В 2007-2008 гг. компанией "Поликом" была разработана и внедрена диспетчерская система контроля и управления Кибрайскими водозаборными сооружениями г.Ташкента, Узбекистан. Реализация проекта происходила в сотрудничестве с компанией LLC Ronberg Gruppe, США. Контроль осуществлял Международный банк реконструкции и развития "МБРР".
Кибрайские водозаборные сооружения (КВС) - это сооружения подземного водозабора, расположенные вдоль берегов реки Чирчик, входят в систему городского водоснабжения Ташкента (Узбекистан). Производительность Кибрайского водозабора составляет 455 тыс. м3 в сутки. В состав сооружений также входят две насосные станции 2-го подъема с резервуарами емкостью 10,0 тыс.м3. Общая площадь сооружений составляет около 1000 га.
Автоматизированная система предназначена для осуществления сбора и обработки информации о работе оборудования водозаборных сооружений: артезианских скважин, водонасосных станций, а также для централизованного управления объектами водоснабжения. Работы по реконструкции Кибрайских водозаборных сооружений начались в 2007 году и осуществлялись в рамках Международного Кредитного соглашения между между Хокимиятом г. Ташкента и Международным банком реконструкции и развития (МБРР). Согласно проекту реконструкции была произведена замена 62 скважинных насосов на новые насосы с установкой новых шкафов управления и систем автоматики, а также объединение локальных систем управления в единую систему автоматизированного диспетчерского контроля и управления. Замена оборудования с установкой новой системы автоматики обеспечила на Кибрайских водозаборных сооружениях экономию электроэнергии порядка 30 %. Специалистами нашей компании был выполнен весь комплекс работ от стадии обследования, проектирования до поставки оборудования и внедрения автоматизированной системы «под ключ».
На нашем производстве было изготовлено и поставлено 62 станции управления насосными агрегатами в павильоны артезианских скважин, коммуникационные шкафы системы диспетчеризации «Контур», оборудование связи, 3 автоматизированных рабочих места (АРМ-а) операторов, а также разработано программное обеспечение нижнего и верхнего уровня, проведено обучение специалистов.
Объектами автоматизации водозабора являлись 62 артезианские скважины, расположенные вдоль левого и правого берега реки Чирчик и водоводы насосных станций №1 и №2, расположенные также на территории Кибрайского водозабора.
Система имеет трехуровневую систему и предназначена для круглосуточной работы в режиме реального времени:
Нижний уровень. На данном уровне измерение параметров и управление оборудованием скважин осуществляется шкафами управления, устанавливаемыми в павильоны артезианских скважин. Логическое управление работой шкафа осуществляет контроллер (ПЛК). Контроллер собирает сигналы с оборудования павильона скважин путем последовательного опроса входных модулей, производит расчет и формирует таблицу текущих параметров для передачи их на верхний уровень АСУТП.
Средний уровень. Средний уровень системы диспетчеризации представлен устройством сбора и передачи данных (УСПД). УСПД представляет собой контроллер связи, который производит циклический опрос удаленно расположенных контроллеров управления, получает от них пакет данных и помещает его в собственную область памяти, соответствующую конкретному технологическому объекту управления. По окончании очередного цикла опроса УСПД формирует широковещательную рассылку состояния принятых данных и возобновляет цикл опроса. УСПД осуществляет опрос всех информационных каналов по всем объектам в пределах 2-х мин (согласно требованиям технического задания).
Верхний уровень. С уровня УСПД данные поступают на верхний уровень в центральную диспетчерскую водозабора (ЦДП), где функционирует система визуализации SCADA. Сервер опроса уровня SCADA в режиме реального времени опрашивает УСПД на предмет получения новых данных с объекта. Выбирает текущий пакет данных из УСПД, производит дешифрацию и заносит эти данные о внутренние регистры (теги), а также в базу данных. Данные отображаются на экранных формах системы визуализации и сохраняются на сервере базы данных. Архивы тревог записываются в базу данных постоянно. Глубина архива 1 год. Из ЦДП данные по беспроводной связи, в составе локальной сети, транслируются на компьютер в диспетчерскую №2, расположенную на другом берегу реки. Кроме того, по защищенному интернет-соединению данные периодически передаются из ЦДП Кибрайского водозабора в диспетчерскую Водоканала, расположенную в городе Ташкенте.
Нижний уровень системы диспетчеризации. Автоматизация артезианских скважин и насосных станций.
