Automatisierung von Wasserversorgungssystemen: Anforderungen, Ausrüstung und Pläne

Was sind die Bestandteile des Automatisierungssystems der Wasserversorgung?

Die Sicherstellung einer ununterbrochenen Wasserversorgung wird durch eine ganze Reihe von Strukturen und Geräten gewährleistet, z. B. Wasserentnahmestellen, Pumpstationen und Filteranlagen, Rohrleitungen usw. Die Automatisierung von Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungssystemen ermöglicht es, die Arbeit der einzelnen Geräte und Anlagen zu koordinieren.

Anforderungen an automatische Wasserversorgungsanlagen

Die Prozessautomatisierung ist auf die kommenden Wasserversorgungssysteme anwendbar:

• Aufbereitungsanlagen;
• artesische Brunnen;
• Druckerhöhungsanlagen;
• Filterstationen;
• Station 1 und 2 Entnahmewerte.

Es muss berücksichtigt werden, dass der Prozess der Gewinnung, der Filtration und des Transports von Wasser mit verschiedenen chemischen, biologischen und physiologischen Reaktionen verbunden ist.

Die Automatisierung der Wasserversorgung wird unter Berücksichtigung der entsprechenden Ansprüche durchgeführt:

• Die Arbeitsintensität der Mitarbeiter der Anlagen muss sich täglich ändern, wobei die Bedürfnisse des Systems zu berücksichtigen sind.
• Wenn das 1. Gerät ausgeschaltet ist, müssen alle anderen Abteilungen im normalen Modus arbeiten.
• Die Eigenschaften des Primärwassers sind unbeständig.
• Die Arbeit erfolgt kontinuierlich und wirtschaftlich.
• Die Arbeitseinheiten werden an entfernten Punkten platziert und ihre Steuerung erfolgt getrennt vom Arbeitszentrum.
• Strenge Anforderungen an die Qualität des gelieferten Wassers an den Käufer.

Für den reibungslosen Betrieb des gesamten Systems und jeder Arbeitseinheit ist es notwendig, einen korrekten Plan zu erstellen und alle Elemente zu vervollständigen.

Die Vorrichtung des Automatisierungssystems

Um den Prozess der Wasserversorgung zu automatisieren, benötigen Sie die entsprechende Ausrüstung:

• Regler;
• Messwandler;
• Ausführungsmechanismen;
• Sensoren zur Messung des Flüssigkeitsverbrauchs;
• Eingangs- und Ausgangsblöcke.

Sensoren sind unerlässlich, um automatische Prozesse zu regeln und bei Problemen Informationen an den proletarischen Knoten weiterzuleiten.

Die Blöcke, d. h. die Module, wandeln die von den Sensoren erhaltenen Informationen in Ein- und Ausgänge um und leiten sie an die Steuerungen weiter.

Für die Übertragung von Informationen von der Peripherie zum Kontrollzentrum wird Folgendes verwendet:

• Satellitenverbindung;
• Funkkanäle;
• drahtloses Internet;
• Schalter;
• mobile Verbindung.

Ein weiteres obligatorisches Element des Geräts ist das Stellglied. Es muss ein Signal vom Steuergerät empfangen und in eine Aktion umwandeln. Das Schema des Stellantriebs für die automatische Wasserversorgung umfasst einen Motor, ein Relais, einen pneumatischen und einen hydraulischen Antrieb.

Entwurf von Automatisierungssystemen

Als Beispiel kann man ein Schema für die Automatisierung des Prozesses der Wasserentnahme und der Wasserbereitstellung aus Brunnen betrachten. Die Konstruktion muss die folgenden Bedingungen erfüllen:

• Der gesamte Prozess der Wasserversorgung von der Annahme bis zur Abgabe ist automatisiert.
• Von der Leitwarte aus müssen die Bediener die Wahrscheinlichkeit besitzen, dass sie die Eigenschaften der Pumpen ändern.
• Kontinuierliche Vorhersage der Anzahl und Eigenschaften der extrahierten Ressource, die Position der Ausrüstung ist auf den Zifferblättern wider.
• Alle Informationen werden in den Datenbanken der Steuerung archiviert.

Die Automatisierung der Wasserversorgung ist verpflichtet, eine ununterbrochene und störungsfreie Wasserversorgung aller Kunden zu gewährleisten, unabhängig von den Jahreszeiten, Wetterbedingungen usw.

