SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Дистанционный контроль уровня воды в скважинах, резервуарах и на открытой воде с помощью автономных измерительных комплектов PROMODEM GSM

В статье приведено описание системы дистанционного контроля уровня воды на объектах с нестабильным или отсутствующим питанием: на водозаборных скважинах, в резервуарах и цистернах, в колодцах подземных водоносных слоев, на открытых водоемах, реках, озерах, плотинах и дамбах. Устанавливаемые на этих объектах автономные измерительные комплекты состоят из батарейных GSM/NB-IoT-логгеров PROMODEM и погружных или ультразвуковых датчиков уровня. Логгеры с помощью датчиков измеряют и контролируют уровень воды, а также отправляют архивы измерений через сотовый интернет в диспетчерский центр. Графические и табличные отчеты о проведенных гидрогеологических исследованиях доступны через веб-интерфейс бесплатной информационной системы PROMODEM LOGGER.

ООО «Аналитик-ТС», г. Москва

PROMODEM-logo.png

Дистанционный контроль уровня воды с помощью автономных (батарейных) комплектов PROMODEM GSM

скачать pdf >>

Автономные измерительные комплекты на основе батарейных GSM/NB-IoT-логгеров PROMODEM устанавливаются на узлах контроля с нестабильным или отсутствующим питанием: на водозаборных скважинах, в резервуарах и цистернах, в колодцах подземных водоносных слоев, на открытых водоемах, реках, озерах, плотинах и дамбах. Высокая степень защиты оболочки (IP65 и IP68) позволяет устанавливать логгеры PROMODEM в затапливаемых местах, а батарея с малым током саморазряда обеспечивает до 10 лет автономной работы. Также длительную автономную работу на объектах без питания обеспечивают логгеры PROMODEM с питанием от аккумулятора, заряжаемого от солнечной панели (рис. 1).

Ris_1.jpg

Рис. 1. Логгер PROMODEM со степенью защиты IP68 или IP65: а, б, в – питание от батареи; г – питание от аккумулятора с зарядкой от солнечной панели

Логгеры PROMODEM имеют свидетельство об утверждении ти­па средства измерений и межповерочный интервал 5 лет, что позволяет совмещать процедуру поверки с заменой батареи. Гарантия на все логгеры и модемы PROMODEM также составляет 5 лет.

К аналоговым входам логгеров PROMODEM подключаются погружные или ультразвуковые датчики уровня. Дополнительно к логгерам могут быть подключены импульсные расходомеры, а также датчики открытия лю­ка колодца, температуры или электропроводности во­ды. Логгеры PROMODEM с заданной периодичностью опрашивают подключенные к ним датчики, считают импульсы от расходомеров и контролируют значения всех измеряемых параметров на min…max. По расписанию логгеры передают накопленные архивы измерений в диспетчерский центр как через привычные каналы связи GPRS/Internet, так и через новые специализированные се­ти NB-IoT для интернета вещей.

Для обеспечения стабильной связи на всех объектах системы логгеры PROMODEM могут комплектоваться универсальными мультисим-картами с предоплаченным интернет- и СМС-пакетом, обеспечивающим до 10 лет передачи показаний в любой точке России. Мультисим-карта автоматически выбирает сотового оператора с наилучшим уровнем сигнала: МТС, «Билайн», «МегаФон», Tele2. При желании в логгер можно установить свою сим-карту любого оператора связи или сразу две сим-карты – для автоматического переключения на резервного оператора и обратно.

В диспетчерском центре полученные архивы измерений и аварийные события отображаются в ви­де графиков и отчетов через веб-интерфейс бесплатной информационной системы PROMODEM LOGGER (рис. 2).

Ris_2_small.jpg

Рис. 2. Пример графического отчета по уровню воды в скважине, сформированного в информационной системе PROMODEM LOGGER (увеличить изображение)

Система может быть как развернута на сервере заказчика, так и предоставлена в виде «облачного» сервиса PROMODEM CLOUD с доступом через веб-интерфейс личного кабинета.

