История развития любого города тесно переплетена с водой. По воде в древние города доставляли грузы, вода использовалась для приготовления пищи и питья, а также для гигиенических процедур. Увеличение численности населения в городе вело к повышению потребления воды и расширению существующих систем водоснабжения и водоотведения. Истощение водных запасов прекращало развитие города и двигало население на поиски новых земель.
Климатические изменения на нашей планете также оказывают влияние на системы водоснабжения. Увеличение среднегодовой температуры ведет к повышению водопотребления и к обмелению источников водоснабжения.
Таким образом, для устойчивого развития городов необходимо постоянно развивать городскую инфраструктуру водоснабжения и вкладывать значительные денежные средства. Очевидно, что кроме экстенсивного увеличения производительности систем водоснабжения необходимо искать и другие пути решения проблемы: снижать потери воды, увеличивать качество очистки сточных вод и другие.
Наглядным примером может служить Токио. В 1945 году в городе потери воды составляли около 80%. В 1956 году потери снизились до 20%, а к 2010 году в Токио сумели существенно снизить потери воды до 2,7%. Такие впечатляющие результаты были достигнуты как за счет замены старых изношенных труб, так и за счет внедрения современных систем автоматизации на всех участках водоснабжения.
Японской компанией Mitsubishi Electric вместе с партнерами реализовано большое количество проектов автоматизации предприятий водоснабжения в России и странах СНГ. Несмотря на простоту решений, оборудование Mitsubishi Electric решает достаточно сложные задачи и работает в непростых условиях внешней среды. Секреты достаточно просты.
При автоматизации предприятия водоснабжения одинаково важную роль играют качество и надежность оборудования автоматизации, принципы построения системы автоматизации, а также прикладное программное обеспечение. Использование высоконадежного и дорогостоящего оборудования автоматизации при слабой проработке решения ведет к неэффективной работе оборудования, а иногда и к авариям. И наоборот, глубокая оптимизация процессов водоснабжения и водоотведения, выполненная на базе некачественной и ненадежной автоматики ведет к простоям оборудования и дополнительным затратам заказчика. Широко распространено мнение, что, располагая недорогой автоматикой, имеет смысл держать 100%-ный комплект запасного оборудования и в случае необходимости произвести быструю замену.
Данный подход, возможно, и хорош для дискретных процессов, когда есть возможность полностью остановить производство и произвести замену. Но он неприемлем для непрерывных процессов, к которым можно отнести и процессы водоснабжения и водоотведения, поскольку выход из строя автоматики может произойти в самый неподходящий момент и привести к фатальным последствиям.
В основе решения автоматизации предприятия водоснабжения, разработанного специалистами фирмы «Техникон» (официальный дистрибьютор Mitsubishi Electric в Республике Беларусь), лежат следующие общие принципы, которые выделяют эти решения среди других систем автоматизации:
- применение высоконадежного оборудования автоматизации Mitsubishi Electric;
- возможность поэтапной модернизации автоматики предприятия водоснабжения;
- передача данных без потерь информации;
- автоматизация вместо диспетчеризации.
Секрет производства высоконадежного оборудования тесно связан с философией компании Mitsubishi Electric. Компания Mitsubishi Electric основана в 1921 г. в Японии и входит в семейство компаний Mitsubishi. Компания разрабатывает и выпускает серийно широкий спектр электротехнического оборудования, в том числе силовые полупроводниковые приборы, частотно-регулируемый привод и оборудование промышленной автоматизации. За все время работы компании накоплен уникальный опыт, отработаны различные решения и установлены тесные связи с партнерами и заказчиками Mitsubishi Electric. Традиционное японское качество, высокий уровень ответственности перед обществом помогают компании динамично развиваться даже в условиях мирового кризиса и стагнации мировой экономики.
Применение оборудования автоматизации Mitsubishi Electric позволяет интегрировать разнородное оборудование при помощи стандартных и нестандартных протоколов обмена информацией. Нестандартные протоколы обмена информацией реализуются специальными перепрограммируемыми модулями, позволяющими побитно управлять потоком данных по различным физическим интерфейсам. Это дает возможность нашим заказчикам проводить поэтапную автоматизацию, используя существующее оборудование, что экономит деньги и время Заказчиков.
Фирма «Техникон» выпускает стандартизированный набор станций управления насосами на базе оборудования Mitsubishi Electric, что позволяет сократить время проектирования систем, сборки оборудования, наладки и сдачу в эксплуатацию решений.
Возможность поэтапной реализации проекта — достаточно важная опция для наших заказчиков. На любом этапе заказчик имеет возможность выбора, отказа от решения или замены оборудования на другого производителя. Тем самым заказчик избегает риска получить зависимость от одного производителя оборудования и поставщика решения.
Секрет передачи данных без потерь в решении фирмы «Техникон» кроется в реализации протокола МЭК 60870-5-104 в составе системы автоматизации. Система водоснабжения современного города распределена на большой площади, и объединить оборудование автоматизации в единую систему достаточно непросто. Традиционные решения на базе витой пары или оптических линий связи стоят очень дорого. Специалистами фирмы «Техникон» было разработано альтернативное решение для связи подсистем посредством GPRS/GSM каналов.
Однако, данное решение имеет свои недостатки — прерывание каналов и, как следствие, невозможность получения непрерывных данных о режимах работы удаленного оборудования. Использовать полученные «рваные» графики (иногда теряется до 30% информации) для принятия решения достаточно рискованно. Для решения данной проблемы специалистами фирмы «Техникон» были подготовлены специальные алгоритмы приема/передачи информации, а также был реализован международный протокол передачи информации МЭК 60870-5-104 на оборудовании Mitsubishi Electric. В результате появилось надежное решение по диспетчеризации удаленных объектов на недорогих контроллерах серии ALPHA и FX-серии. В случае обрыва связи информация с метками времени накапливается в буфере контроллера и при возобновлении связи передается вновь.
При автоматизации предприятий водоснабжения специалисты фирмы «Техникон» сумели снизить технологические потери за счет оптимизации режимов работы технологического оборудования. В автоматическом или полуавтоматическом режиме управления процессами водоснабжения и водоотведения АСУТП предприятия получает информацию о состоянии оборудования и режимах его работы в реальном времени, обрабатывает полученную информацию по заранее описанным математическим моделям и выдает управляющие команды и/или подсказки оператору в темпе протекания процесса. При этом в расчет принимаются все текущие параметры работы оборудования, режимные ограничения, реальное состояние оборудования, топология сетей и многое другое. В итоге, например, на Минском водоканале удалось снизить технологические потери (за счет оптимизации работы оборудования) на 21%.
Система автоматизации может функционировать в полностью автоматическом режиме, что позволяет обходиться без оперативного персонала, например в ночное время. В аварийных ситуациях предусмотрена возможность передачи аварийных сообщений при помощи SMS, оповещений по электронной почте либо по сети Интернет на удаленные рабочие места пользователей.
Опыт компании «Техникон» показал, как, используя высококачественное оборудование автоматизации Mitsubishi Electric, можно построить простые и надежные системы автоматизации, эффективно использовать уже имеющееся оборудование, передавать данные без потерь информации и перейти на полностью автоматические режимы работы оборудования водоснабжения в современном городе.
Салават ХАНГАРАЕВ
ЗАО «Мицубиси Электрик Юроп Б.В.»
Россия, 115054, г. Москва,
Космодамианская наб., д. 52, стр. 3, этаж 8
Тел.: +7 (495) 721-20-70, факс: +7 (495) 721-20-71
E-mail: automation@mer.mee.com
www.mitsubishi-automation.ru
Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», № 3 (51), 2013
