счетчиков для измерения потребления питьевой воды, включая все большие и домовые счетчики. В настоящее время на самых удаленных распределительных станциях без подключения к источнику питания используются механические лопастные расходомеры. Недостатком данных приборов является их погрешность от 2 до 5%. Они также нуждаются в регулярном обслуживании. Согласно исследованию, проведенному известным поставщиком, ежегодный уровень погрешности может достичь 5%. По этой причине компания WWAZ решила заменить все механические счетчики на более точные электромагнитные расходомеры.

Требования к измерениям

Первые три измерительных узла, на которых будет заменено оборудование, находятся на распределительной станции коммуны Айхенбарлебен. Здесь основной водопровод разделяется на три водовода, по которым питьевая вода поступает в 3 муниципальных района. На каждый из этих водоводов необходимо установить отдельный расходомер, который заменит ранее использовавшиеся механические лопастные счетчики. Два водовода имеют диаметр ДУ 150, один – ДУ 200. Поскольку подключение к внешнему источнику питания недоступно, возможно использование только приборов, оснащенных собственной батареей. Заряда батареи должно хватать как минимум на 1 год. Приборы также не должны нуждаться в обслуживании. В целях сокращения эксплуатационных затрат показания расхода должны отсылаться на контрольную станцию путем беспроводной дистанционной передачи, без необходимости сбора данных на месте. Также, поскольку при определенных обстоятельствах на распределительную станцию может проникнуть вода, электроника должна быть герметичной, с минимальной степенью пылевлагозащиты IP67 или лучше IP68. При проникновении воды дополнительный поплавковый переключатель подает сигнал. Скорость потока низкая, приблизительно 1-10 м3/час. Минимальная скорость может быть менее 0, 1 м/с. Даже при таких низких расходах (которые могут наблюдаться, к примеру, в ночное время), приборы должны осуществлять измерения с максимальной погрешностью 1,5%.

Решение KROHNE

Для данного применения компания KROHNE осуществила поставку 3 электромагнитных расходомеров WATERFLUX 3070 F с питанием от батареи, диаметром ДУ 200 и ДУ 150. Каждый из трех приборов оснащен двумя мощными батареями. Водоводы снабжают питьевой водой маленькие районы, с числом жителей от 100 до 300 человек. Для точного измерения резких и непродолжительных перепадов расхода, необходимо увеличить настройку частоты измерений прибора WATERFLUX в соответствии с нижеследующей таблицей:

Настройка Частота измерений Количество измерений на единицу времени

Ресурс батареи, приблизительно

2 батареи/внешний аккумулятор

Стандарт 1/15 Гц 1 кажд. 15 сек 15 лет 20 лет
Модификац. 1 Гц 1 кажд. 1 сек 1½ – 2½ лет 3-5 лет

Т.к. отсутствует обратная циркуляция, необходимо измерять только прямой расход. Компания WWAZ использует два устройства KGA 42 с питанием от батареи для беспроводной удаленной передачи данных. Аббревиатура KGA означает KROHNE GSM Antenna, GSM расшифровывается как Global System for Mobile Communication (Глобальная Система Мобильной Коммуникации).

Каждый из двух этих устройств имеет 4 цифровых и 2 аналоговых выхода. Из этих 8 цифровых выходов, 3 предназначены для измерительных сигналов, 3 для сообщения об ошибках (самодиагностика или низкий уровень заряда батареи) и 1 для внешнего поплавкового переключателя, подающего сигнал при проникновении воды на распределительную скважину. Четыре аналоговых выхода используются для мониторинга давления.

Даже при минимальных показаниях расхода менее 10 м3/час и скорости потока 0,01…0,1 м/с, расходомер осуществляет измерение с погрешностью менее 0,5% от измеряемого значения.

