Решение по распределённой IoT-модернизации малых станций водоподготовки на компактных терминалах EC60
Back to Solutions
Промышленная автоматизация

Решение по распределённой IoT-модернизации малых станций водоподготовки на компактных терминалах EC60

Решение проблем малых поселковых станций водоподготовки - разбросанные по отдельным зданиям водозабор, реагентное хозяйство, фильтры, резервуар чистой воды и подающая насосная без постоянного персонала, запаздывающие ручные показания, незамечаемые ночные аномалии и отсутствие проводной связи: компактный контрольно-измерительный терминал EC60 собирает данные электромагнитных расходомеров, уровнемеров и анализаторов остаточного хлора по Modbus RS485 и беспроводным каналом GPRS/GSM SMS передаёт их на платформу мониторинга, соответствует протоколу передачи данных мониторинга водных ресурсов SZY206-2016, потребляет менее 1 Вт при питании 9-16 В DC, обеспечивает удалённый просмотр и управление с телефона и ПК - низкозатратная распределённая сеть для перевода малых станций с ручных обходов на онлайн-мониторинг IoT.

Overview

Кратко

Решение проблем малых поселковых станций водоподготовки - разбросанные по отдельным зданиям водозабор, реагентное хозяйство, фильтры, резервуар чистой воды и подающая насосная без постоянного персонала, запаздывающие ручные показания, незамечаемые ночные аномалии и отсутствие проводной связи: компактный контрольно-измерительный терминал EC60 собирает данные электромагнитных расходомеров, уровнемеров и анализаторов остаточного хлора по Modbus RS485 и беспроводным каналом GPRS/GSM SMS передаёт их на платформу мониторинга, соответствует протоколу передачи данных мониторинга водных ресурсов SZY206-2016, потребляет менее 1 Вт при питании 9-16 В DC, обеспечивает удалённый просмотр и управление с телефона и ПК - низкозатратная распределённая сеть для перевода малых станций с ручных обходов на онлайн-мониторинг IoT.

Key Advantages

Единый блок сбора данных и беспроводной связи: многоканальный сбор по Modbus RS485 в сочетании с каналом GPRS/GSM SMS - расход, уровень, давление и качество воды собираются на месте и передаются беспроводным путём без инфраструктуры связи
Соответствие протоколу SZY206-2016: типовые испытания по протоколу передачи данных мониторинга водных ресурсов, прямая совместимость с платформами мониторинга - преобразование протоколов для интеграции с уездными и городскими платформами не требуется
Сверхнизкое потребление и широкий диапазон питания: мощность менее 1 Вт и вход 9-16 В DC позволяют питаться от щитов постоянного тока, аккумуляторных батарей или солнечных систем - подходит для удалённых точек без стабильной сети
Промышленная надёжность и взрывозащита: рабочий диапазон -5…+75 °C, взрывозащита T6 и наработка на отказ не менее 50 000 ч для многолетней работы без персонала во влажной коррозионной среде станции
Двустороннее удалённое управление с телефона и ПК: операторы видят данные реального времени, исторические кривые и журнал тревог в любом месте, удалённо запрашивают и задают параметры терминала и получают мгновенные SMS-уведомления
Релейные выходы для блокировок: релейные выходы управляют дозирующими и водяными насосами и задвижками; вместе с пороговыми стратегиями платформы замыкается контур управления уровнем, перекачкой и дозированием

Challenges

  • Разбросанные необслуживаемые точки: водозаборная скважина, реагентная, фильтры, резервуар чистой воды и подающая насосная находятся в разных зданиях; ручные обходы раз в смену запаздывают на часы, а ночи и праздники - полная слепая зона
  • Аномалии обнаруживаются после повреждений: сухой ход дозирующих насосов, перелив резервуара и потеря напора не имеют сигнализации реального времени - повреждение оборудования, потеря воды или перерыв снабжения обнаруживаются постфактум
  • Нет проводной инфраструктуры связи: на малых поселковых станциях не проложено оптоволокно, а проводная SCADA требует земляных работ и кабелей - высокие затраты, долгие сроки и сложное согласование
  • Смешанные марки и протоколы приборов: расходомеры, уровнемеры и анализаторы качества от разных производителей имеют разные выходы и протоколы, данные нельзя собирать единообразно - возникают информационные изоляторы
  • Нехватка персонала и компетенций: поселковые станции обслуживают один-два оператора или никто, специалистов по автоматизации нет, поэтому модернизация должна быть необслуживаемой, простой в освоении и удалённо диагностируемой

