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自來水流量(liàng)計在供水領域的應用及如何組建運程監控(kòng)係統

點擊次數:2233 發布時間:2021-09-01 09:12:08
科學技(jì)術的發展為人(rén)類的測量(liàng)技術的進步帶來*大的推動,自來水流量計就(jiù)是(shì)其中較為典型的例子,自來水(shuǐ)流量計利用電磁感應原理測量流量是法拉*電(diàn)磁感應(yīng)定律的應用,是眾多流量測量方法中*普遍(biàn)的方法之一,能夠測量多種形狀流道內導電液體(tǐ)的流速和(hé)流(liú)量。
自來水流量計(jì)*早的應用是在1832年(nián),我們初中物理都學過,電磁感應定律是1831年英國物理學家法拉*發現的,而人類*次利用電(diàn)磁感應原理來測量(liàng)流(liú)量也是由法拉*進行的。當(dāng)年他在泰晤士河滑(huá)鐵盧橋的(de)兩岸,選(xuǎn)擇與水流方向垂直(zhí)的地磁場方向的地方,放下兩個金屬棒當作電*來測量河水(shuǐ)的(de)流速,這是人類文明和科(kē)技的一大創舉。在現代的工業測量領域,自來水流量計的使用已經十分的普遍,各種(zhǒng)新材(cái)料與新(xīn)技術與自來水流量(liàng)計的結合也日益緊密,但是自來水流量計有其優點(diǎn)也(yě)有其缺點,我們在選用其產品時(shí),要熟悉其工作原理和測量優(yōu)勢,將其功能和作用發揮至(zhì)*大,本文著重介紹(shào)自來水公司自(zì)來水流量計的選用管理情況,並將介紹自來水流量計的遠傳監測管理方法(fǎ),對流量計使用過程中存在的(de)問題,提出自己的看法和建議。
1、流量計的選型
流量(liàng)計計量的準(zhǔn)確性,對企業的成本核算、能耗等重要指標的計算會產生較大影響,故選擇運行穩定、質量保證、計量準確的流量計*其重要(yào)。隨著科學技術的發展,流量計品種越來越(yuè)多,性能各異,技術參數及使用條件也各不相同,所以選(xuǎn)型時應先了解流量計的性能特(tè)點並結合本單位的使用工況。

1、葉輪式流(liú)量計:葉輪式流量計的(de)工作原理是將葉輪置於被測流體中,受流(liú)動(dòng)流體的衝擊而旋轉(zhuǎn),以葉輪旋轉的快慢來反映流量的大小。葉輪式流量計主要(yào)有(yǒu)水表和渦輪流量計,輸(shū)出方式有機械傳動或電脈衝兩(liǎng)種。機械(xiè)式傳動輸出的(de)水表準確度較低,誤(wù)差約±2%;電脈衝信號輸出的渦輪流量計的準確度較高,一般誤差為±0.2%--0.5%。
2、自來水流量計自來水流量計是根(gēn)據法拉*電磁(cí)感(gǎn)應定律,即導電液(yè)體在磁(cí)場中切割磁力線運動時,導體中產生感應電動勢,而感應電動勢又(yòu)和磁感(gǎn)應強度、流(liú)量(liàng)大小成正比(bǐ),通過測電動勢來反映管道流量的原(yuán)理而製成的(de)。主要有管道式和插入式兩種。管道(dào)式(shì)精度等級為±1.5%--±2.5%,高精度的達到±0.5%--±1.0%;插入式的精(jīng)度為±1.5%--±2.5%。由於插入式結(jié)構上的缺陷和安裝時的誤(wù)差就會(huì)影響計量精(jīng)度,所(suǒ)以選用管道式(shì)更好些。
3、超聲(shēng)波流量計:超聲波流量計是以超聲(shēng)波在流動介質中傳播的(de)速度等於被測介質的平均流(liú)速和聲波本身(shēn)速度的幾何和(hé)的原理而設計的。分多普勒超聲波流量計和時差式超聲波流量計,目前多采用了時差(chà)式超聲波流量計。根據(jù)使用場合不同,又(yòu)可以分為固(gù)定式超聲流量計和便攜式超聲流量計。固定式超聲流量計又分為外夾式、插入式、管段式三種。固定式超聲(shēng)波流量計因某些管道材質疏鬆、壁厚不(bú)一、導聲不良或鏽蝕嚴重,襯裏和管壁有間隙(xì)等原因、造成超聲波信號(hào)衰(shuāi)減嚴重。
1.2 流量計選型的(de)基本要求:
1、流量計精度要(yào)高、運行要穩定。
2、過(guò)水壓(yā)力損失小。
