Решение разработано для проекта модернизации системы водоснабжения ГОКа, а также в ответ на участившиеся запросы клиентов на автоматизацию и телеметрию водозаборных скважин.
Спрос на такие решения связан с положениями законодательства в области недропользования, указывающими на необходимость оценки максимальной производительности скважин.
Предлагаемая система позволяет производить непрерывное уточнение дебита скважин и обеспечивать забор и подачу воды в автоматическом режиме с оптимальным распределением расхода между источниками, принимая при этом в расчет ресурсы насосного оборудования. Насосные станции и другие объекты водоснабжения (накопительные емкости и водонапорные башни) объединены в сеть передачи данных с использованием беспроводных каналов связи.
В целом, данное решение актуально для предприятий горнодобывающей, сельскохозяйственной и других отраслей, которые часто удалены от централизованных коммуникаций и в качестве источников водоснабжения используют скважины.
В представленной распределенной системе мы постарались осуществить оптимальный подбор компонентов по соотношению «цена/качество», поскольку понимаем, что цена на компоненты играет большую роль, когда речь идет о десяти и более точек контроля.
Трехуровневая модель автоматизации
Система построена по трехуровневой модели автоматизации:
- «Верхний» уровень АРМ оператора со SCADA-системой
- «Средний» уровень Шкаф управления
- «Нижний» уровень Преобразователи уровня, расходомеры
Наиболее трудоемкая часть общей задачи решается на «среднем уровне», в «сердце» которого — шкаф управления и телеметрии скважины, а также шкаф управления насосной станцией второго подъема.
Шкаф управления, его задачи:
обработка сигналов с датчиков и управление насосным оборудованием и запорной арматурой в автоматическом, ручном, дистанционном и местном режимах;
- учет моторесурса насосов;
- ведение журнала всех событий;
- обеспечение противоаварийной защиты;
- контроль параметров питающего напряжения;
- расчет текущего дебита скважины;
- местная индикация основных параметров работы.
В основе шкафа управления — программируемый логический контроллер ORBIT MERRET OMC8000.
«На борту» ПЛК есть всё необходимое:
- универсальные входы для аналоговых и дискретных сигналов;
- интерфейсы RS485 и Ethernet для связи с сетями нижестоящего и вышестоящего уровней;
- цветной TFT дисплей, позволяет выводить данные, не применяя дополнительных показывающих приборов;
- слот для карты памяти SD объемом до 32Гб и файловая система ПЛК для сохранения больших объемов данных.
Наряду с основным модулем ПЛК в системе использован модуль расширения ORBIT MERRET OMC8000-3PWR, который обеспечивает:
- контроль перекоса фаз;
- контроль тока, напряжение, частоты;
- расчет коэффициента мощности.
Связь ПЛК с вышестоящими системами осуществляется по интерфейсу Ethernet, в том числе с использованием беспроводных каналов передачи данных, таких как Wi-Fi в составе локальной или публичной сети сотовой связи GSM.
Универсальные входы контроллера снимают ограничения в выборе датчиков для полевого уровня. В данном случае проектом предусмотрены:
- счетчик/расходомер с интерфейсом RS 485;
- преобразователи давления и уровня с выходом 4...20 мА;
- кондуктометрический датчик сухого хода.
APM оператора. Возможности SCADA-системы
«Мозг» системы — ее верхний уровень — АРМ оператора со SCADA-системой. SCADA-система, работая в режиме web-сервера, позволяет получить доступ к интерфейсу не только на рабочем месте оператора, но и с любого ПК через интернет-браузер. SCADA разработана в среде PROMOTIK (Чехия).
Возможности SCADA-системы:
- дистанционное управление скважинным оборудованием;
- мониторинг параметров скважины, насосных станций и резервуаров;
- анализ потребления воды и формирование запросов по расходу воды для каждого источника;
- ведение журнала замеров;
- ведение объединенной базы данных;
- интеграция с 1С ERP.
ПО SCADA в режиме «web-сервер» позволяет получить доступ к интерфейсу не только на рабочем месте оператора, но и с любого удаленного ПК с использованием обычного интернет-браузера.
Система может быть дополнена датчиками температуры и химического состава воды, что позволяет возложить на нее, в том числе, удаленный контроль мониторинговых скважин.
 |  |
| Рис 1. Ситуационный план и таблица распределения объемов воды | Рис 2. Интерфейс мониторинга и управления скважиной |
 |  |
| Рис 3. Паспорт скважины, хранимый в памяти каждого контроллера скважины | Рис 4. Накопительный резервуар и насосная станция 2-го подъема |
Таким образом, разработанный компанией проект автоматизации водозаборных скважин и водоводов, позволил предприятию:
- защитить насосное оборудование;
- оптимально использовать моторесурс;
- измерять дебит и оптимизировать циклы откачки, продлевая срок службы скважины и интервал между ремонтами;
- обеспечивать водоснабжение, исходя из анализа потребностей.