Results

  • Все пять технологических звеньев контролируются онлайн круглосуточно с обновлением в секундном масштабе вместо ручных записей раз в смену; ночные и праздничные слепые зоны устранены, состояние станции видно в любое время с телефона или ПК
  • Превышения верхнего/нижнего уровня, потеря напора и выход остаточного хлора/мутности за границы мгновенно формируют SMS и push-тревоги - вместо обнаружения постфактум реакция занимает минуты; сухой ход дозирующих насосов и переливы практически исключены
  • Беспроводная сеть GPRS/GSM не требует земляных работ и кабелей: каждая точка модернизируется за 1-2 дня вместо недель, общие затраты резко ниже проводной SCADA - подходит для ограниченных бюджетов поселковых станций
  • Modbus RS485 унифицирует сбор данных приборов разных марок и передачу по SZY206-2016, устраняя информационные изоляторы; данные напрямую поступают на платформы мониторинга водных ресурсов уездного уровня и выше
  • Мощность EC60 менее 1 Вт, наработка на отказ не менее 50 000 ч и взрывозащита T6 обеспечивают длительную работу без обслуживания; удалённая настройка и диагностика сокращают выезды - всю сеть мониторинга станции обслуживают один-два человека

Подробности решения

Проблема малых станций водоподготовки: ручной режим и «слепые зоны»

Малые поселковые станции водоподготовки и схемы централизованного сельского водоснабжения до сих пор работают преимущественно в ручном режиме: водозабор, реагентное хозяйство, фильтрация, аккумулирование чистой воды и подающая насосная разнесены по разным зданиям, и оператор каждый обход пешком фиксирует вручную расход, уровень и показатели качества воды. Данные запаздывают на часы, а ночные и праздничные периоды — полная слепая зона. Сухой ход дозирующих насосов, перелив резервуара чистой воды и потеря напора в подающей сети обнаруживаются только постфактум. На большинстве малых станций не проложен волоконно-оптический кабель, а модернизация по проводной SCADA дорога и длительна в строительстве, поэтому IoT-модернизация долго оставалась лишь на бумаге.

Распределённая IoT-модернизация на терминалах EC60: архитектура решения

Данное решение строит распределённую беспроводную сеть мониторинга на компактных контрольно-измерительных терминалах EC60: в каждом технологическом звене устанавливается свой EC60, который по шинам Modbus RS485 собирает данные электромагнитных расходомеров, ультразвуковых уровнемеров, преобразователей давления и анализаторов хлора/мутности и беспроводным каналом GPRS или GSM SMS передаёт их на облачную платформу мониторинга — без земляных работ и прокладки линий связи. EC60 соответствует протоколу передачи данных мониторинга водных ресурсов SZY206-2016 и прошёл типовые испытания, поэтому форматы данных напрямую совместимы с платформами мониторинга водных ресурсов уездного уровня и выше. Потребляемая мощность менее 1 Вт, питание 9-16 В DC позволяет подключаться к щиту постоянного тока станции или солнечной системе энергоснабжения; взрывозащита T6 и наработка на отказ не менее 50 000 часов обеспечивают многолетнюю работу без персонала во влажной среде станции. Операторы видят данные реального времени и исторические кривые каждой точки с телефона или ПК; платформа контролирует пороги верхнего/нижнего уровня, потери напора и остаточного хлора и мгновенно рассылает SMS и push-уведомления, а релейные выходы напрямую блокируют дозирующие и водяные насосы — переводя малые станции с ручных обходов на распределённый онлайн-мониторинг IoT с минимальными затратами.