 

Преобразователи 3 приборов WATERFLUX и 2 KGA 42

Прибор WATERFLUX не требует отдельного заземления, поскольку в стандартный комплект входит эталонный электрод. Устройства KGA для беспроводной передачи данных в центр управления подключаются через Bluetooth на месте техническим специалистом KROHNE. Возможна прямая замена механического лопастного расходомера без конверсии. Расходомер WATERFLUX не требует наличия прямых участков на входе и выходе. Поэтому эти приборы прекрасно подходят для небольших помещений.

Преимущества для пользователя

Теперь компания WWAZ имеет возможность отслеживания самых последних показаний приборов и значений расхода для трех муниципальных районов, а также немедленного выявления ошибок. Для визуализации и анализа данных используется программа PCWin. Это позволяет исключить сбор данных на месте. Выезд на место необходим исключительно для замены батарей.

Это означает существенное сокращение и контроль эксплуатационных и текущих затрат. К примеру, оператор может воспользоваться предложением мобильных компаний для корпоративных клиентов и получать данные по СМС. Производитель обеспечивает запас сменных батарей на долгий срок. Расходомеры устойчивы к износу и не требуют обслуживания. При выявлении определенного уровня потребления в заданное время имеется возможность немедленного обнаружения повреждений и утечек. Например, отклонение от известного показателя расхода в ночное время между 2.00 и 4.00, как правило, говорит о наличии утечки. Уровень заряда батареи прибора передается на измерительную станцию в качестве предупредительного сообщения. При заданной частоте измерений ресурс батареи составляет от 1,5 до 2,5 лет. Первое сообщение направляется за 1 год до исчерпания ресурса, второе сообщение — при 1% запасе ресурса. Ресурс батареи устройства KGA 32 составляет примерно 2-4 года, остаток ресурса отслеживается на измерительной станции. Срок работоспособности приборов WATERFLUX 3070 составляет до 25 лет, они не подлежат досрочной замене по причине амортизации, что явилось большим преимуществом по сравнению с ранее использовавшимися механическими счетчиками.

Скриншот показаний прибора, текущего значения расхода и сообщений о состоянии

Сокращение затрат (пример)

Благодаря лучшей точности прибора WATERFLUX по сравнению с механическими счетчиками может быть достигнуто значительное сокращение затрат, как показывает следующий пример.

Применявшийся ранее механический счетчик измерял с погрешностью до 5%. Это значит, что при максимальном значении расхода 10 м3/час, около 12 м3/день проходили через счетчик без учета. Таким образом, при стоимости кубометра воды приблизительно 1,90 евро, потери в год могли составить до 8500 евро. При тех же условиях измерения компания WWAZ , используя приборы WATERFLUX, может сократить потери в 10 раз, до 850 евро, поскольку погрешность измерения данного прибора при номинальном диаметре ДУ 150 и значении расхода Q = 10м3/час составляет всего 0,5% от измеряемого значения.

Используемая продукция

WATERFLUX 3070 F

  • Автономный расходомер для воды с питанием от батареи и раздельной установкой конвертера
  • Ресурс батареи до 15 лет
  • Подходит для коммерческого учета по OIML R-49 и MI-001
  • Измерительная труба расположена под прямым углом для оптимизации профиля потока
  • Точное измерение без прямых участков на входе и выходе
  • Измерение в двух направлениях от 0 до 12 м/с
  • Возможна установка под землей (степень пылевлагозащиты IP68)
  • Диаметры от ДУ 25 до ДУ 600, полимерное покрытие Rilsan

KGA 42

  • Устройство регистрации данных и GSM антенна для удаленной передачи показаний
  • 4 цифровых и 2 аналоговых выхода
  • Мощный GSM сигнал специально для применения в скважинах
  • Для установки на участках без подключения питания
  • Степень пылевлагозащиты IP68

ООО «КРОНЕ Инжиниринг»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

Компания КРОНЕ — производитель контрольно-измерительного оборудования для измерения расхода и уровня. Производственное предприятие ООО «КРОНЕ-Автоматика» (г. Самара) специализируется на производстве электромагнитных расходомеров, ультразвуковых расходомеров, вихревых расходомеров, радарных уровнемеров, рефлекс-радарных уровнемеров, байпасных и буйковых уровнемеров, а также ответных фланцев из высококачественных материалов, выносных камер, струевыпрямителей и переходов (сужающих устройств).…
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Станция Установки для очистки сточных вод EGW1000