Нижний уровень системы представлен:
В скважинах с помощью погружных насосов производится подъем воды на поверхность и закачивание ее в систему водоснабжения. В павильоны скважин устанавливаются шкафы управления насосами артезианских скважин, которые осуществляют следующие функции:
Связь между объектами в пределах водозабора осуществляется по радиоканалу. Дистанционное управление объектами водозабора осуществляется из центрального диспетчерского пункта (ЦДП). Объектами управления являются электродвигатели насосных агрегатов скважин. Управление дискретного типа - "включить/выключить".
Шкаф управления насосом (ШУН) предназначен для управления и контроля состояния насосного агрегата, установленного в павильоне артезианской скважины, сбора данных с установленных в павильоне датчиков и передачи их в диспетчерскую по радиоканалу, обеспечение функции охраны павильона.
Шкаф состоит из:
ШУН обеспечивает выполнение следующих основных функций:
Контроль работы насоса:
Возможности:
Технические характеристики шкафа управления насосом артезианской скважины:
| Наименование | Значение параметра |
|---|---|
| Потребляемая мощность подключаемого электродвигателя насосного агрегата, кВт, не более | 18,5 |
| Напряжение питания ШУН от сети переменного трехфазного тока, В | 380 +10% -15% |
| Частота сети, Гц | 50 |
| Количество подключаемых насосных агрегатов, шт. | 1 |
| Степень защиты | 1 |
| Габаритные размеры ШУН (ВхШхГ), мм | 1 |
| Средний полный срок службы шкафа управления насосом | 1 |
Средний уровень представлен коммуникационным шкафом телеобработки информации (ШТИ, он же - шкаф УСПД), который предназначен для получения информации о текущем состоянии скважин и насосных станций второго подъема. В качестве устройства сбора и передачи данных используется программируемый логический контроллер. УСПД производит циклический опрос удаленно расположенных контроллеров управления, получает от них пакет данных и помещает его в область памяти, соответствующую данному технологическому объекту управления. Далее УСПД осуществляет передачу обработанных данных на /assets уровень (арм оператора), а с верхнего уровня передает управляющие сигналы на шкафы управления скважинами.
В состав шкафа входит следующее оборудование:
Контроллер считывает информацию о состоянии скважин и насосных станций, формирует информацию для передачи на АРМ оператора, предоставляет диспетчеру информацию о состоянии скважин и насосных станций. Связь между шкафом УСПД и шкафами, установленными на скважинах и насосных станциях осуществляется по радиоканалу. В шкафу УСПД размещена беспроводная точка доступа для осуществления связи с диспетчерской №2, расположенной на другом берегу реки. На графической панели, расположенной на дверце шкафа, отображается информация о текущем состоянии скважин и насосных станций.
Информация, которая выводится на экран графической панели шкафа ШТИ:
по скважинам:
по насосной станции -1:
по насосной станции -2:
В центральной диспетчерской водозабора функционирует сервер сбора данных системы АСДУ, на который возложены функции получения данных о состоянии оборудования, формирования базы данных, вывода информации на экран, сетевые функции для осуществления подключений других компьютеров и устройств.
Диспетчер (оператор) взаимодействует с системой контроля и управления водозаборными сооружениями посредством системы визуализации, или, SCADA системы, обеспечивающей операторский человеко-машинный интерфейс.
Программа визуализации устанавлена на компьютерах в диспетчерских левого и правого берега в пределах водозабора, при этом функции управления (включения/отключения насосного оборудования) доступны только из центральной диспетчерской, второе рабочее место подключается к серверу в режиме viewer (клиент).
Система визуализации обеспечивает контроль за технологическим процессом и состоянием технологических объектов управления, сигнализацию в случае получения тревоги и выходов параметров за уставки, просмотр архивов, ведение журналов событий.
Данные экраны являются одними из основных экранов программы, т.к. позволяет оператору получать наглядную информацию о состоянии объектов вцелом по сооружениям.
Экранная форма "Скважина" предоставляет оператору всю необходимую информацию о состоянии павильона артезианской скважины. На данном экране в табличной форме представлены данные о технологических параметрах:
В графической форме (в виде графиков) отображен расход и уровень воды в скважине.
В системе также предусмотрены графические экраны для отоборажения параметров электроснабжения, настроек телеизмерений, журнала аварий, качества связи, вывод различных графиков и проч.
На экранные формы выводятся:
Основное назначение экранов управления - это дистанционный запуск или останов насосных агрегатов непосредственно с рабочего места оператора.
В программе формируется сводный отчет по объектам сооружений с выводом данных:
