Marian Strączyński, Jan Wąsowski, Przemysław Zatorski MAST, Bełchatów; Aplisens S.A. Warszawa Systemowe zarządzanie, monitoring oraz sterowanie w eksploatacji pomp i ujęć głębinowych SPM SYSTEM Współczesna eksploatacja układów pompowych pomp głębinowych ukierunkowana jest głównie na energooszczędne wydobycie wody na ujęciach oraz przekazanie jej do stacji uzdatniania (SUW). Zagadnienie oszczędności energii przekłada się na optymalizację budowy układów pompowych, ich właściwe opomiarowanie oraz prowadzenie optymalnego zarządzania eksploatacją wraz z odpowiednim monitoringiem i sterowaniem. Całość zagadnień wymaga uwzględnienia charakterystycznego dla eksploatacji studni i pomp głębinowych wzajemnego przenikania się zagadnień z dziedzin: hydrogeologii, techniki pompowej, hydromechaniki, elektrotechniki, techniki systemów, automatyki itd. Wiemy też, że z punktu widzenia eksploatacji pomp głębinowych, najważniejszym zagadnieniem jest właściwy dobór parametrów pompy do warunków pracy w układzie pompowym, eksploatowanym w danej studni ujęcia. Właściwy dobór pompy głębinowej gwarantuje uzyskiwanie wysokich wskaźników sprawności energetycznej w przyszłej eksploatacji głębinowego agregatu pompowego oraz zapewnia jego długotrwałą i bezawaryjną pracę na ujęciu. Opracowane modele matematyczne doboru pomp do bieżącej charakterystyki studni oraz układu pompowego, wraz z modelami ocen energochłonności i diagnostyki pracy układów: studnia agregat pompowy rurociąg z armaturą, systemowo zmieniają sposób zarządzania w eksploatacji ujęć. Przykładem nowoczesnego podejścia do zarządzania eksploatacją pomp i ujęć głębinowych jest aktualnie wdrażany w Polsce i za granicą, system SPM SYSTEM Sabmersible Pumps Managment. 1. Budowa systemu SPM SYSTEM posiada modułowo rozbudowywane poziomy oprogramowań SoftSPM oraz systemowe zestawy oprzyrządowania i opomiarowania studni SPM. Wzajemna kompatybilność oprogramowania SoftSPM oraz opomiarowania układów pompowych studni SPM, umożliwia praktycznie dowolne konfigurowanie budowy systemu przez każdego użytkownika. SPM SYSTEM można optymalnie skonfigurować dla użytkownika kilku czy też kilkudziesięciu lub kilkuset studni, niezależnie czy będą to studnie ujęciowe, czy też np. odwadniające. Zakres budowy systemu obejmuje: Oprogramowanie: SoftSPM BASIC systemy kilku, kilkunastu studni, SoftSPM STANDARD systemy kilkudziesięciu studni, SoftSPM ENTERPRICE systemy kilkuset studni korporacje. Oprzyrządowanie i opomiarowanie studni: SPM MIN minimalny zakres opomiarowania studni, SPM BASE najczęściej stosowany zakres opomiarowania studni, SPM OPT rozbudowany, zakres opomiarowania studni. Na rys. 1 pokazano schemat strukturalny oprogramowania SoftSPM BA- SIC, które stanowi podstawowy poziom przeznaczony dla najczęściej występujących systemów eksploatacji pomp i ujęć głębinowych. Oprogramowanie SoftSPM STANDARD dedykowane jest dla użytkowników systemów eksploatacji przynajmniej kilkudziesięciu studni, często ze zróżnicowanymi warunkami ich pracy. Oprogramowanie SoftSP- M ENTERPRICE przeznaczone jest dla użytkowników dużych systemów eksploatacji możliwe nawet dla liczby studni powyżej tysiąca i najczęściej obsługiwane jest przez korporacje. SPM SYSTEM posiada trzy wersje oprzyrządowania i opomiarowania studni SPM MIN, SPM BASE oraz SPM OPT. Każda z tych wersji bazuje na najnowszych, dedykowanych rozwiązaniach z dziedziny opomiarowania układów pompowych studni, do których należy między innymi zintegrowana sonda pomiaru ciśnień wewnątrz i na zewnątrz rurociągu tłocznego pompy głębinowej, montowana za króćcem tłocznym pompy, pod wodą. Sonda ta (patent RP) umożliwia precyzyjne wyznaczenie bilansu strat przepływu w układzie pompowym, w tym określenia liniowych strat przepływu w rurociągu, na którym pracuje pompa głębinowa. Na podstawie zmierzonych wartości ciśnień wewnątrz i na zewnątrz rurociągu tłocznego pompy głębinowej, tuż za jej