Автоматизация водозаборов, скважин и ПНС

Насос должен включаться по уровню и давлению, а не по тому, кто как повернул переключатель.

Шкафы с программируемым логическим контроллером, частотными преобразователями или устройствами плавного пуска и блоками защиты двигателей. Алгоритмы: поддержание давления в сети частотным регулированием ведущего насоса с подключением следующих по каскаду, наполнение резервуара по уровню с гистерезисом, чередование скважин по наработке, автоматический ввод резерва при аварии рабочего агрегата, защита по сухому ходу и по превышению тока. Плавный пуск снимает гидроудары в сети — на изношенных сетях это напрямую влияет на число порывов.

На питьевой воде к приборам добавляется требование, которого нет на стоках: контакт со средой должен быть допустим для питьевого водоснабжения.

Погружные датчики гидростатического давления для динамического уровня в скважине и уровня в резервуарах, ультразвуковые уровнемеры там, где контакт со средой нежелателен, электромагнитные и ультразвуковые расходомеры на выходе скважин и станций, преобразователи давления в сети, датчики затопления павильонов, концевики на дверях. Приборы, контактирующие с питьевой водой, подбираются в соответствующем исполнении. Существующие счётчики воды с импульсным или цифровым выходом подключаются напрямую, без замены.

Скважины стоят в стороне от станции, иногда за несколько километров. Связать их нужно надёжно и без траншей.

На компактной площадке скважины и станцию связываем проводной сетью или радиоканалом малого радиуса. Для разнесённых скважин применяем модемы GSM/GPRS/LTE. Важный частный случай — управление скважиной по уровню в удалённом резервуаре: команда на пуск формируется по данным с другого объекта, поэтому в контроллере обязательно закладывается безопасное поведение при потере связи, чтобы скважина не работала «вслепую» на переполнение и не останавливалась без причины.

Ключевой экран — не насос, а запас воды: сколько её в резервуарах и на сколько часов хватит при текущем разборе.

Мнемосхема водозаборного узла со скважинами, резервуарами, насосными группами и сетью, уровнями и давлениями на элементах схемы. Тренды уровня, давления и расхода, суточный профиль водопотребления, наработка каждого насоса, число пусков. Сводный баланс поднятой и поданной воды за период. При сети объектов — карта площадок с состоянием каждой, сводный журнал аварий и отчёты по объёмам для службы эксплуатации.

Пустой резервуар означает город без воды. Об этом нужно узнавать за часы, а не по факту.

Пороговые правила по уровню в резервуарах с предупредительным и аварийным порогами, по падению давления в сети, по сухому ходу и аварии насосов, по затоплению павильона, по пропаже питания. Каналы: SMS, электронная почта, Telegram, push-уведомления, эскалация по цепочке ответственных. Предупредительная сигнализация отдельно: устойчивое снижение динамического уровня в скважине или падение производительности насоса при неизменных условиях — это признаки заиливания скважины и износа агрегата, которые лучше планировать заранее.

Это ключевой вопрос при управлении по уровню в удалённом резервуаре, и он решается на этапе программирования. В контроллере закладывается безопасное поведение при потере связи: насос переходит на резервный алгоритм по локальным параметрам либо останавливается по заданной логике — в зависимости от того, что опаснее на конкретном узле, переполнение или прекращение подачи. Сам факт потери связи фиксируется как авария и уходит диспетчеру отдельным сообщением.

Конкретную цифру без обследования назвать нельзя — она зависит от того, как станция работает сейчас. Наибольший эффект получается там, где режим задаётся дросселированием, то есть насос работает на задвижку: избыточный напор в этом случае просто гасится. Если группа насосов уже регулируется по давлению, экономия от одной автоматизации будет небольшой, и ценность сместится в сторону контроля состояния скважин и стабильности давления в сети.

Да. Счётчики с импульсным выходом подключаются к дискретным входам контроллера, с цифровым интерфейсом — по RS-485. Менять приборы учёта ради телеметрии не нужно, если они исправны и поверены. Замена оправдана, когда у счётчика нет выхода вовсе либо когда его класс точности не позволяет свести баланс с нужной достоверностью.

По динамическому уровню и производительности. Если при том же режиме работы динамический уровень год от года снижается, а подача падает, это признаки заиливания фильтра скважины или износа насоса. На графике за сезон такая динамика видна отчётливо, поэтому промывку и ремонт можно поставить в план, а не проводить аварийно в период максимального водопотребления.

Длительная остановка не требуется. Шкафы собираются и программируются заранее, на площадке остаются монтаж, подключение и пусконаладка. Работы ведём поэтапно: по одной скважине или по одному насосу, сохраняя подачу остальными агрегатами. Врезка гильз под датчики и установка расходомеров планируются на согласованные технологические окна.

Да, и для водоканала это обычно и есть цель. Все объекты сводятся на одну карту площадок с общим журналом аварий и едиными правилами эскалации, поэтому диспетчер видит цепочку от скважины до выпуска в одном интерфейсе. Технически это тот же контур: разные типы объектов отличаются набором сигналов и алгоритмами, но верхний уровень, каналы связи и регламент реакции у них общие.