JAK VYBRAT ŘEŠENÍ PRO MONITOROVÁNÍ HLADINY KANALIZACE

JAK VYBRAT ŘEŠENÍ PRO MONITOROVÁNÍ HLADINY KANALIZACE

 

Senzory hladiny kanalizace jsou „očima a ušima“ vodáren pro kontrolu toho, co se děje v jejich podzemním světě. Až donedávna byly obrovské kanalizační stavby plánovány a ponechány bez dozoru a čekaly na nějaké katastrofické selhání. V dnešní době stále více veřejných služeb a místních samospráv pečlivě sleduje svou nákladnou infrastrukturu. Některé z výhod monitorování hladiny kanalizace jsou:

▪ Předběžná detekce podmínek blokování

▪ Vyslání týmů údržby na správné místo ve správný čas

▪ Prevence ekologických katastrofických událostí, jako je vypouštění odpadních vod z města

▪ Účetnictví a kalkulace odpadních vod vypouštěných průmyslovými závody

▪ Pomoc při dlouhodobém plánování kanalizačních linek na základě skutečných profilů využití

Tento krátký článek How-To je vodítkem pro energetické společnosti plánující implementaci řešení monitorování hladiny kanalizace. V tomto článku jsou popsány čtyři důležité problémy, které jsou uvedeny níže:

▪ Trvanlivost kandidátského řešení

▪ Provoz v prostředí s nebezpečím výbuchu

▪ Komunikace a záznam dat

▪ Dostupné údaje o měření

 

1. Trvanlivost

Součásti systému, které jsou instalovány v kanalizaci, musí odolávat náročným podmínkám prostředí. Na prvním místě v seznamu nepřátelských hrozeb jsou:

▪ Fyzické selhání

▪ Pronikání tekutin a vlhkosti

Fyzikální selhání může být způsobeno tím, že pevné částice odpadních vod interferují s měřicím mechanismem. Tento typ poruchy je nejzřetelnější u ponořených senzorů, jako jsou mechanické plováky a tlakové senzory. Použití bezkontaktních senzorů, jako jsou radarové nebo ultrazvukové senzory, snižuje míru fyzických poruch, ale nemusí nutně tyto poruchy eliminovat. Zejména při přetečení kanalizace se mohou na bezdotykové čidlo ulpívat různé druhy látek a blokovat jeho vyzařovací plochu.

 

Průnik kapalin může způsobit nevratné selhání systému. Proto je vyžadována velmi vysoká rychlost utěsnění. Formální míra utěsnění IP68 (nebo NEMA 6P) není v kanalizačním prostředí dostatečná. Kombinace toku kapaliny, chemikálií a reaktivních plynů jsou podmínky, které se běžně netestují při laboratorním ověřování stupně těsnění IP68 (NEMA 6P).

 

Shrnutí: Při kontrole vhodnosti řešení monitorování kanalizace v kategorii odolnosti upřednostňujte bezkontaktní senzory instalované vysoko v kanalizaci. Hledejte také další podpůrný těsnící mechanismus, jako je dvojité těsnění nebo zaručená plánovaná a komplexní preventivní údržba.

 

2. Výbušné plyny

V některých kanalizačních lokalitách se mohou vyskytovat výbušné plyny. Metan je typický plyn, který lze nalézt v podzemních kanalizacích. Při správné koncentraci plynu může jiskra zapálit plyn a způsobit jeho explozi. Řešení monitorování kanalizace by mělo mít možnost bezpečného použití ve výbušném prostředí. Další požadavky na výbušný bezpečný systém zvýší cenu a mohou také snížit výkon. Proto jsou v kanalizačních lokalitách, kde nehrozí nebezpečí výbušných plynů, preferovány standardní systémy. Systémy, které lze bezpečně používat ve výbušném prostředí, musí být doprovázeny řádnou certifikací od jednoho nebo více mezinárodních nebo místních normalizačních orgánů. Nejuznávanější certifikace jsou:

▪ ATEX (evropská norma)

▪ FM (americký standard)

▪ IECEx (mezinárodní)

Mohou však platit další místní předpisy, jako například:

▪ NEPSI (Čína)

▪ GOST (Rusko)

Způsoby ochrany se liší: od krytů odolných proti výbuchu až po elektronické obvody jiskrově bezpečné. Je důležité poznamenat, že certifikace musí platit pro systém jako celek. Nasazení systémových komponent, kde je každá komponenta certifikována samostatně, nezaručuje, že bude certifikováno kompletní řešení.