króćcem tłocznym pod wodą, modele matematyczne systemu umożliwiają precyzyjne odwzorowanie położenia punktu pracy pompy głębinowej na jej charakterystyce, a tym samym diagnozują (patent RP) bieżący stan techniczny pracującej pompy i silnika głębinowego. Na rys. 2 pokazano widok zintegrowanej sondy pomiaru ciśnień podczas jej montażu w rurociągu tłocznym pompy głębinowej. Na rys. 3 przedstawiono schemat zabudowy urządzeń i opomiarowania dla wersji bazowej SPM BASE najczęściej stosowanej przez użytkowników. W wersji tej w układzie pompowym mierzone są następujące parametry: Pomiary studzienne: ciśnienie p p przy króćcu tłocznym pompy głębinowej (po wodą), położenie statycznego lub dynamicznego zwierciadła wody H st, H d w studni, ciśnienia p 1, p 2 (przed i za zasuwą dławiącą), wydajność pompy Q. 44 maj/czerwiec 2015 www.forum-eksploatatora.pl
Pomiary elektryczne: napięcie zasilania U, pobór prądu I, pobór mocy czynnej P e, współczynnik mocy cos Ø, diagnostyka prądowa. Sterowanie zdalne: załączanie/wyłączanie silnika pompy. Rys. 1. Schemat strukturalny oprogramowania SoftSPM BASIC Z każdego obiektu przekazywany jest także sygnał dwustanowy, generowany w sytuacji ingerencji osób niepowołanych (tzw. sygnał ochrony obiektu). Wersja SPM BASE jest najczęściej stosowaną w eksploatacji ujęć i nie wymaga ograniczeń w jakości pompowanego medium. Wersja ta zapewnia wysoką dokładność pomiarów parametrów hydraulicznych w układzie pompowym klasa pomiarów poniżej 0,5. Wersja SPM BASE współpracuje, podobnie jak SPM MIN, ze specjalizowanym sterownikiem SZ-21. Wersja optymalna SPM-OPT przedstawiona jest na rys. 4. W tej wersji zastosowane jest następujące Rys. 2. Widok zintegrowanej sondy pomiaru ciśnień podczas jej montażu w rurociągu tłocznym pompy głębinowej Rys. 3. Przedstawiono schemat zabudowy urządzeń i opomiarowania dla wersji bazowej SPM BASE www.forum-eksploatatora.pl maj/czerwiec 2015 45
opomiarowanie oraz sterowanie układu pompowego: Pomiary studzienne: ciśnienie p p przy króćcu tłocznym pompy głębinowej (po wodą), położenie statycznego lub dynamicznego zwierciadła wody H D, H ST w studni, ciśnienia p 1, p 2 (przed i za zasuwą dławiącą), wydajność pompy Q, temperatura wody T w, temperatura silnika T s czujnik PT-100, zasolenie wody z s. Pomiary elektryczne: napięcie zasilania U, pobór prądu I, pobór mocy czynnej P e, współczynnik mocy cos Ø, diagnostyka prądowa. Sterowanie zdalne: otwieranie/zamykanie zasuwy, zwiększanie/zmniejszanie obrotów silnika falownik, załączanie/wyłączanie silnika pompy. 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 trybu 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 Z każdego obiektu przekazywany jest także sygnał dwustanowy, generowany w sytuacji ingerencji osób niepowołanych (tzw. sygnał ochrony obiektu). Sygnały z aparatury kontrolno-pomiarowej doprowadzone są do szafki automatyki, w której zainstalowany jest specjalnie oprogramowany sterownik SIMATIC S7 1200, współpracujący, zazwyczaj poprzez sieć GSM sms lub GPRS, z oprogramowaniem SoftSPM. Możliwe są również inne środki przekazu danych: światłowody, radio, wi-fi, kable telekomunikacyjne itp. 2. Funkcjonowanie systemu Rys. 4. Wersja optymalna SPM-OPT W SPM SYSTEM 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, rys. 5, której zabarwienie otoczki wskazuje na stan pracy studni kolor zielony oznacza pracę pompy głębinowej, kolor czerwony oznacza wyłączenie pracy agregatu pompowego. Rys. 5....lokalizacja studni przedstawiana jest w postaci tzw. łezki 46 maj/czerwiec 2015 www.forum-eksploatatora.pl