Montage von Meilensteinen

In ländlichen Gebieten gibt es zum Zeitpunkt der Erstellung des Plans oft keine zentrale Wasserversorgung. Oder es gibt eine Artel-Leitung, der Druck ist schwach, die Käufer leiden oft unter dem Abstellen der Wasserversorgung, oder ihre Qualität entspricht nicht den allgemein anerkannten sanitären Standards. In der Regel ist die Lösung der Schwierigkeit eine – die Erkundung und Bohrung eines Brunnens, der die Gäste mit einer wichtigen Menge an Trinkwasser versorgt. Dieser Prozess ist arbeitsintensiv und finanziell aufwendig. Die Installationsgrenzen sind angemessen:

1. Brunnenbohrung un d-ausbau.
2. Anschaffung der richtig ausgewählten Pumpenanlage (Pumpstation oder Pumpe).
3. Installation der Ausrüstung.
4. Installation und Verbesserung der Rohrleitung.
5. Einbau eines Hydraulikspeichers.
6. Installation von Steuerungen.
7. Anschluss an das Stromnetz.

Der Brunnen muss mit einem Senkkasten veredelt werden. Dabei handelt es sich um eine Vertiefung im Boden in Form eines Rechtecks oder eines Zylinders. Die Tiefe der Grube beträgt in der Regel 2 Meter, ihre Wände sind mit Stahlbetonplatten ausgekleidet, die eng aneinander liegen. Der Senkkasten darf nicht mehr als 200 mm über dem Boden liegen. Er ist außerdem mit einer guten Abdichtung ausgestattet.

Das koordinierte und korrekte Funktionieren aller Elemente erhöht die Zuverlässigkeit und Effizienz des automatischen Wasserversorgungssystems, senkt die Kosten und lässt die endgültigen Eigenschaften des Leitungswassers normal.

Automatisierung von Wasserversorgungs- und Abwassersystemen

Das beliebteste richtige Aussehen von Wasserversorgungssystemen.

1. Haushalts- und Trinkwasserversorgung (Warmwasser und Kaltwasser). Der Zweck der häuslichen Trinkwasserversorgung ist die Befriedigung der Haushaltsbedürfnisse der Menschen, sowie sanitäre und hygienische Angelegenheiten. Ein besonderes Merkmal der Trinkwasserversorgung aus der Produktion ist die Bereitstellung von Wasser, das frei von schädlichen chemischen Verunreinigungen und pathogenen Mikroben ist. Es gibt 2 Arten: heißes und saures Wasser.

Die Haus- und Trinkwasserversorgung gilt als die schwierigste unter den Wasserversorgungssystemen, was die Automatisierung betrifft. Die größtmögliche Einsparung von Ressourcen wird durch die Steuerung des Warmwassersystems erreicht.

Im Normalfall besteht ein Warmwasserversorgungssystem aus einer Wassererwärmungsanlage und Rohrleitungen, die das Warmwasser zu den Zapfstellen leiten.

Haushaltswarmwassersysteme werden nach verschiedenen Symptomen unterschieden.

Je nach der Art der Wasserzufuhr für die Warmwasserversorgung gibt es:

• Geschlossene Systeme. Wasser aus thermischen Netzen wird nur als Energieelement verwendet. Die Wasserversorgung für die Warmwasserversorgung erfolgt über Wasser-Wasser-Wärmetauscher.
• offene Systeme. Das Wasser aus dem Wärmenetz wird für die Herstellung und Lieferung von Wasser an das Warmwasserversorgungssystem verwendet (z. B. wird es gemischt).

Je nach der Art der Wassererwärmung werden Warmwassersysteme unterschieden:

• Zentralisiert. Ein Warmwasserbereiter versorgt mindestens ein Zimmer und mehr Häuser innerhalb der Grenzen des ersten Viertels (Nachbarschaft) oder der Stadt. Diese Systeme werden in den meisten Mehrfamilienhäusern eingesetzt. Die Einspeisung des Warmwassers in die Wohnung und seine Verteilung erfolgt in der ITP.
• Dezentralisiert. Die Warmwasserbereitung erfolgt in der Nähe der Warmwasserbereitungsgeräte (z. B. in den Wohnungen oder in den Badezimmern) und wird von kleinen Wärmeerzeugern durchgeführt: Gasheizungen, elektronische Heizgeräte usw.