 

3. Komunikace a protokolování dat

Informace se obvykle získávají ze senzoru kanalizace jedním z následujících způsobů:

▪ Lokální protokolování doprovázené pravidelnými návštěvami kanalizace za účelem stažení dat

▪ Bezdrátový přenos typu RF Radio

▪ Bezdrátové přenosy typu Cellular

Místní protokolování je spolehlivá technika, protože nezahrnuje bezdrátovou komunikaci. Místní záznamníky zvyšují systémové náklady, ale obvykle ne tolik jako bezdrátové vysílače a komunikační infrastrukturu. Hlavní nevýhodou je další manipulace a zapojení člověka do stahování protokolovaných dat. Toto zapojení zvyšuje náklady a je náchylné k chybám.

 

Bezdrátové přenosy jsou klasifikovány podle jejich komunikační infrastruktury. Použití RF rádiové infrastruktury zahrnuje vyhrazenou komunikační infrastrukturu a použití regulovaných RF frekvencí. Povolené frekvence pro tuto aplikaci se mohou v různých zemích lišit. V některých případech je RF komunikační infrastruktura dvouvrstvou strukturou, kde senzor v poli vysílá do místního rozbočovače a rozbočovač vysílá (po drátech nebo bezdrátově) do centrálního umístění. Hlavní výhodou řešení založených na RF rádiu je spolehlivost a pokrytí na míru. Hlavní nevýhodou je potřeba zřídit vyhrazenou infrastrukturu a problémy s místní regulací.

 

Alternativou k vysokofrekvenčním rádiovým přenosům je použití stávající celulární infrastruktury. Velká výhoda tohoto schématu pochází z využití výhod stávající komunikační infrastruktury, a tedy nižších nákladů. Kanalizace se obvykle nachází v městských oblastech, kde je dobré mobilní pokrytí. Nevýhoda použití mobilních komunikací je zřejmá v hlubokých nebo kovově uzavřených kanalizacích. Na těchto místech nebo místech, kde jsou obvodové konstrukce kombinované betonové/kovové konstrukce, může být pokrytí podzemními buňkami nízké nebo vůbec žádné. Externí antény mohou v některých případech tyto problémy obejít.

 

4. Údaje o měření

Snímače hladiny kanalizace nejsou nutně omezeny na měření hladiny. Další údaje mohou rozšířit možnosti senzoru:

▪ Úroveň

▪ Průtok

▪ Teplota

▪ Ostatní senzory obecného typu

Informace o úrovni kanalizace jsou zásadní pro identifikaci podmínek přetečení, ucpání, nadměrného používání potrubí, dlouhodobé plánování a další.

 

Údaje o průtoku kanalizace (například v metru krychlovém za hodinu) a údaje o objemu stoku (v metru krychlovém) jsou dalším stavebním kamenem informací. Informace o toku lze extrahovat z informací o úrovni jedním ze dvou způsobů:

 

▪ Použití žlabů nebo přepadů uvnitř kanalizačního potrubí nebo pod průlezy

▪ Použití Manningova vzorce

Snímání teploty také rozšiřuje užitečnost systému. Krátkodobé zvýšení teploty může naznačovat například vypouštění průmyslového odpadu do kanalizace.

 

A konečně, možnost připojení k dalším senzorům prostřednictvím nějakého standardního protokolu může dále zvýšit efektivitu systému. Tyto další senzory mohou být chemického typu (jako je PH) nebo biologického typu. Je však třeba poznamenat, že nezávislá čidla připravená k připojení k terminálu pro všeobecné použití jsou na trhu k dispozici jen zřídka.