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. Wizualizacja wyników przeprowadzonych analiz w modelach matematycznych ocen eksploatacji układu pompowego, odwzorowana jest w centralnej i dolnej części ekranu rys. 6. 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 nieopłacalną. Rys. 6. Wizualizacja wyników przeprowadzonych analiz w modelach matematycznych ocen eksploatacji układu pompowego Na rys. 7 pokazano przykładowe oceny układu pompowego. Wyraźnie widać zakres zmian w układzie pompowym, łącznie z tzw. paskiem jego energochłonności. Na rys. 8 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 rys. 9. 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 rys. 9 pokazano widok oceny stopnia odkształcenia charakterystyki H = f(q), pokazano też ocenę 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 rys. 10. 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 rys. 11. Na rys. 12 pokazano widok ekranu odzwierciedlającego działanie zbiornika zasobnika wody zasilającego sieć wodociągową. Graficznie zobrazowano Rys. 7. Przykładowe oceny układu pompowego www.forum-eksploatatora.pl maj/czerwiec 2015 47
Rys. 10. Po kliknięciu na charakterystykę z zakolorowanym punktem pracy pompy, wchodzimy w głębszą warstwę analizy... Rys. 8. Wizualizacja graficzna, odwzorowującą kolorystycznie miejsca oceny na schemacie budowy układu pompowego Rys. 11. Panel sterowania, np. położeniem przepustnicy Rys. 12. Widok ekranu odzwierciedlającego działanie zbiornika zasobnika wody zasilającego sieć wodociągową Rys. 9. Widok oceny stopnia odkształcenia charakterystyki H = f(q) 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. 48 maj/czerwiec 2015 www.forum-eksploatatora.pl
3. Budowa i struktura oprogramowania SoftSPM Jak wspomniano, w SPM SYSTEM występują trzy wersje oprogramowania oraz trzy wersje oprzyrządowania i opomiarowania studni. Występuje też oprzyrządowanie stacji prób SPM TEST oraz oprogramowanie SoftSPM TEST. Użytkownik, decydujący się na zastosowanie systemu, posiada praktycznie nieograniczone możliwości w konfiguracji systemu, zarówno pod kątem swoich potrzeb ruchowych jak i zasobów finansowych. Każda z możliwych konfiguracji systemu zapewnia wprowadzenie nowoczesnego, a przede wszystkim zoptymalizowanego zarządzania eksploatacją pomp i ujęć głębinowych. Oprogramowanie SoftSPM, to aplikacja webowa, inaczej mówiąc jest to program komputerowy, który pracuje na serwerach, a komunikacja z użytkownikiem końcowym odbywa się poprzez sieć komputerową oraz internet, wykorzystując przeglądarki internetowe. Technika projektowania oprogramowania została tak dobrana, aby jej wygląd i układ dostosowywał się automatycznie do rozmiaru okna urządzenia, na którym jest on wyświetlany (przeglądarki internetowe, smartfony, tablety). Ponadto, oprogramowanie spełnia oczekiwania w kontekście user experience design, czyli produktu interaktywnego ze szczególnym zwróceniem uwagi na to, aby interakcja z nim dostarczała użytkownikom pozytywnych wrażeń, co bezpośrednio przekłada się na jego intuicyjność w kontekście samej obsługi. Oprogramowanie SoftSPM jest zbudowane w oparciu o architekturę trójwarstwową rys. 13, w skład której wchodzą serwer bazy danych, serwer aplikacji oraz serwer prezentacji. Zastosowane najnowsze rozwiązania open source bezpośrednio przekładają się na globalne koszty wdrożenia systemu użytkownik nie ponosi dodatkowych wydatków z tytułu zakupu licencji obcych (serwery aplikacji, serwery bazy danych itp.). Model sprzedaży oprogramowań w SPM SYSTEM jest skonfigurowany w trzech wariantach: 1. Abonamentowym, w którym użytkownik ponosi miesięczne koszty abonamentowe, a sam system jest hostowany na serwerach SDC (SoftSPM Data Center). Użytkownik korzysta ze standardowych Rys. 13. Trójwarstwowa architektura oprogramowania SoftSPM funkcjonalności (zakres zależny od wykupionej wersji SoftSPM BAS, SoftSPM STD, SoftSPM ENT ), wykorzystując dostęp do internetu. 2. Hostingowy każdorazowe indywidualne wdrożenie jest dla konkretnego użytkownika. System finalnie jest instalowany na serwerach SDC (SoftSPM Data Center), a dostęp odbywa się za pośrednictwem internetu. 