|
|
|
AquaMaster - Remote water metering
AquaMaster - Giải Pháp Quản Lý Lưu Lượng Từ Xa Cho Mạng Cấp Nước |
|
|
| |
|
Trong vài năm trở lại đây, cả thế giới quan tâm đến việc tăng nhiệt độ trên toàn cầu, hiệu ứng nhà kính và việc bảo tồn các nguồn thiên nhiên quý hiếm trong đó có nguồn nước sạch. Để đáp ứng trực tiếp thách thức này cũng như yêu cầu của khách hàng, ABB đã phát triểnvà thương mại hóa một sản phẩm mới mang tính cách mạng trong ngành nước. Đó là lưu lựong kế điện từ thế hệ mới, AquaMasterTM, với khả năng truyền dữ liệu đo qua tin nhắn SMS từ các khu vực xa xôi đến trực tiếp cho các khách hàng thông qua mạng internet, báo trước một kỷ nguyên mới trong việc quản lý thất thoát nước. |
|
| |
|
Lưu lượng kế điện từ AquaMasterTM được ABB giới thiệu năm 1999. Thiết bị xuất hiện sau một chặng đường khá dài của việc ứng dụng những ý tưởng cơ bản của kỹ thuật điện từ vào một thị trường đã bị chi phối bởi các thiết bị đo lưu lượng cơ học. Trước khi AquaMasterTM được giới thiệu, các công ty phân phối nước chỉ sử dụng các thiết bị điện từ trong các ứng dụng ống có đường kính lớn như ống phân phối chính. ABB nhận thấy rằng ngày nay khách hàng có yêu cầu nhiều hơn từ một lưu lượng kế, các khách hàng không chỉ quan tâm đến bản thân thiết bị mà còn là các dữ liệu liên quan như là một phần của thông tin quản lý hệ thống. |
|
 |
|
| AquaMasterTM |
|
 |
|
AquaMasterTM - lưu lượng kế điện từ sử dụng pin - thiết lập một mức độ mới trong việc thực thi nếu so sánh với thiết bị đo lưu lượng cơ học thế hệ trước. So với độ chính xác ±2% của lưu lượng kế cơ học thì bằng việc sử dụng lưu lượng kế điện từ ABB AquaMasterTM cung cấp độ chính xác ±0.5%, điều này cũng có nghĩa lợi tức hàng năm sẽ tăng. Kết quả là nhiều khách hàng đã chuyển sang sử dụng AquaMasterTM ngay cho cả kích thước ống nhỏ cỡ DN40.
Bên cạnh những cải tiến về độ chính xác, AquaMasterTM có nhiều lợi ích được cải tiến trong kỹ thuật đo lường điện từ như:
|
|
- Không có các bộ phận chuyển động yêu cầu phải được bảo dưỡng định kỳ.
- Giá thành cài đặt thấp vì người sử dụng không cần có hệ thống van để cách ly lưu lượng kế trong khi bảo dưỡng hay thay thế.
- Có khả năng bị ngâm chìm trong nước hay chôn sâu dưới đất mà không cần thiết lập khoảng không gian phụ.
- Không có các bộ phận chuyển động cũng có nghĩa rằng sự chính xác của việc ghi nhận số liệu sẽ không bị suy giảm vì sự hao mòn theo thời gian.
- Có một hệ số turndown rất cao cần để chắc rằng thiết bị sẽ chính xác cả ở lưu tốc cao và thấp. Lưu lượng kế AquaMasterTM ngày nay được chứng nhận chất lượng toàn cầu (ISO) và Measuring Instruments Directive (2004/22/EC) có hệ số turndown là 1000:1.
- Lưu lượng kế rất ít bị tác động bởi sự nhiễu loạn lên hay xuống của dòng chảy ngay cả khi được thiết lập gần đoạn ống cong hay gần van.
|
|
| |
|
Lưu lượng kế AquaMaster |
|
Lưu lượng kế kiểu cũ |
| Thuận lợi: |
|
Thuận lợi: |
- Không có các phần tử chuyển động nên không có sự hao mòn và không yêu cầu phải được bảo dưỡng định kỳ
- Không cần bộ lọc
- Giá trị đọc luôn chính xác, không phụ thuộc tuổi thọ thiết bị
- Khả năng ghi nhận lưu lượng và áp xuất
- Giá trị lưu lượng có thể ghi nhận tức thì ở khoảng cách xa thông qua GSM
- Sau khi được lắp đặt đúng cách có thể hoạt động không cần sự can thiệp tới 10 năm.
|
| Bất lợi: |
- Chi phí lắp đặt ban đầu cao (so với kiểu cơ)
- Yêu cầu lắp đặt đúng phương pháp
|
|
|
| Chi phí lắp đặt ban đầu thấp |
| Bất lợi: |
- Phải thường xuyên được kiểm tra bảo dưỡng định kỳ
- Trong khi bảo dưỡng phải trang bị thêm van để tắt hay hạn dòng
- Giá trị đọc phụ thuộc vào sự hao mòn vật lý
- Tuổi thọ chỉ khoảng 05 năm
- Cần phải thiết lập 02 đồng hồ lưu lượng song song để có được hệ số turndown lớn.