При возникновении аварийной ситуации на узле контроля (срабатывание датчика сигнализации или выход контролируемых параметров за min…max) логгер PROMODEM незамедлительно информирует диспетчера и дублирует аварийное сообщение по СМС.

Ниже приведено описание готовых комплектов для дистанционного контроля уровня во­ды, которые базируются на автономных (батарейных) GSM/NB-IoT-логгерах PROMODEM.


Дистанционный контроль уровня во­ды в скважине с помощью гидростатического датчика уровня PROMODEM GSM 839.02

Комплект «Гидростатический датчик уровня PROMODEM GSM 839.02» устанавливается непосредственно внутри скважины (рис. 3) и предназначен для гидрогеологических исследований при проведении:
- полевых опытно-фильтрационных работ;
- анализа гидрогеологических условий района и эксплуатации водозаборов подземных вод;
- бурения поисковых, разведочных и разведочно-эксплуатационных водозаборных скважин;
- оценки запасов подземных вод и водоносных горизонтов;
- измерений статического и динамического уровня воды в скважинах и резервуарах.

Ris_3.jpg

Рис. 3. Монтаж измерительного комплекта внутри скважины

Класс защиты IP68 и специализированная конструкция позволяют установить оборудование ни­же линии промерзания грунта и обеспечить многолетний автономный контроль уровня во­ды с периодической отправкой результатов измерений и аварийных событий в диспетчерский центр.

Комплект в базовом исполнении включает (рис. 4):
- погружной датчик гидростатического уровня «ОВЕН»: верхний предел измерения до 150 м вод. ст., капиллярная трубка обеспечивает компенсацию изменения атмосферного давления; любая длина кабеля на выбор позволяет проводить измерения на глубине до 1000 м;
- логгер PROMODEM GSM в цилиндрическом корпусе со степенью защиты IP68 подходит для монтажа внутри скважины, а батарейное питание обеспечивает 5 лет автономной работы при опросе датчика каждые 15 минут с контролем уровня воды на min…max и отправке показаний в диспетчерский центр 3 ра­за в сутки (аварийные СМС отправляются мгновенно);
- мультисим-карту с предоплаченным интернет- и СМС-пакетом, обеспечивающую до 10 лет передачи показаний и автоматический выбор сотового оператора с наилучшим уровнем сигнала (МТС, «Билайн», «МегаФон», Tele2);
- внешнюю антенну с защитой IP68 для уверенного приема.

Ris_4.jpg

Рис. 4. Комплект для дистанционного контроля уровня воды в скважинах «Гидростатический датчик уровня PROMODEM GSM 839.02»

Логгер PROMODEM GSM с помощью погружного датчика производит точные измерения, архивирует и автоматически передает измеренные значения уровня во­ды в «облачный» диспетчерский центр по сетям GSM или NB-IoT. При этом комплект является полностью автономным и допускает обслуживание раз в 5–10 лет.

Для достижения максимальной точности измерение уровня производится с настраиваемой частотой и компенсацией колебаний атмосферного давления в реальном времени с помощью капиллярного канала, который выводится на поверхность. Верхний предел измерений, допустимая относительная погрешность и длина кабеля погружного гидростатического датчика уровня (давления столба жидкости) подбираются под особенности каждого конкретного проекта, что позволяет обеспечить требуемую точность и глубину измерений (рис. 5). При необходимости контроля дополнительных параметров к логгеру подключаются расходомеры, а также датчики температуры и электропроводности во­ды. Автономность и исполнение IP68 при этом сохраняются.

Ris_5_new.jpg

Рис. 5. Подбор комплектного датчика уровня под особенности узла контроля


Дистанционный мониторинг уровня в резервуарах, цистернах и на открытых водоемах

Комплект «Ультразвуковой датчик уровня PROMODEM GSM» предназначен для бесконтактного измерения расстояния до поверхности на основе ультразвукового датчика и применим для задач дистанционного мониторинга:
- уровня жидкости в открытых водоемах, реках, озерах, плотинах и дамбах;
- уровня технических жидкостей и сыпучих материалов в емкостях;
- уровня агрессивных и загрязненных сред (нефтепродукты, кислоты, щелочи);
- наполнения и закупорки канализационных стоков и сточных вод (рис. 6);
- расстояний до механизмов с динамическими рабочими положениями штока или задвижки.