Доброго времени суток Продаётся Новая Станция Очистки Сточных Вод предназначена для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод отдельно находящихся, не имеющих централизованной системы отведения (канализации), объектов — жилых домов, гостиниц и т.п. Максимальная производительность 16650 л/час Максимальная температура входной воды 40 °С Максимальная температура окружающей среды 40 °С Вид тока, напряжение 50 Гц, 3Рн, 380В Общая электрическая потребляемая мощность 10кВт Размеры (ДхШхВ), мм 13600х11500х62800 Место нахождение Станции Россия Республика Татарстан г Набережные Челны! За наличные хороший Торг!!! Установка не эксплуатировалась, в идеальном состоянии.Все подробности по телефону или на Эл Почту!!! Срочная продажа! Возможен торг!!! Цена 27000000 млн. руб. С НДС (цена новой установки 64 000 000 млн. руб.)
Иванов Андрей · ИП Иванов А И · 23 февраля · Россия · Респ Татарстан
Станция Установки для очистки сточных вод EGW1000

УСЛУГИ: АСУТП водоснабжения

Водопотребление населённых пунктов и промышленных объектов (за исключением предприятий с непрерывным циклом производства) характеризуется существенной неравномерностью в течение суток. В наиболее сложных условиях находятся насосные агрегаты, подающие воду непосредственно в городскую сеть (насосные станции второго подъема, станции подкачки и т.п.), диапазон изменения нагрузки которых достигает 4-7 раз. Решение задач управления такими насосами с целью минимизации энергопотребления, обеспечения требуемого напора в водоводе, увеличения межремонтного периода оборудования, а также подбора числа и мощности насосных агрегатов при модернизации насосных станций — предмет успешной многолетней работы фирмы и её партнёров («Взлёт», «Круг»). Поставленные цели достигаются за счёт использования при разработке аппаратуры эффективных алгоритмов управления, современных комплектующих изделий, адаптации структуры системы управления под потребности и финансовые возможности клиентов. Особую сложность представляет оптимальное управление системой водозабора из скважин, в которой одновременно работают десятки насосов. При этом приходится обеспечивать не только подачу требуемого объёма воды и её давление в коллекторе, но и соблюдать ограничения, призванные обеспечить плановый срок жизни каждой скважины. Специалистами фирмы было разработано устройство управления и такой специфической подкачивающей станцией, как повысительная станция пожаротушения, к надёжности работы которой предъявляются весьма жёсткие требования. Кроме средств локальной автоматизации, фирма разрабатывает и внедряет в эксплуатацию верхний уровень автоматизации - автоматизированные системы диспетчерского контроля водоснабжением. Эти системы реализуются, как правило, на базе SCADA и позволяют кроме наглядного представления на экране АРМа диспетчера оперативной информации, сохранять и накапливать в базе данных все параметры технологического процесса, документировать действия оперативного персонала (в том числе в нештатной...
Ивкина Лидия · НТФ Микроникс · Вчера · Россия · Омская обл
Научно-техническая фирма Микроникс, ООО

ПРОДАМ: Измерители электропроводимости

Устройства используются для прямых измерений проводимости в жидкостях. Точность и простота использования делают их широко распространенными среди специалистов по водоподготовке, в санитарных службах для контроля качества питьевой воды, в рыбоводческих хозяйствах, в целлюлозно-бумажной промышленности, в гальванике и т. д. Конструктивные особенности Конструктивно приборы представляют собой измерительный блок, соединенный гибким кабелем с выносным сенсором, который снабжён сменным стержневым электродом, что удлиняет срок службы датчика. Измерительный блок имеет микропроцессорное управление, что позволяет контролировать сразу несколько параметров, индицируя при этом на ЖК-дисплее одновременно проводимость и температуру. Измеренные значения записываются в память, причем на основе максимальных и минимальных значений рассчитывается среднее. Конструкцией предусмотрена передача данных по последовательному интерфейсу RS-232, что даёт возможность последующей обработки результатов на ПК с установленным на нём специальным программным обеспечением.
Коваль Юлия · ПРОТЕХ · 13 марта · Россия · г Москва
Измерители электропроводимости

