Chmura
Funkcjonowanie
W SPMSYSTEM zarządzanie eksploatacją pomp i ujęć głębinowych prowadzone jest z posiadanego poziomu oprogramowania SoftSPM, które skonfigurowane jest w ten sposób by już na etapie pierwszego wglądu na pracę systemu, a więc na mapie zbiorczej, można było odczytać wyniki ocen pracy obiektów oraz ich aktualny stan eksploatacji. Zadanie to realizowane jest w ten sposób, że lokalizacja studni przedstawiana jest w postaci tzw. „łezki”, której kolor zabarwienia otoczki wskazuje na stan pracy studni – kolor zielony oznacza pracę pompy głębinowej, kolor czerwony oznacza wyłączenie pracy agregatu pompowego.
Stan załączenia pompy głębinowej potwierdzany jest też napisem ON lub OFF. Dodatkowo wewnętrzny kolor okręgu w otoczce wskazuje na wynik oceny energochłonności pracy układu pompowego pompy głębinowej z odniesieniem wg zasady:
» kolor zielony oznacza eksploatację optymalną,
» kolor żółty wskazuje na pracę w obszarze granicznym,
» kolor czerwony oznacza eksploatację nie opłacalną.
Dla odzwierciedlenia tryby sterowania pracą studni we wnętrzu okręgu zamieszczona jest litera A – dla pracy w systemie automatycznym lub R – dla pracy ze sterowaniem ręcznym.
Na mapie pokazano również umiejscowienie zbiorników. Podobnie jak dla studni położenie zbiorników zaznaczone jest również w postaci „łezki” z tym, że otoczka jest koloru niebieskiego. Kolor wewnętrznego okręgu wskazuje na aktualny stan napełnienia zbiornika z podziałem na:
» kolor zielony oznacza optymalne wypełnienie zbiornika,
» kolor żółty wskazuje wartość położenia poziomu wody w obszarze granicznym,
» kolor czerwony oznacza alarmowe położenie wody w zbiorniku.
Dodatkowo dla szybkiej analizy pod „łezką” studni w prostokącie o kolorze stanu pracy pompy, podana jest aktualna wartość wydajności pompy natomiast tuż nad nim godzina wykonanego pomiaru. Dla zbiornika w ten sam sposób podana jest wartość położenia zwierciadła wody.
Użytkownik praktycznie po pierwszym spojrzeniu na mapę rozmieszczenia obiektów szybko orientuje się o stanie eksploatacji systemu. W przypadku zaistnienia stanów alarmowych zarówno w pracy pomp jak i zbiorników, na mapie zamieszczane są odpowiednie oznaczenia i opisy w kolorze czerwonym. Dla ilustracji poziomów wartości zasięgów sieci GSM w punktach lokalizacji obiektów, wizualizowane są odpowiednie wskazania odzwierciedlające te wartości.
Po kliknięciu w zaznaczony obiekt – studnię użytkownik „ wchodzi” w głębszą warstwę analiz pracy odzwierciedlającą wyniki pracy modeli matematycznych oceniających bieżącą eksploatację układu pompowego studni .
Wizualizacja wyników przeprowadzonych analiz w modelach matematycznych ocen eksploatacji układu pompowego odwzorowana jest w centralnej i dolnej części ekranu. Oceny przeprowadzane są komputerowo na podstawie bieżących wartości parametrów hydraulicznych i elektrycznych przekazanych do oprogramowania SoftSPM z oprzyrządowania i opomiarowania SPM.
Modele matematyczne ocen uwzględniają:
» lokalizację punktu pracy pompy głębinowej w wyznaczonym wcześniej przedziale optymalnej eksploatacji,
» bieżące odkształcenie charakterystyki H=f(Q) eksploatowanej pompy w układzie pompowym wraz z diagnostyką szczelności rurociągu tłocznego,
» wartość aktualnego stopnia zdławienia przepływu w armaturze układu pompowego,
» wartość dokładnie wyznaczonych strat liniowych w rurociągu tłocznym pompy,
» bieżący poziom energochłonności układu pompowego.
W oparciu o zakodowane w modelach matematycznych kryteria ocen uwzględniające systemowe, wzajemne uzależnienia parametryczne i ich niektóre czasowo zmienne przebiegi, program ocen zestawia wyniki dla poszczególnych, bieżących zestawów pomiarów z obiektów. Wyniki przedstawione są w formie tekstowej i graficznej. Kolory tła tekstów ocen świadczą o ich zakresach z zachowaniem zasady:
» kolor zielony oznacza eksploatację optymalną,
» kolor żółty wskazuje na pracę w obszarze granicznym,
» kolor czerwony oznacza eksploatację nie opłacalną.
