Biểu trưng
Trường Đại học Xây dựng Miền Tây
 CÔNG TY NHỰA BÌNH MINH
Đang online:
105
Số lượt truy cập:
13740644
|
Công nghệ đo đếm, điều khiển và giám sát dữ liệu trong quản lý vận hành hệ thống cấp nước
Công nghệ đo đếm, điều khiển và giám sát dữ liệu trong quản lý vận hành hệ thống cấp nước
07:12 - 24/05/2014
CÔNG NGHỆ ĐO ĐẾM, ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT DỮ LIỆU
TRONG QUẢN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG CẤP NƯỚC
Đơn vị: Khoa KTHT Đô Thị
Giảng viên: Đào Duy Khơi
Ở các nước đã phát triển, lượng nước rò rỉ là thành phần chính trong lượng nước thất thoát. Tuy nhiên, ở các nước đang phát triển như Việt Nam, song song với thất thoát do rò rỉ, còn có một lượng lớn thất thoát không do rò rỉ mà do: các đấu nối không phép, không qua đồng hồ, lãng phí nước do sử dụng nước theo chế độ khoán.
|
|
Ở Hà Nội, lượng nước rò rỉ được ước tính chiếm khoảng 60% lượng nước thất thoát, còn lại là thất thoát không do rò rỉ.
Lượng nước thất thoát tại thành phố Hà Nội được ước tính vào khoảng hơn 40% sản lượng của các nhà máy, tương đương khoảng 200.000m3/ngđ.
Tính theo giá thấp nhất là 4.500đ/m3, lượng thất thoát đó tương đương 900.000.000 (Chín trăm triệu đồng/ngđ)
Lượng nước thất thoát tại thành phố Hồ Chí Minh được ước tính vào khoảng hơn 33% sản lượng của các nhà máy, tương đương khoảng 965.250.000 đồng/ngđ.
|
 |
Chìa khóa cho một chiến lược quản lý thất thoát một cách hiệu quả chính là:
> Hiểu rõ các thành phần của nước thất thoát, nguyên nhân sinh ra chúng và các yếu tố ảnh hưởng đến chúng.
> Áp dụng các biện pháp kỹ thuật phù hợp với đặc trưng của mạng lưới cũng như các yếu tố ảnh hưởng địa phương để giải quyết từng thành phần theo thứ tự ưu tiên.
1. Telemetry
Nguyên lý làm việc của hệ thống đo từ xa:
| Điều khiển áp lực: dùng hệ thống đo từ xa (Telemtry) liên kết thiết bị giám sát điều khiển van giảm áp |
Sơ đồ minh họa của WRC
|
 |
| Sensor mực nước siêu âm |
Bộ thu nhận dữ liệu |
Truyền dữ liệu bằng Telemetry hoặc không bằng Telemetry |
| HỆ THỐNG THU NHẬN DỮ LIỆU MỰC NƯỚC |
2. SCADA
SCADA là hệ thống thu nhận, điều khiển và giám sát sữ liệu (Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) System).
Hệ thống sự thu nhận ( SCADA) điều khiển và giám sát dữ liệu cho phép nhân viên vận hành thấy từ xa số đo tức thời vũ mức nước trong đài, bể và điều khiển từ xa các thiết bị có trên hiện trường như bơm, van v,v.
a. Cấu trúc SCADA
SCADA gồm bốn thành phần chính, đó là:
- máy chủ;
- máy đầu cuối (Terminal Unit- MTU) cho phép nhân viên thao tác giao tiếp với hệ thống;
- thiết bị đầu cuối từ xa (Remote Terminal Unit -RTU), thiết bị truyền thông;
- phần mềm SCADA.
MTU được bố trí tại máy điều khiển trung tâm của thao tác viên, cho phép truyền thông dữ liệu và điều khiển hai chiều với những thiết bị đầu cuối từ xa RTU.
RTU đặt tại các vị trí xa, có nhiệm vụ thu nhặt dữ liệu từ các thiết bị hiện trường (như bơm, van, đầu báo v,v.) và lưu trong bộ nhớ cho đến khi MTU gửi lệnh chuyển về.