Je nach der Art der Temperaturerhaltung (Gewährleistung des Benutzerkomforts) haben Warmwassersysteme alle Möglichkeiten:

• Nicht-zirkulierende Systeme, die nur aus Versorgungsleitungen bestehen. Der größte Nachteil solcher Systeme ist die Abkühlung des Wassers in den Leitungen bei Verbrauchsunterbrechungen. Wenn der Verbraucher beispielsweise morgens einen Wasserhahn öffnet, erhält er Wasser mit einer niedrigeren Temperatur und beginnt, dieses Wasser in die Kanalisation abzuleiten, bevor sich das Wasser im Wasserhahn erwärmt hat. Systeme ohne Zirkulation sind am einfachsten aufgebaut und von den Anschaffungskosten her am günstigsten.
• Zirkulationssysteme. Bei diesen Systemen zirkuliert das heiße Wasser in den Leitungen kontinuierlich durch den Boiler oder Wärmetauscher. Bei Systemen mit Flächenheizungen wird die Zirkulation in der Regel durch Kreiselpumpen sichergestellt. In einigen Fällen kann die Zirkulation des Wassers in Warmwasserversorgungssystemen durch die Wirkung der Schwerkraft erfolgen.

2. Löschwasserversorgung. Sie wird als Teil des Brandschutzsystems angelegt und dient der Wasserversorgung des Feuerlöschsystems und der Außenhydranten.

3. Industrielle Wasserversorgung. Sie dient der Versorgung von Wasser, das in technologischen Prozessen verwendet wird.

4. Wasserversorgung für die Bewässerung. Es wird für die Bewässerung von Blumenbeeten und Grünflächen sowie für die Reinigung von Höfen, Gehwegen, Geräten und Böden verwendet.

Für fast alle Arten der Wasserversorgung gilt, dass die externe Wasserversorgung das Wasser durch die Leitungen des städtischen Verteilungsnetzes liefert, während die interne Wasserversorgung das Wasser im gesamten Gebäude (Objekt) liefert; die Grenze zwischen beiden ist der Wasserzähler.

Abwassersysteme sind:

Die interne Kanalisation. Ihre Aufgabe ist die Beseitigung von Abwässern, die bei der Verrichtung von Hausarbeiten oder als Folge menschlicher sanitärer und hygienischer Tätigkeiten anfallen.

Regenwasserkanalisation. Sie dient der Beseitigung von atmosphärischem Niederschlag.

Autonome Kanalisation. Sie ist für die Abwasserbehandlung “vor Ort” für die weitere Ableitung in Wasserreservoirs für wirtschaftliche Zwecke oder in den Boden bestimmt.

Automatisierung der Warmwasserversorgung

Wie bereits erwähnt, kann die Warmwasserversorgung sowohl zentral als auch dezentral erfolgen.

Bei lokalen Warmwasserversorgungssystemen wird das Wasser lokal erwärmt, in Gaswarmwasserbereitern ode r-säulen. Da jeder Warmwasserbereiter über ein eigenes Automatisierungssystem verfügt, ist es nicht sinnvoll, ein integriertes Automatisierungssystem zu entwickeln; es reicht aus, für eine gute Wärmedämmung der Rohrleitungen zu sorgen und (falls erforderlich) Daten über den Betrieb der Anlage an die Gebäudeleitzentrale zu melden.

Manchmal ist es ratsam, einen Elektrokessel in Abhängigkeit von der Anwesenheit von Personen im Gebäude zu steuern (Anzeigen von Bewegungsmeldern oder Zugangskontrollsystemen).

In zentralen Heizungs- oder Wasserversorgungssystemen werden alle technischen Anlagen automatisiert: Umwälzpumpen, Rohrleitungsarmaturen und Ventile, Ausrüstungen für Wärmetauscher und Heizkörper, Heizgeräte usw. Das Projekt zur Automatisierung der Warmwasserbereitung wird gemeinsam mit dem Projekt zur Automatisierung der ITP entwickelt.

Das Hauptziel der Automatisierung von Warmwassersystemen ist die Aufrechterhaltung eines bestimmten Drucks und einer bestimmten Temperatur im System; darüber hinaus erfüllt die Automatisierung von Warmwasserversorgungssystemen die folgenden Aufgaben

• Verbesserung der Zuverlässigkeit der Wärmeversorgung und der Warmwasserversorgung der Verbraucher;
• Verringerung der Abhängigkeit vom “Faktor Mensch”, Möglichkeit des Betriebs ohne die ständige Anwesenheit von Betriebspersonal
• Optimierung der Wärmeversorgung und des Verbrauchs, Senkung der Betriebskosten;
• Senkung der Kosten für elektrische Energie in den Pumpeneinheiten;
• Verlängerung der Lebensdauer und Erleichterung des Betriebs von Prozessanlagen;
• Kontrolle des Zustands der technologischen Ausrüstung und der technologischen Parameter;
• Operative Übermittlung von höflichen und Notfallinformationen an die Leitstelle.