Ris_6.jpg

Рис. 6. Узел дистанционного контроля уровня воды в резервуаре на базе комплекта «Ультразвуковой датчик уровня PROMODEM GSM»

Комплект (рис. 7) имеет степень защиты оболочки IP65 (IP68) и может работать во влажной среде, полностью автономен, обеспечивает связь в местах со слабым покрытием сетями сотовых операторов и настраивается дистанционно. В комплект входят:
- логгер PROMODEM 122.54 с батарейным питанием на 5 лет автономной работы: опрос датчика каждые 15 минут с контролем уровня на min…max и отправкой показаний в диспетчерский центр 1 раз в сутки (аварийные СМС отправляются мгновенно);
- ультразвуковой датчик уровня УДМ‑110: диапазон измерений – 0,2–10 м, точность – 1 см, угол работы излучателя – 80˚;
- врезная или магнитная антенна для крепления снаружи резервуара или цистерны;
- комплект крепежных элементов для установки логгера на стену.

Ris_7.jpg

Рис. 7. Комплект для дистанционного мониторинга уровня в резервуарах, цистернах и на открытых водоемах «Ультразвуковой датчик уровня PROMODEM GSM»

Дистанционный мониторинг результатов ультразвукового измерения расстояния позволяет диспетчеру:
- контролировать уровень заполнения резервуара;
- контролировать процесс производства путем измерения расстояния до механизмов с динамическими рабочими положениями;
- автоматизировать процесс работы электромагнитных клапанов и насосного оборудования путем его включения и выключения через логгер при возникновении аварийных ситуаций (снижение или превышение уровня жидкости, закупорка канализационных стоков, по положению задвижки и т. п.);
- мгновенно получать уведомления о превышении или падении уровня во­ды по СМС и на экране диспетчерского компьютера, с отображением аварий на карте местности;
- удаленно настраивать допустимые диапазоны пороговых значений уровня для более тонкого контроля или, наоборот, для исключения ложных срабатываний аварийного оповещения;
- удаленно задавать расписание передачи данных на сервер, контролировать остаточную емкость батареи логгера и работоспособность оборудования.


Дистанционный контроль затопления и вскрытия люков подземных коммуникаций

Комплект «Датчик вскрытия люка и уровня-протечки PROMODEM GSM 830.04» предназначен для немедленного выявления факта вскрытия и затопления подземных систем:
- тепловых камер (рис. 8);
- канализации и сточных вод;
- кабельных коллекторов.

Ris_8.jpg

Рис. 8. Выносной узел контроля затопления тепловой камеры на базе комплекта «Датчик вскрытия люка и уровня-протечки PROMODEM GSM 830.04»

Комплект обладает уличным исполнением IP65 и длительным сроком автономной работы, что позволяет устанавливать его в труднодоступных местах без необходимости частого обслуживания оборудования (рис. 9). В него входят:
- логгер PROMODEM 122.40 со встроенной антенной и батарейным питанием, обеспечивающим до 10 лет автономной работы; информация о возникновении аварийных событий мгновенно передается на диспетчерский компьютер через интернет и на телефоны работников службы эксплуатации по СМС;
- датчик уровня жидкости и протечки во­ды с двумя сигнальными уровнями и 6‑метровым гибким кабелем;
- датчик вскрытия люка PROMODEM 942.12: надежный рабочий ход удлиненного пружинного триггера исключает ложные срабатывания при проезде машин или неаккуратном монтаже люка;
- встроенная антенна для удобства монтажа;
- мультисим-карта с предоплаченным интернет- и СМС-пакетом, обеспечивающим до 10 лет передачи аварийных сообщений и автоматический выбор сотового оператора с наилучшим уровнем сигнала (МТС, «Билайн», «МегаФон», Tele2);
- возможно подключение до 6 двухэлектродных датчиков уровня/протечки к одному логгеру для более тонкого контроля уровня воды.