3、如果用戶用水量變化較(jiào)大(dà)或用水分布很(hěn)不均衡,則要求流量計量程比要大些。
4、靈敏度要高,滿足低流速計量的準確。
5、流量計對現場工況不要太(tài)敏感。
6、根據需要選擇可以正反方向測流量。
7、運行可靠、經久耐用、維護方便。
幾種可以進行比較的流量計的性能(néng)特點,見表1。
根據以上幾種流量計特點、流量計選型的基本要求和國內外選用流量計(jì)的趨勢,選用(yòng)智能化、無壓(yā)損的自來水(shuǐ)流(liú)量計、超聲波流量計較合理(lǐ)。而(ér)從成熟的電路技(jì)術、測量的穩定性、靈敏性和精確度、技術特點、安裝維護(hù)要求、安裝點使用工況、易(yì)於遠程監控等方麵比較,選擇(zé)自來(lái)水流量(liàng)計比超聲波流量計(jì)更適合。事(shì)實上,公司計量科多年(nián)來堅(jiān)持定期對在線(xiàn)自來水流量計進行現場比對檢測,相對誤差都滿足要求。
2、自來水流量計的遠程監控管理
2.1遠程監控係統的組成
自來水流量計遠程監控因(yīn)為使用現場地點與北海自來水公司調度中心管理係統傳輸方式的(de)不同而不同。其中禾塘、龍潭水廠自來水流量計(jì)輸出數據經總線輸(shū)入禾塘、龍潭水廠(chǎng)調度主機,通過adsl vpn或(huò)無線專網將數據(jù)傳輸到公司調度中(zhōng)心(xīn)係統;合浦工業園自來水流量計遠程監控(kòng)是由現場(chǎng)遠傳終端設備通過gprs將數(shù)據傳輸到公(gōng)司調度中(zhōng)心係統。
2.2自來(lái)水流量計現場遠程監控(kòng)終(zhōng)端係統(tǒng)(以合浦工業園自來水流量計現場遠傳終端為例)
合浦工業園自來水流量計現場遠傳終端設備由以下幾部(bù)份組成:
1.自來(lái)水流量計:包括傳ifs4000f傳感器和ifc300w信號轉換(huàn)器。
2.plc:選用西門子s7-200/224,含ai模塊及數據采集處理軟件等。
3.dtu設備:主動撥上gprs網絡,透明傳(chuán)輸(shū)協議。
4.直流(liú)穩壓(yā)電源:普通開關電源,為plc、dtu和一次儀表提供24v直流(liú)電源(yuán)。
5.不(bú)間斷電源:為自來水流(liú)量計交流(liú)用電(diàn)停電、斷電時(shí)提供電源。
6.天饋係統:dtu配套普通軟質(zhì)手機天線,可(kě)直接安裝(zhuāng)在控製箱頂。
7.機箱。
8.電源避雷(léi)器:選用進口避(bì)雷器,具備自修複功能(néng)。
基本的工作原理:自來水流量(liàng)計輸(shū)出數據傳(chuán)輸到現場終端plc,在dtu上主動撥(bō)上gprs網絡,與數據中心(dsc)實現tcp/ip協議進行雙向通信,由dtu軟件和用戶設備通過rs-232/485實現(xiàn)透(tòu)明(míng)可靠的數據傳輸,將數據傳輸到北海(hǎi)自來(lái)水(shuǐ)公(gōng)司調度中心管理係統實行(háng)遠程實時監控。
合浦工業園自來水流量計(jì)遠程監控係統圖如下圖:
3、自來水流量計的遠程監(jiān)控效果
北(běi)海自來水公司自從08年起對5個自來水流量計進行遠程實(shí)時監控,有(yǒu)效地對公司供水情況(kuàng)和(hé)管(guǎn)網情況進行實時了解,及時發現現場(chǎng)計量設備和(hé)運行情況,運行(háng)四年多來,效果令人滿意,達到了遠(yuǎn)程(chéng)監控的預期效(xiào)果。
3.1 對供水、用水情況進行實時監控
通過對電磁流量讀報實時監控,能及時了解生產水的供水規律和合浦工業園的用水規律,對供(gòng)水和用水情況進行分析、統計,可(kě)進(jìn)一(yī)步了解整(zhěng)個(gè)管網運行情況,科學地(dì)進(jìn)行供水調度(dù)。從圖3中可以查詢各測壓點水壓、各流量計的實時數(shù)據如瞬時流量、累計流量等。
3.2提供異常水量水費的結算依據
根據自來水流量計運行數據和遠程監控數據,利用係統可以對供(gòng)水和用水的曆史數據進行多時(shí)段、多參數查詢,從中(zhōng)可以計算某時(shí)段的水量,較準確處理異常用水計量糾紛。
3.3計量故障的及時報警