Na zdjęciu pokazano przykładowe oceny układu pompowego.
Wyraźnie widać zakres zmian w układzie pompowym łącznie z tzw. paskiem jego energochłonności. Na schemacie pokazano wizualizację graficzną, odwzorowującą kolorystycznie miejsca oceny na schemacie budowy układu pompowego. Kolor rurociągu tłocznego oraz przepustnicy wskazuje na wynik oceny dla tych elementów układu. Na schemacie tym pokazano też wartość bieżącej wydajności pompy oraz aktualne położenie zwierciadła wody w studni. Ocena stopnia odkształcenia charakterystyki H=f(Q) wizualizowana jest kolorem zaznaczonego punktu pracy pompy na tej właśnie charakterystyce. Podobnie jak w poprzednich przypadkach kolory ocen – zielony, żółty, czerwony oznaczają odpowiednio: praca optymalna, początek odkształcania charakterystyki, charakterystyka odkształcona. W każdym z tych przypadków podawana jest też informacja o ewentualnej utracie szczelności rurociągu tłocznego pompy. Na zdjęciu pokazano widok oceny stopnia odkształcenia charakterystyki H=f(Q) pokazano też oceną położenia punktu pracy pompy na tle przedziału optymalnej stosowalności pompy.
Jak widać pompa pracuje w optymalnym zakresie przedziału stosowalności lecz ma charakterystykę już odkształconą. Zgodnie z przyjętą w systemie zasadą - chcąc zapoznać się z dokładniejszą oceną należy kliknąć na obiekt zainteresowania i tak po kliknięciu na charakterystykę z zakolorowanym punktem pracy pompy, „ wchodzimy” w głębszą warstwę analizy odzwierciedlającą dokładne położenie punktu pracy na tle rzeczywistej charakterystyki pompy ze stacji prób.
Punkt w kolorze niebieskim obrazuje rzeczywistą wysokość podnoszenia pompy dla danej wydajności, a więc rzeczywiste położenie punktu pracy na nowej, zmienionej już charakterystyce. Wykonana przez model matematyczny analiza rzeczywistego odkształcenia charakterystyki wykorzystuje pomiary ciśnień wykonane przez zintegrowaną sondę zamontowaną za króćcem tłocznym pompy głębinowej. Metoda diagnostyki pompy głębinowej i układu pompowego za pomocą zintegrowanej sondy pomiarów ciśnień jest aktualnie najnowszym, patentowanym sposobem oceny stanu pracy pompy głębinowej wraz z całym układem. W górnej części ekranu ocen położone są panele sterowania pracą głębinowego agregatu pompowego załącz / wyłącz silnik pompy oraz panel sterowania np. położeniem przepustnicy.
Klikają przycisk ‘”Parametry pracy układu” na ekranie ocen, użytkownik „wchodzi” w szczegółowe zestawienia danych i parametrów pracy układu oraz studni.
Dane i parametry pracy układu pompowego oraz studni obejmują praktycznie komplet zarówno informacji o typie pompy i silnika głębinowego wraz z numerami fabrycznymi i danymi z protokołu prób agregatu na stacji jak i danymi dotyczącymi studni. Podana jest data zabudowy agregatu pompowego w układzie pompowym studni wraz z kompletem danych instalacyjnych. Przedstawione są również dane pochodzące z karty otworu studziennego począwszy od daty wykonania studni, przez wyniki pompowań próbnych do zestawu parametrów pracy z bieżącej eksploatacji pompy. Ujęte są również parametry elektryczne pracującego silnika głębinowego.
Na zdjęciu pokazano widok ekranu odzwierciedlającego działanie zbiornika – zasobnika wody zasilającego sieć wodociągową. Graficznie zobrazowano stopień zapełnienia zbiornika oraz zaznaczono położenie poziomów ostrzegawczych i alarmowych. Wartości położenia tych poziomów podane są obok widoku zbiornika natomiast w dolnej części ekranu podana jest informacja o studniach podających wodę do zbiornika oraz zaznaczone jest czy studnie te aktualnie pracują czy są wyłączone z ruchu.
W oprogramowaniu SoftSPM można praktycznie dowolnie konfigurować tryby sterowania pracą ujęć wg gotowych już lub skonfigurowanych przez użytkownika algorytmów pracy systemu.
Dla użytkowników posiadających otwory piezometryczne wizualizację położenia tych otworów w terenie odzwierciedla poniższe zdjęcie. Podobnie jak dla studni, położenie piezometrów zaznaczone jest również w postaci łezki, z tym, że otoczka jest koloru brązowego. Kolor wewnętrznego okręgu wskazuje na aktualny stan położenia zwierciadła wody w rurce piezometru z podziałem na:
» kolor zielony oznacza optymalne położenie zwierciadła wody,
» kolor żółty wskazuje wartość położenia poziomu wody w obszarze granicznym,
» kolor czerwony oznacza alarmowe położenie zwierciadła wody w piezometrze.