ПРОДАМ: Блок сигнализации уровня БСУ-3

Предназначен для регистрации наличия воды или иной электропроводной жидкости на нескольких заданных уровнях при помощи кондуктометрических датчиков При заказе ОБЯЗАТЕЛЬНО необходимо указать тип воды, где будет применяться БСУ-3 (чистая или грязная) Типы измеряемых жидкостей Водопроводная вода. Хозяйственно-бытовые стоки Любая электропроводная жидкость, не вызывающая коррозии электродов Изделие БСУ-3 заменяет морально устаревшее изделие БСУ-2. Изделия полностью совместимы по электрическим параметрам и схеме подключения. Особенности Измерение уровня жидкости на переменном токе (снижение электрохимической коррозии на электродах, снижение влияния паразитного постоянного напряжения из-за образования гальванопар, постоянство чувствительности датчиков). Защита входов прибора от случайного попадания сетевого напряжени, например при пробое на корпус другого оборудования через воду на вход прибора. Защита от дребезга контактов выходных реле в турбулентных средах измерения. Высокая стабильность порогов срабатывания за счет стабилизации напряжения на измерительных электродах.
Ивкина Лидия · НТФ Микроникс · Вчера · Россия · Омская обл
Блок сигнализации уровня БСУ-3

УСЛУГИ: АСУТП водоотведения

Система водоотведения населённого пункта, помимо иного оборудования, включает в себя несколько единиц — несколько десятков канализационных станций (КНС). Канализационные станции предназначены для перекачки хозяйственно-бытовых стоков и располагаются в тех точках канализационной трассы, в которых заглубление трубы превышает экономически оправданный уровень. В каждой КНС устанавливаются два и более насоса, шкафы управления насосами и вспомогательными механизмами (при их наличии) – приточно-вытяжной вентиляцией, механическими граблями, дробилкой. Наиболее простой и широко распространённый алгоритм управления насосами состоит в автоматическом поддержании уровня стоков в приёмном резервуаре станции по сигналам соответствующих датчиков. Но, поскольку интенсивность поступления стоков существенно, в несколько раз, меняется в течение суток (в соответствии с интенсивностью водопотребления), возникает задача минимизации энергопотребления насосных агрегатов в условиях существующих ограничений (помпаж, кавитация, кпд). При этом должны быть приняты меры по защите электродвигателей насосов, предотвращению гидроударов и возникновению как избыточных давлений в отводящей трубе, так и переполнении приёмного резервуара. Разрабатываемое фирмой и внедряемое в эксплуатацию оборудование автоматического управления успешно решает указанные задачи, обеспечивая заметную (до 30%) экономию электроэнергии и улучшая условия труда обслуживающего персонала. Использование при разработке шкафов управления КНС (нижний уровень автоматизированной системы) встроенных контроллеров со стандартными интерфейсами позволяет при сравнительно небольших дополнительных затратах объединить их (с помощью любого из существующих каналов связи) в единую систему автоматизированного диспетчерского контроля и управления. При этом достигаются следующие цели: повышение точности, достоверности и оперативности получения информации о состоянии оборудования, объеме стоков, потреблении электроэнергии на объектах для принятия...
Ивкина Лидия · НТФ Микроникс · Вчера · Россия · Омская обл
Научно-техническая фирма Микроникс, ООО
Завод производит широкий спектр электротехнического оборудования: - силовые трансформаторы: сухие и масляные; - комплектные трансформаторные подстанции; - многоцелевые трансформаторы; - измерительные трансформаторы тока; - устройства катодной защиты подземных металлоконструкций.