停電、斷電或沒有傳輸數據時會(huì)產生報(bào)警顯示等,通過報警能及時采取措施,減少損失,降低漏失率,提高水司的效益。
4、自來水流量計(jì)遠(yuǎn)程監控管(guǎn)理(lǐ)中存在問題
4.1 現場遠傳終端電源供電問題(tí)
由於(yú)合浦工業園結算(suàn)自來水(shuǐ)流量計使用的電源從園區中(zhōng)的中糧(liáng)公司接線,用電權限一直處於被動,曾經(jīng)出現多次人為或意(yì)外的斷電現象,隨後安(ān)裝(zhuāng)了不間斷電源,短期的(de)斷電(約6小時)可由不間斷電源向自來水流量計供電,並由終端設備向公司調度中心發出斷電報告(gào),但長時間的停電還是會(huì)產生不計量水量的,將造成供(gòng)水企業與(yǔ)用水戶之(zhī)間的水量核算糾紛(fēn)。經過多方協(xié)調,現在人為(wéi)斷電情況已很少發生。
4.2 自來(lái)水流量計準確性
公司(sī)出廠水流(liú)量計使用多年(nián)來比較滿意.但作(zuò)為貿(mào)易結算的合浦工(gōng)業園dn600自來水流量計選擇口(kǒu)徑時有點不匹配,因為合浦(pǔ)工業園目前隻有中糧集團這個用水大戶(hù),其它用戶(hù)用水較少。在2007年11月至2009年5月,每天用水(shuǐ)分布很不均衡(héng),瞬時(shí)流量在26-800m3/h以內波動。在170-300m3/h流量的低流速時用便攜式(shì)超聲波流量計比對檢測(cè)相對誤差為2.8%,在300-600m3/h流量的流(liú)速時比對檢測相(xiàng)對誤差為1.6%.所(suǒ)以低流速時相對誤差偏(piān)大。隨著合浦工業園用戶和水(shuǐ)量的增加,自來水流量計準確性(xìng)是(shì)能夠保證(zhèng)的。
4.3 防雷問題
突出問題是合浦工(gōng)業園自來(lái)水流量(liàng)計計量房選址空曠(kuàng),故在2008年(nián)4月份信(xìn)號轉換器受到雷擊,更換信號轉換器後加強(qiáng)了雙重防雷措(cuò)施,經過調(diào)試自來水流量計計量準確,數據傳輸很正常。但北海是南(nán)方沿海城市,是台風、雷擊重災區,加上雷電強度的不可預知,防(fáng)汛防雷工作要常抓不懈。
4.4 防鼠問題(tí)
南方沿海城市鼠害是很嚴重的,所以要加強計量井內電纜和(hé)計量間內信號電纜的防鼠工作,避免老鼠咬斷電纜引起不計量或數據信號的傳輸。
4.5 流量計的周(zhōu)期檢定
由於自來水流量計(jì)不能拆出檢定,所以周檢比較麻煩,隻能作現場(chǎng)檢定,費(fèi)用較高。合浦(pǔ)工業園自來水流(liú)量計(jì)從正常使用至今,在08年12月、09年10月分別請廣西計量檢測研究院(yuàn)進行了兩次現場檢(jiǎn)定,相對(duì)誤差均滿足計量精度要求,擁有合格檢定**。
4.6 長(zhǎng)期可靠(kào)的維護費用
例如合浦工業園(yuán)自來水(shuǐ)流量(liàng)計現場遠傳終端(duān)采用了流量計、遠傳(chuán)設備、交流供電、不間斷電源供電和gprs的方(fāng)式由公(gōng)司調度中心調度係統進行實時(shí)遠程監控,需要(yào)電源供(gòng)電、通信費用、設備維護費、車輛交通(tōng)和人員的維護費等,要搞好(hǎo)這些管理工作,才能保證更好地實施自來(lái)水(shuǐ)流量計遠傳監控管理,以較低的投入使(shǐ)公司獲得較大的可(kě)持續的經濟效益。
5、結束語
自來水流量計實行遠傳實時監測係統(tǒng)的應用(yòng)是供水計量信息管理的重要組成(chéng)部分,計算機技術和通信技術的高速發(fā)展,為供水企業解(jiě)決了用水大戶用水計量管理(lǐ)中的不足,隨著公司今後的(de)發展,會使用更多的大口徑流量計,對(duì)占據供水(shuǐ)企業重(chóng)要地位的大口徑流量計實施遠程實時監控,這將(jiāng)為供水管理部門分析供水、用水規律提(tí)供依據,采取有效措(cuò)施降低供水損失率,提高水費回收率發揮更大的作用。

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