Ключевые преимущества терминала EC60 для водоподготовки

  • Единый блок сбора данных и беспроводной связи: многоканальный сбор по Modbus RS485 в сочетании с каналом GPRS/GSM SMS — расход, уровень, давление и качество воды собираются на месте и передаются беспроводным путём без инфраструктуры связи
  • Соответствие протоколу SZY206-2016: типовые испытания по протоколу передачи данных мониторинга водных ресурсов, прямая совместимость с платформами мониторинга — преобразование протоколов для интеграции с уездными и городскими платформами не требуется
  • Сверхнизкое потребление и широкий диапазон питания: мощность менее 1 Вт и вход 9-16 В DC позволяют питаться от щитов постоянного тока, аккумуляторных батарей или солнечных систем — подходит для удалённых точек без стабильной сети
  • Промышленная надёжность и взрывозащита: рабочий диапазон -5…+75 °C, взрывозащита T6 и наработка на отказ не менее 50 000 ч для многолетней работы без персонала во влажной коррозионной среде станции
  • Двустороннее удалённое управление с телефона и ПК: операторы видят данные реального времени, исторические кривые и журнал тревог в любом месте, удалённо запрашивают и задают параметры терминала и получают мгновенные SMS-уведомления
  • Релейные выходы для блокировок: релейные выходы управляют дозирующими и водяными насосами и задвижками; вместе с пороговыми стратегиями платформы замыкается контур управления уровнем, перекачкой и дозированием

Технические параметры EC60

Modbus RS485

Многоканальный сбор данных

GPRS / GSM SMS

Беспроводная передача

SZY206-2016

Протокол мониторинга водных ресурсов

< 1 Вт

Потребляемая мощность

9–16 В DC

Диапазон питания

T6

Взрывозащита

-5…+75 °C

Рабочий диапазон температур

≥ 50 000 ч

Наработка на отказ

Релейные выходы

Блокировка насосов и задвижек

Сценарии применения распределённого IoT-мониторинга

Решение ориентировано на малые поселковые станции водоподготовки и схемы сельского централизованного водоснабжения, где отсутствует волоконно-оптическая инфраструктура и экономически нецелесообразна прокладка проводной SCADA. Каждый терминал EC60 устанавливается непосредственно в технологическом звене — на водозаборе, в реагентном хозяйстве, на фильтрации, в резервуаре чистой воды и в подающей насосной — и объединяет локальные датчики в единую распределённую сеть мониторинга.

Операторы получают данные реального времени и исторические кривые с телефона или ПК, платформа контролирует пороги верхнего и нижнего уровня, потери напора и остаточного хлора, мгновенно рассылает SMS и push-уведомления, а релейные выходы напрямую блокируют дозирующие и водяные насосы. Таким образом малые станции переходят с ручных обходов на распределённый онлайн-мониторинг IoT с минимальными затратами — без земляных работ и прокладки линий связи.

? 参考来源

  • Протокол передачи данных мониторинга водных ресурсов SZY206-2016
  • Технические характеристики контрольно-измерительного терминала EC60
  • Материалы по распределённым системам IoT-мониторинга водоподготовки

Approach

Как мы внедряем интеллектуальные решения пошагово.

01

Обследование технологии и точек станции

Описать состояние приборов на водозаборе, в реагентной, на фильтрах, в резервуаре чистой воды и подающей насосной (марки, типы выходов, протоколы), условия энергоснабжения и уровень сигнала GPRS; определить точки установки EC60, распределение каналов сбора и требования блокировок, сформировать перечень точек модернизации.

02

Подключение приборов и построение шины

Для старых приборов без интерфейса связи добавить модули преобразования Modbus или заменить их на интеллектуальные; подключить приборы каждой точки к местной шине RS485 EC60, спланировав адреса ведомых устройств и карту регистров для единого формата сбора данных.

03

Монтаж EC60 и наладка связи

Установить EC60 в приборных ящиках или шкафах управления, подключить питание 9-16 В DC и антенны, настроить GPRS APN или SMS-канал и параметры подключения к платформе, задать периодичность передачи и доотправку данных по SZY206-2016, поточно сверить передаваемые данные с показаниями приборов на месте.

04

Настройка платформы и ввод блокировок

Постро мнемоформу станции на облачной платформе мониторинга, настроить пороги верхнего/нижнего уровня, потери напора и остаточного хлора/мутности со списками получателей SMS/push, определить стратегии блокировок дозирующих и водяных насосов; после двухнедельной опытной эксплуатации, подтвердившей точность тревог и надёжность блокировок, ввести систему в эксплуатацию.

05

Эксплуатация и постоянная оптимизация

Вести учёт доступности терминалов и полноты данных, устранять сбои связи средствами удалённой диагностики, ежеквартально осматривать питание, антенны и клеммы; на основе исторических данных оптимизировать периодичность передачи, пороги тревог и стратегии блокировок насосов, постепенно расширяя сеть на насосные вторичного водоснабжения и концевые точки распределительной сети.

Collaboration

Готовы оптимизировать бизнес?

Свяжитесь с нами — наша команда предложит решения под ваши задачи.

Связаться