- Để có độ chính xác cao hơn phải tăng độ dài thẳng của ống.
|
| |
|
|
|
 |
|
| Aquamaster TM S : |
|
 |
|
AquaMasterTM S thường được trang bị kết hợp với tùy chọn như cảm biến áp suất, bộ phận thu nhận và lưu trữ số liệu.
AquaMasterTM S tách biệt sự kết nối hệ thống và cài đặt cấu hình.
Với sự kết nối hiệu quả giữa thiết bị đo và bộ thu nhận dữ liệu, dữ liệu với độ phân giải cao sẽ được lưu trữ với bất kỳ tầng suất.
Với giải pháp bộ ghi dữ liệu ngoại vi trước đây thường dùng thì những xung sẽ được ghi nhận vào bộ ghi nội tại, nhưng do giới hạn tầng số của lưu lượng kế nên chỉ một số giới hạn xung có thể ghi nhận, vì thế với một lưu lượng kế có hệ số turndown lớn thì không thể ghi nhận hoặc cho sai số tới hơn 10%.
Với AquaMasterTM, sự kết nối số trực tiếp đến bộ thu nhận dữ liệu làm giảm sai số một cách đáng kể. Thêm vào đó AquaMasterTM cung cấp một kênh dữ liệu tốc độ cao, độ phân giải ghi nhận nội tại có thể lên tới 15 giây. Giá trị này vô cùng quan trọng để nắm bắt khoảng thời gian quá độ trong kiểm tra phân cấp mạng lưới. Trong mạng phân phối nước, kiểm tra phân cấp mạng lưới là sự thiết lập kỹ thuật tốt cho việc xác định mất mát trong một khu vực cấp nước cục bộ. Nó yêu cầu thiết lập một khoanh vùng, nơi đó nước được cung cấp thông qua một lưu lượng kế đơn sau khi tất cả các van nhánh đã được khóa lại. Sự sụt dòng chứng tỏ đoạn ống bị rò rỉ.
|
|
|
|
Trong hình minh họa trên, một van của vùng kiểm tra đã được khóa lúc 02h30’ và một van khác xa hơn được khóa lúc 02h40’. Với bộ ghi dữ liệu lấy mẫu 01 phút sự rò rỉ được xác định rõ ràng, từ biểu đồ nhận thấy lưu lượng đột ngột giảm một cách đáng kể khoảng 1.5 m3/giờ.
AquaMasterTM S là thiết bị đo lưu lượng đầu tiên trên thế giới có thể nâng cấp phần sụn (firmware) thông qua GSM, cho người sử dụng thiết lập những nâng cấp được tải về và cài đặt vào.
AquaMasterTM S có những đặc điểm nổi bật như sau:
- Đo lưu lượng với độ chính xác cao (± 0.5%)
- Đo áp suất
- Ghi nhận và lưu trữ dữ liệu mỗi 15 phút hay 15 giây (thiết bị ghi nhận không bán kèm)
- Phần giao tiếp thiết bị (firmware) có thể nâng cấp thông qua GSM
- Vượt quá yêu cầu của tiêu chuẩn ISO 4064 lớp B và lớp C
- Kích thước mặt bích từ 15mm cho tới 600 mm nên có thể đáp ứng tất cả các kích thước của hệ thống cung cấp nước sạch
- Về chi phí lắp đặt, AquaMasterTM S giảm thiểu tới mức tối đa chi phí lắp đặt với hệ thống cảm biến lưu lượng đạt tiêu chuẩn IP 68 (chống nước, chống bụi) do đó thiết bị cảm biến có thể được chôn lấp mà không phải xây hố tạo khoảng không gian cần thiết.
- Thiết bị không có giới hạn về lưu lượng đo được do đó không cần thiết lập rẽ nhánh khi có yêu cầu kiểm tra bảo dưỡng định kỳ thiết bị
- Cấu tạo thiết bị dẫn hướng đặc biệt bên trong nên giảm yêu cầu về chiều dài đoạn ống thẳng trước và sau thiết bị
- Hệ thống cảm biến thông minh chỉ cần cài đặt và có thể cho ngay số liệu, không có trở ngại trong lắp đặt
- Không giống như các thiết bị đo cơ, thiết bị đo điện tử có thể hoạt động tốt ở mọi hướng lắp đặt
- Hệ thống có thể được cài đặt ở 02 loại nguồn, nguồn pin có tuổi thọ 03 năm và nguồn xoay chiều
- Bộ hiển thị có thể tách rời và hoạt động tốt trong bán kính 200m từ bộ cảm biến
- Hệ thống hoàn toàn không có thành phần chuyển động nên không có khái niệm mòn và thay đổi độ chính xác do đó không cần thiết có sự bảo dưỡng định kỳ ngoàii việc thay nguồn pin cho hệ thống
- Bộ hiển thị số rõ ràng đầy đủ thông số kỹ thuật với chiều cao ký tự l 5mm, đơn vị hiển thị có thể được cài đặt thay đổi theo yêu cầu hoặc chỉ hiển thị thông số cần thiết
- Tương thích với các hệ thống thu thập dữ liệu của các hãng khác như : Technolog PMAC, Primayer Primeware, OSI PI database, IBV WADIS…
- Thông tin từ thiết bị đo có thể truy cập từ xa qua mạng GSM (bằng modem hay bằng tin nhắn SMS) |
|
| |
|
Chi tiết về khả năng ghi dữ liệu thuận lợi:
AquaMasterTM S bao gồm một bộ ghi nhiều kênh, nhiều biến. Khả năng của bộ ghi nhận là có thể hoạt động đồng thời ở 02 tốc độ, cho người sử dụng khả năng điều tra chi tiết và chính xác về lưu lượng và áp lực trong thời gian vận hành. Bộ ghi dữ liệu ghi nhận cả 02 thông số lưu lượng và áp suất thông qua bộ chuyển đổi số trực tiếp để tối ưu hóa sự chính xác và độ phận của giá trị đo. Hình minh họa dưới đây mô tả chi tiết về hoạt động của bộ ghi dữ liệu lưu lượng và áp suất.