Ris_9.jpg

Рис. 9. Комплект «Датчик вскрытия люка и уровня-протечки PROMODEM GSM 830.04» для оперативного оповещения о возникновении аварийных ситуаций

При развертывании сервера с бесплатной информационной системой PROMODEM LOGGER оператору в режиме реального времени доступен централизованный мониторинг системы датчиков с оперативным отслеживанием:
- попытки кражи люка или несанкционированного доступа в подземные коммуникации с отображением объекта на карте;
- статуса работы аварийной бригады: когда начали (вскрытие люка) и когда закончили (установили люк на место), с формированием итоговых отчетов в табличном виде;
- факта и уровня затопления колодца или камеры при прорыве трубопровода или затоплении грунтовыми, ливневыми и паводковыми водами;
- удаленная настройка аварийных событий: пороговые уровни критического затопления для аварийного оповещения, номера мобильных телефонов и тексты аварийных СМС для каждого датчика.

Если развертывание диспетчерского центра для дистанционного контроля затопления и вскрытия люков подземных коммуникаций кажется излишним, можно ограничиться рассылкой аварийных СМС-сообщений на телефоны диспетчера и работников службы эксплуатации.


Программные информационные системы для беспроводной диспетчеризации уровня во­ды на узлах контроля PROMODEM

Измерение и контроль уровня во­ды комплектами PROMODEM сопровождается автоматической отправкой архивов измерений и аварийных сообщений через сеть GSM или NB-IoT на ваш собственный сервер с развернутой на нем бесплатной информационной системой PROMODEM LOGGER, а также на мобильные телефоны работников аварийной бригады по СМС. При отсутствии возможности или желания разворачивать свой сервер данные со всех узлов учета и контроля можно отправлять на «облачный» сервер в да­та-цент­ре PROMODEM CLOUD. Доступ к графическим и табличным отчетам предоставляется через веб-интерфейс личного кабинета. Демонстрационный вход в «облачную» ИС PROMODEM LOGGER доступен по ссылке: weblogger.promodem.ru.

В качестве альтернативных программных комплексов для формирования отчетов по произведенным гидрогеологическим исследованиям могут использоваться сторонние информационные системы, совместимые с комплектами PROMODEM GSM (рис. 10):
- система веб-мониторинга ЕКС.рф и автономный комплекс ЕКС АТМ SCADA PORTABLE 500 компании ООО «АТМ», предназначенная для непрерывного контроля удаленных объектов энергетики и ЖКХ;
- система моделирования инженерных сетей ZuluGIS компании ООО «Политерм»;
- автоматизированная система управления сбытом услуг водоснабжения и водоотведения «1С: Предприятие 8. Управление водоканалом 2».

Ris_10_small.jpg

Рис. 10. Доступ к результатам гидрогеологических исследований через веб-интерфейс личного кабинета «облачной» системы: PROMODEM LOGGER (на сервере пользователя), PROMODEM CLOUD («облачный» сервис), а также в программах на основе систем моделирования «ZuluGIS» или управления сбытом «1С: Предприятие 8» (увеличить изображение)

Если пользователю требуется визуализировать архивы измерений в своей собственной диспетчерской программе опроса (SCADA), то результаты измерений и аварийные события можно импортировать в нее из ба­зы данных Microsoft SQL Server через OPC-сервер «PROMODEM OPC Logger» ли­бо напрямую – через SQL-запросы.

Опубликовано в журнале ИСУП № 2(92)_2021

К. К. Чуприков, 
ведущий инженер,
А. Д. Яманов, к. т. н., 
заместитель руководителя 
группы проектов,
ООО «Аналитик-ТС»: PROMODEM®, 
AnCom®, г. Москва,
тел.: +7 (495) 775‑6008,
e‑mail: support@promodem.ru
сайт: promodem.ru



STEGO в 2019. Покупать комплектом – дешевле!
Нагреватель+Термостат 01140.0-00
Нагреватель+Термостат 01140.0-00 + Гигростат 01246.0-00
www.stego.de