RTU thu nhận bằng cách quét dữ liệu từ các thiết bị hiện trường nối với RTU. Thời gian để thực hiện việc quét này gọi là thời gian quét và có thể nhanh hơn hai giây.
MTU chủ quét các RTU (thư¬ờng với tốc độ chậm hơn, nghĩa là sau khi RTU đã quét) để truy nhập dữ liệu theo một quá trình dưới hình thức cắt ngọn thông tin có ở các RTU. Cắt ngọn là sự chọn, chỉ tập hợp dữ liệu theo một cách nào đó, ví dụ theo bước thời gian định trước là 10 giây, 15 giây. Mục đích mà không phải truyền nhiều dữ liệu tốn kinh phí truyền thông.
Một số hệ thống cho phép RTU truyền giá trị dữ liệu và những báo động tại thiết bị hiện trường cho máy chủ trung tâm, khi đó máy chủ trung tâm không đư¬ợc cắt ngọn. Cơ chế này gọi là sự truyền tin không yêu cầu. Những hệ thống cho phép dùng cơ chế này th¬ường kết hợp nó với quá trình cắt ngọn RTU để thu nhận những thông tin có sẵn ở RTU.
Các dữ liệu điều khiển đ¬ược thực hiện từ máy chủ trung tâm gửi cho RTU nói chung cần được xem xét. Ví dụ, Bất kỳ những tác động điều khiển nào do thao tác viên tác động vào máy chủ trung tâm thì ngay lập tác tạo ra một mối liên kết truyền thông với RTU để cho phép lệnh điều khiển đ¬ược gửi cho thiết bị giao diện dữ liệu lĩnh vực theo sự giám sát (chức năng điều khiển).
Mỗi hệ thống SCADA th¬ường dùng vài cơ chế kiểm tra để bảo đảm lệnh đã truyền tới đích mong muốn, như kiểu báo cáo khi nhắn tin ĐTDĐ (chức năng giám sát).
SCADA có thể cảnh báo tại máy chủ trung tâm khi phát hiện sự cố trong hệ thống.
SCADA có thể lưu một số liệu khổng lồ biểu thị hành vi theo thời gian thực đã qua của nhiều đại lượng trong hệ thống, ví dụ mức nước trong đài và bể chứa. Khi có dữ liệu SCADA, ngư¬ời làm mô hình có thể truy nhập nhiều dữ liệu hơn, và có thể dễ dàng xử lý dữ liệu.
Nói một cách đơn giản, hệ thống SCADA cho phép Công ty nước xem cái gì đang xảy ra trên khắp hệ thống phân phối (áp lực, lưu lượng, mực nước, v,v) để thay đổi những trạng thái điều khiển ph¬ương tiện, tập hợp các điểm, và điều khiển lôgic từ một trung tâm điều khiển. Nó giúp thao tác các phương tiện trong các khoảng thời gian được uyển chuyển hơn, cơ động hơn. Thời gian của mỗi khoảng này có thể mỗi lần là ba giây, 15 giây, 30 phút, hoặc các khỏang thời gian tăng dần. Khi những khoảng thời gian riêng biệt này sắp xếp tiếp nhau, chúng trở thành là một bản ghi lịch sử những thao tác hệ thống phân phối và thủy lực (và thậm chí cả chất lư¬ợng nước) trong suốt thời gian.
Hiện nay, nhiều hệ thống cấp nước sử dụng SCADA kết hợp với mô hình thuỷ lực và chất lượng để điều khiển hệ thống hoạt động như mong muốn, ví dụ như hệ thống trong Hình dưới đây:
b. Một số hạng mục thuộc SCADA
Thiết bị hiện trường
Thiết bị hiện trường là van điều khiển, bơm, đồng hồ đo lưu lượng, áp lực, v,v.
Dưới đây giới thiệu một số hình ảnh thiết bị hiện trường:
Kết luận: Với việc áp dụng công nghệ đo đếm và giám sát vận hành hệ thống cấp nước hợp lý thì lượng nước rò rỉ thất thoát sẽ giảm xuống theo yêu cầu, đảm bảo tỷ lệ thất thoát giảm xuống dưới 15% theo định hướng phát triển cấp nước đô thị và công nghiệp Việt Nam đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2050.
|