3. U klienta podobnie jak w przypadku modelu hostingowego, system jest dostosowywany bezpośrednio pod potrzeby użytkownika, natomiast sam system jest instalowany na serwerach wskazanych przez klienta. Wykorzystane bezprzewodowe i niezawodne technologie do komunikacji pomiędzy systemem a urządzeniami pomiarowymi montowanymi przy obiektach, dają nieograniczone możliwości, w kontekście których nie mamy żadnych barier odległościowych, bądź też terytorialnych. Z pewnością można stwierdzić, że w każdym wariancie system jest w stanie obsłużyć każde urządzenie, oddalone nawet o tysiące kilometrów od naszej aplikacji. Wykorzystując możliwości korzystania z aplikacji przez internet, zarządzanie obiektami staje się proste, funkcjonalne i dostępne w dowolnym momencie z dowolnego miejsca na świecie. Oprogramowanie stacji prób Soft- SPM TEST zostało stworzone jako aplikacja desktopowa, czyli instalowana na komputerze podłączonym bezpośrednio do stanowiska badawczego stacji prób oraz do internetu. Dane pomiarowe z systemu SoftSPM TEST są dostępne w ramach całego systemu SoftSPM (we wszystkich jego wersjach) od razu po przeprowadzonej próbie. Rys. 14 przedstawia strukturę lokalizacji oprogramowania SoftSPM TEST w środowisku SoftSPM. Oprogramowanie SoftSPM jest na tyle zoptymalizowane, że poczynając od wersji podstawowe, SoftSPM BAS, użytkownik posiada już między innymi: 1. Zarządzanie katalogami pomp, silników, opomiarowania, orurowania oraz okablowania. 2. Katalogowy wybór agregatów pompowych. 3. Zarządzanie stanami magazynowymi. 4. Zarządzanie eksploatacją obiektów (studnie, zbiorniki, piezometry). 5. Zdalne sterowanie urządzeniami (studnie, zbiorniki, piezometry). 6. Pełny monitoring on line. 7. Pełną historię pomiarową obiektów i urządzeń. 8. Bazę wiedzy. www.forum-eksploatatora.pl maj/czerwiec 2015 49
Rys. 14. Struktura lokalizacji oprogramowania SoftSPM TEST w środowisku SoftSPM Rys. 15. Przykładowy schemat komunikacji w sterowaniu i informowaniu o pracy SPM SYSTEM Zgodnie z założeniami, w SPM SYSTEM zakres przetwarzanych danych oraz informacji jest wyjątkowo szeroki i w praktyce obejmuje: Technikę pompową: komputerowy katalog głębinowych agregatów pompowych wraz z wyborem i doborem pomp, automatycznie sterowane stacje prób pomp głębinowych; wizualizację pracy punktów pracy pomp na ich charakterystykach H = f(q) podczas eksploatacji (charakterystyki katalogowe lub ze stacji prób); oceny eksploatacji pomp wg charakterystyk katalogowych i rzeczywistych. Technikę wiertniczą i hydrogeologię: komputerowy katalog studni odwadniających oraz piezometrów; bazę danych eksploatacyjnych studni i piezometrów; bazę danych chemii wody. Elektrotechnikę: komputerowy katalog silników głębinowych; bazę danych eksploatacyjnych silników głębinowych; bazę danych osprzętu elektrycznego i kabli; szafy zasilająco-sterownicze i pomiarowe wraz urządzeniami. Technikę komputerową: oprogramowanie SoftSPM:»» SoftSPM BASIC : Pakiet startowy, Statystyki pracy ujęcia, Ocena, Katalogi pomp, silników, kabli, oprzyrządowania i armatury;»» SoftSPM STANDARD : Pakiet startowy, Statystyki pracy ujęcia, Ocena, Katalogi pomp, silników, kabli, oprzyrządowania i armatury, Stacje prób głebinowych agregatów pompowych;»» SoftSPM ENTERPRICE : Pakiet startowy, Statystyki pracy ujęcia, Ocena, Katalogi pomp, silników, kabli, oprzyrządowania i armatury, Stacje prób głebinowych agregatów pompowych, Pakiet remontów pomp i silników głębinowych, Zarządzanie gospodarką eksploatacji i remontów agrgatów pompowych; oprogramowanie OPC Siemens; oprogramowanie SINAUT Siemens modemy GSM/sms/GPRS; Oprogramowanie Kepware Siemens S7-200/S7-300/S7-400/S7-1200 Ethernet OPC Server wi-fi. Automatykę: sterowniki: S7 SIMATIC; sterowniki: SZ-21; urządzenia: WiFi, stacje bazowe: SB-21; sterowniki: ST-1; koncentratory: KDP-1; szafy automatyki: SZA 1.2 SPM; oprzyrządowanie pomiarowe. Organizację i zarządzanie: gospodarka magazynowa, decyzje eksploatacyjne kierowanie eksploatacją; konsulting oraz szkolenia. Jak widać z zestawienia prezentującego elementy funkcjonujące w ramach SPM SYSTEM, zagadnienie optymalizacji w zarządzaniu eksploatacją studni i pomp głębinowych jest wyjątkowo wielodyscyplinarne i stosunkowo złożone. 