Dodatkowo dla szybkiej analizy pod „łezką” piezometru w prostokącie, podana jest aktualna wartość położenia zwierciadła wody natomiast tuż nad nim godzina wykonanego pomiaru.
SPMSYSTEM posiada specjalną wersję konstrukcji sterowników SZ-21 o zasilaniu bateryjnym, które cyklicznie mierzą i przekazują wartości położenia zwierciadła wody z piezometrów. Zasilanie sterowników może wystarczać na okres pracy do 5 lat i zależy od częstości przekazu danych z piezometrów.
W oprogramowaniu SoftSPM można praktycznie dowolnie konfigurować tryby sterowania pracą ujęć wg już gotowych lub skonfigurowanych przez użytkownika algorytmów pracy systemu.
Uwzględniając współczesne, nowoczesne technologie w zakresie zdalnego sterowania oraz przekazu danych cyfrowych, w SPMSYSTEM skupiono się głównie na szerokim wykorzystywaniu sieci GSM. Do komunikacji pomiędzy obiektami (zbiornik SZ-21 , studnia SZ-21 , oprogramowanie SoftSPM ) wykorzystuje się usługę przesyłania krótkich wiadomości tekstowych (tzw. sms) w cyfrowych sieciach telefonii komórkowej. Dla zapewnienia wysokiej niezawodności każdy sms, który jest wysyłany jako źródło danych (z dowolnego „obiektu”) jest potwierdzany prze sms zwrotny z obiektów, do których był wysyłany. W przypadku braku tej obustronnej komunikacji pojawia się alarm/powiadomienie z kompletną informacją o jego rodzaju i przyczynie. Na zdjęciu pokazano przykładowy schemat komunikacji w sterowaniu i informowaniu o racy SPMSYSTEM .
Można praktycznie wykorzystywać dowolną sieć GSM, a tym samym przy ewentualnym użyciu anten wzmacniających poziomy zasięgów, dla łączności w technologii sms znacznie rozszerzono możliwości sterowania i przekazu danych w tym medium. Przed wdrożeniem systemu wykonywane są odpowiednie pomiary zasięgów. Specjalizowane sterowniki systemu SZ-21 i SIMATIC S7 1200 skonfigurowano w ten sposób, by właśnie technologie sterowania i przekazu danych funkcjonowały głównie za pomocą sms. Konfiguracja ta oprócz szybkiego działania przy „słabych” zasięgach, znacznie obniża koszty utrzymania systemu, a tym samym wpływa na koszty eksploatacji całego systemu. Jest zrozumiałym, że lokalne oprogramowania sterowników wymagają bardziej rozbudowanych i skomplikowanych algorytmów zapewniających stały, merytoryczny nadzór nad obiektem. Praktycznie sterownik „wysyła” sms tylko wtedy gdy pojawi się takie zdarzenie, które wymaga reakcji z programu „wyższego”, zlokalizowanego na serwerze użytkownika lub na serwerze ogólnodostępnym www.softspm.com .Opisana struktura budowy i technologia oprogramowania SoftSPM praktycznie nie rozróżnia odległości od serwera do danego obiektu i dodatkowo czas „dotarcia” sms od i do serwera jest w okresie maksymalnie kilku minut, tak więc reakcja z programu „wyższego” jest praktycznie natychmiastowa. Podobnie jest w przypadku gdy z serwera załączamy lub wyłączamy silnik pompy lub też zdalnie zmieniamy nastawy innych parametrów – np. częstotliwość pracy falownika, położenie przepustnicy, itp. SPMSYSTEM skupia w swojej bazie wiedzy oraz w budowie skomplikowanych modeli matematycznych szereg dokładnych procedur postępowania w możliwych do przewidzenia stanów pracy układów pompowych. W miarę upływu czasu bazy te systematycznie się powiększaj, a tym samym, system sam w sobie optymalizuje działanie poszczególnych algorytmów pracy. W przypadku posiadania przez użytkownika dowolnych ilości studni oraz wielu zbiorników połączonych rozbudowaną siecią rurociągów, oprogramowanie systemu SoftSPM umożliwia konfigurowanie praktycznie dowolnej struktury sterowania obiektami znajdującymi się w zasięgu sieci GSM. Gdy obiekty są położone ewidentnie poza zasięgiem GSM, konfiguracja systemu wybiera inne media dostępu np. radio, kable, światłowody itp.