Automatisierung der Frostwasserversorgung

Die Automatisierung von Frostwasserversorgungssystemen ist darauf ausgerichtet, einen konstanten Druck im System aufrechtzuerhalten, der nicht vom Eingangsdruck und den Wasserkosten abhängt. Diese Geräte sind mit Automatisierungsschilden wie Druckrelais, Trockenreglern, Manometern, Start- und Schutzpumpen von Pumpen, Stromversorgungseinheiten, Schwimmerschaltern usw. verbunden.

Durch die Automatisierung können in den HVS-Systemen die Wasserkosten gesenkt, die Ressourcen der Anlagen erhöht und die Betriebskosten gesenkt werden, außerdem werden die Stromkosten gesenkt und die Wahrscheinlichkeit von Notfällen verringert.

Automatisierung von Entwässerungssystemen (Kanalisation)

Bei der Automatisierung der Abwasserentsorgung geht es um die Überwachung einer relativ geringen Anzahl von Prozessen im Zusammenhang mit der Steuerung der Pumpen und der Befüllung von Sickergruben. In den meisten Fällen ist die Funktionsweise des Systems universell – beim Füllen der Grube, schließen Sie die Pumpe, mit der Unzugänglichkeit von Wasser in der Grube, schließen Sie die Pumpe. Zusätzlich werden Informationen über den Betrieb der Anlagen an den Dispatcher übermittelt. Die Hauptaufgaben des Automatisierungssystems des Abwassersystems:

• Steuerung im automatischen Modus und Spiegelung des Zustands (VCL-OKL-Avaria) der NCS-Motoren und Kläranlagen;
• Visualisierung der Ablesungen von Sensoren des Wasserwertes in Entwässerungsgruben;
• Die Möglichkeit der manuellen Blockierung einer separaten Pumpe während des technischen Dienstes oder im Automatikmodus im Falle eines Notfalls;
• Automatisches Einschalten der Pumpstation bei der Wiederherstellung der Versorgungsspannung oder der Versorgung der Abflüsse;
• Stufenweiser Start der Pumpen und Senkung der elektrischen und mechanischen Spitzenbelastung des Systems.

Ansätze zum Aufbau eines automatischen Systems

Für die Entwicklung von automatischen Systemen (AS) werden die entsprechenden Grundlagen geschaffen:

• Das Prinzip der Bildung ist die Wahrscheinlichkeit der Skalierung und Aktualisierung. Das AS wird unter Berücksichtigung der Fähigkeit zur Unveränderlichkeit seiner Funktionen und der Fähigkeit zur Erweiterung gebildet;
• Das Prinzip der Vergleichbarkeit soll das Zusammenwirken aller Arten von AS in einem einzigen Prozess mit ihrem gemeinsamen Funktionieren gewährleisten (für Wohnungs- und Kommunalbauobjekte garantiert dieses Prinzip ein System eines geistigen Gebäudes);
• Das Prinzip der Standardisierung und Vereinheitlichung impliziert, durch die Fähigkeit, die Verwendung von typischen, einheitlichen und standardisierten Schemata und die konstituierende Funktion des AC;
• Das Prinzip der Leistung besteht darin, ein gesundes Verhältnis zwischen den Ausgaben für die Schaffung eines WVS und dem finanziellen Effekt, der durch sein Funktionieren erzielt wird, zu erreichen.

Wirtschaftliche Entwicklung eines automatischen Wasserversorgungs- und Abwassersystems von Zeit zu Zeit aus den führenden Abschnitten der Planungsdokumentation. Bei fortgeschrittenen Wasserversorgungssystemen sind die angegebenen Fundamente in höchstem Maße zu beachten, das Wasserentsorgungssystem ist wesentlich einfacher, daher ist das Prinzip der Bildung bei ihrer Entwicklung oft nicht vorgesehen.

Planung von Automatisierungssystemen für die Wasserversorgung und Abwasserentsorgung

Die Technologie des Wasserversorgungssystems unterscheidet 2 Schritte der Wasseraufbereitung – im technologischen Prozess der Wasserversorgung kann man 2 Teilprozesse feststellen – Entnahme und Wasseraufbereitung, Verteilung und Zuführung. Darauf aufbauend liegt die Automatisierung der Wasserversorgung in:

• Automatisierung der Steuerung von Entnahmepumpstationen und der Wasseraufbereitung (Filter, Durchfluss, Verteilung über Steigleitungen usw.);
• Automatisierung der Wasserversorgung un d-verteilung in Teilen des Gebäudes.