4. Zdalny przekaz danych, sterowanie pracą ujeć Uwzględniając współczesne, nowoczesne technologie w zakresie zdalnego sterowania oraz przekazu danych cyfrowych, w SPM SYSTEM 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 (sms) w cyfrowych sieciach telefonii komórkowej. Dla zapewnienia wysokiej niezawodności, każdy sms, który jest wysyłany jako źródło danych (z dowolnego obiektu) jest potwierdzany przez sms zwrotny z obiektu, do którego był wysyłany. W przypadku braku tej obustronnej komunikacji, pojawia się alarm powiadomienie z kompletną informacją o jego rodzaju i przyczynie. Na rys. 15 pokazano przykładowy schemat komunikacji w sterowaniu i informowaniu o pracy SPM SYSTEM. Można 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 jego eksploatacji. Jest zrozumiałym, że lokalne oprogramowania sterowników wymagają bardziej rozbudowanych i skomplikowanych 50 maj/czerwiec 2015 www.forum-eksploatatora.pl
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 nie przekracza 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. SPM SYS- TEM skupia w swojej bazie wiedzy oraz w budowie skomplikowanych modeli matematycznych szereg dokładnych procedur postępowania w możliwych do przewidzenia stanach pracy układów pompowych. W miarę upływu czasu, bazy te systematycznie się powiększają, 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. 5. Podsumowanie Jak wspomniano, w SPM SYSTEM występują trzy wersje oprogramowania oraz trzy wersje oprzyrządowania i opomiarowania studni. Taka struktura budowy systemu, praktycznie zapewnia dowolne możliwości w zakresie przystosowania konfiguracji systemu dla każdego użytkownika pomp głębinowych od użytkowników kilku studni do kilku tysięcy obiektów. System przygotowano dla użytkowników zarówno w Polsce jak i za granicą. Oprogramowanie jest dostępne zarówno w języku polskim jak i wielu językach obcych. Oprogramowanie Soft- SPM zastępuje dawny system SEGAP jest możliwość importu danych z SE- GAP do SoftSPM. Serwer systemu SoftSPM, dostępny dla użytkowników na stronie www.softspm.com, może obsługiwać klientów z dowolnego miejsca na świecie. 6. Literatura [1] Strączyński M., Pakuła G., Urbański P., Solecki J.: Podręcznik Eksploatacji Pomp w Wodociągach i Kanalizacji. Wydawnictwo Seidel-Przywecki Sp. z o.o.,warszawa 2012. [2] Strączyński M., Woszczyk R., Zatorski P.: Najnowsze technologie w zarządzaniu oraz sterowaniu eksploatacją pomp i ujęć głębinowych system SoftSPM. Część I: Budowa systemu. Technologia Wody 4(36), 2014. [3] Strączyński M., Woszczyk R., Zatorski P.: Najnowsze technologie w zarządzaniu oraz sterowaniu eksploatacją pomp i ujęć głębinowych system SoftSPM. Część II: Funkcjonowanie systemu. Technologia Wody 6(38), 2014. [4] Strączyński M., Macheta T., Zatorski P.: Najnowsze technologie w zarządzaniu oraz sterowaniu eksploatacją pomp i ujęć głębinowych SPM SYSTEM. Część III: Stacje prób pomp głębinowych system SPM TEST. Technologia Wody 2(40), 2015. Reklama Profesjonalna eksploatacja pomp i studni głębinowych System zarządzania, sterowania i monitoringu ujęć SPM SYSTEM zawiera szereg dedykowanych urządzeń cyfrowych oraz rozbudowany program SoftSPM z modelami matematycznymi gwarantującymi optymalizację kosztów w eksploatacji pomp i ujęć głębinowych. Wykonuje komputerową ocenę pracy układów pompowych pomp głębinowych energochłonność, diagnostyka, niezawodność. System posiada komputerowy dobór pomp na zadane warunki pracy studni Q, H i określa wymagane rezerwy. Transmisja danych pomiarowych ze studni wg najnowszych technologii GSM/GPRS, światłowody, radio, kable. System SPM TEST umożliwia komputerowe prowadzenie prób na stacjach badań głębinowych agregatów pompowych. www.forum-eksploatatora.pl maj/czerwiec 2015 51