Das Ziel des Managements beim Betrieb des automatischen Prozessleitsystems für die Wasserversorgung ist es, den Kunden eine garantierte und komfortable Wasserversorgung mit möglichst geringen Betriebskosten zu bieten.

Ein professionell ausgearbeiteter Systemplan für die Wasser- und Rinnenautomatisierung ermöglicht es dem Kunden, die Kontrolle über die Ausführung der Angelegenheiten zu jedem Zeitpunkt zu übernehmen, von der Installation bis zur Inbetriebnahme und Inbetriebnahme.

Kalt- und Warmwasser werden als komplexe Lebenserhaltungssysteme betrachtet, deren Entwicklung hydraulische Berechnungen, die Erstellung von axonometrischen Diagrammen, die Wahl des Standorts und der Leistung von Pumpen und Wassererwärmungsanlagen sowie die Entwicklung von Algorithmen für das Zusammenspiel der Komponentensysteme und deren Steuerung umfasst.

Die Automatisierung des W&C-Systems kann symbolisch in 3 große Teilsysteme zerlegt werden – die häusliche Trinkwasserversorgung, die Wasserzähleranlage und das System der Entwässerungsgruben.

Im Hinblick auf die Automatisierung sind Geräte zur Überwachung der Leistung der Haupt- und Reservepumpen, die Möglichkeit der Abschaltung von Geräten auf ein Signal der Brandbekämpfungssysteme, die Überwachung der Eigenschaften der Systeme und die Skizzierung der Arbeitsmethoden für die Betriebsarten vorgesehen. Der Plan wird unter Berücksichtigung des ITP-Plans erstellt.

Ein typischer Plan hat die Fähigkeit, Folgendes zu enthalten

• Allgemeine Daten;
• Strukturelle Diagramme, falls erforderlich;
• Aufgaben für die Systemprogrammierung;
• Funktionsdiagramme der Automatisierung für jedes der Teilsysteme, auf deren Grundlage die Automatisierungstafeln vorgesehen sind;
• Kommunikationsdiagramme für die Steuerungen des Automatisierungssystems;
• Schemata der externen Verbindungen für die Automatisierungstafeln;
• Kommunikationsschemata mit verwandten Automatisierungssystemen;
• Schematische elektronische Schaltungen von Automatisierungstafeln, Pumpenmotoren oder Ventilatoren;
• Schematische Darstellung der Stromversorgung von Automatisierungspanels;
• Lageplan für Geräte und Verkabelung von Automatisierungssystemen;
• Kabelmagazine;
• Verdrahtungsschemata;
• Ausrüstungs- und Verkabelungsspezifikationen.

Wirtschaftlicher Effekt durch die Einführung eines Automatisierungssystems

Der wirtschaftliche Effekt durch die Entwicklung von Automatisierungssystemen für die Wasserversorgung und die Kanalisation wird in erster Linie durch die Einsparung von Heizenergie, die schnelle Bestimmung von Wärmeverlusten und die Diagnose von Problemen bei der Entwässerung bestimmt. Die wichtigsten Einsparungspunkte:

• Senkung der Stromkosten für die Entnahme und den Transport von Wasser, die Luftzufuhr zu den Kläranlagen usw;
• Senkung der Kosten für Reparatur und Wartung der Ausrüstung;
• Senkung der Kosten für die Bergung von Notfällen aufgrund der schnellen Erkennung und der Verringerung der Anzahl von Unfällen;
• Verringerung der Anzahl des Servicepersonals.

Einführungs- und Betriebskosten

Wie die Praxis zeigt, steigen mit der Einführung der Automatisierung von Wasserversorgungssystemen die allgemeinen Produktionskosten aufgrund der Anschaffung und Wartung neuer Geräte in der Anlage von 11 auf 15 %.

Gleichzeitig sinken die Ressourcenkosten (Strom, Heizung usw.) um 4 %, die Reparaturkosten sinken von 25 auf 10 % und die Kosten für die Nutzung der Anlage von 50 auf 20 %.

Die Kosten für 1 Kubikmeter Wasser werden im Vergleich zum Zeitraum vor der Einführung der Automatisierung um 45 % gesenkt.

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