|
|
|
|
Với kỹ thuật truyền thống của việc đếm xung trong một khoảng thời gian nội tại để lượng tử hóa ảnh hưởng tới đáp ứng của toàn những xung trên biểu đồ như hình sau.
 |
|
AquaMasterTM S cách ly những ảnh hưởng như vậy, số hóa mức trung bình thông qua khoảng thời gian nội tại xác định. Với độ phân giải dữ liệu cao, khả năng dễ dàng xác định rò rỉ và phân tích hệ thống. Đặc điểm ghi nhận dữ liệu nội tại, đặt điểm đồng bộ thời gian một cách tự động tiên tiến, chắc chắn rằng khi kết hợp giá trị lưu lượng và áp suất với các thiết bị lưu lượng khác thì sự đồng bộ một cách chính xác trên toàn mạch.
Với ứng dụng tính toán thu nhập, không chỉ là thông tin về lưu lượng và áp suất sẵn có mà còn bao gồm cả tổng tích lũy và bảng liệt kê chi tiết bao gồm tổng lưu lượng (dòng thuận, dòng nghich, dòng tĩnh) và bảng liệt kê chi tiết tổng lưu lượng mỗi đêm… 365 ngày được lưu giữ trong bộ nhớ. Quá trình đọc và ghi dữ liệu không can thiệp vào xung nội tại hay việc ghi nhận dữ liệu từ nguồn. Hơn nữa việc truy cập dữ liệu được bảo mật bằng mật mã tránh sự can thiệp cố ý từ bên ngoài.
Mobile Phone Data Transmission (CSD) và Text Messaging (SMS):
Truyền dẫn dữ liệu thông qua mạng điện thoại thường liên quan đến kỹ thuật gọi là chuyển mạch (CSD). Một thẻ SIM cần phải sử dụng để có dữ liệu thì được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ. Lợi ích của việc này là dữ liệu được truyền nhận trực tiếp trong thời gian thực và cả những dữ liệu đang được lưu trữ bởi bộ hiển thị.
Tin nhắn dạng ký tự thì được sử dụng trong trao đổi dữ liệu dạng ký tự. AquaMasterTM sử dụng kỹ thuật này để chuyển những lệnh và những dữ liệu ở dạng ký tự. Lợi ích của kỹ thuật này là dữ liệu có thể được cài đặt để chuyển một cách tự động. Một mạng các bộ lưu lượng có thể được thiết lập để gởi dữ liệu mỗi ngày hay trong vòng 24 giờ ghi nhận dữ liệu đến cho nhân viên. Thêm vào đó mức độ tín hiệu tối thiểu dùng cho chuyền nhận tin nhắn thấp hơn so với chuyển nhận dữ liệu thoại và dữ liệu tin nhắn không cần thiết phải đồng bộ, cổng dữ liệu tin nhắn có thể chờ cho đến khi hệ thống người nhận sẵn sàng nhận hay nói một cách khác là không yêu cầu hai bên truyền - nhận không cần phải “online” đồng thời.
AquaMasterTM S cho người sử dụng khả năng truy cập 03 bộ ghi nội tại thông qua CSD hoặc SMS. Khả năng này thực hiện thông qua một bộ tích hợp cùng với Transmitter, chứa mạch di động và một thẻ SIM. AquaMasterTM cho người sử dụng cài đặt thẻ SIM theo tùy ý. Khi bộ truyền dữ liệu được cung cấp nguồn ngoài, hệ thống luôn ở tình trạng hoạt động tuy nhiên khi sử dụng nguồn pin, hệ thống này được kích hoạt theo thời gian được cài đặt sẵn để truyền dữ liệu.
Thông qua tin nhắn ký tự AquaMasterTM có thể cung cấp các thông tin như:
- Báo cáo về lưu lượng và áp suất
- Báo cáo chỉ những thông số mà người sử dụng yêu cầu
- Tổng lưu lượng
- Các cảnh báo…
- Mỗi thông tin có thể được gởi đến bất cứ 01 trong 03 số điện thoại được cài đặt, hoặc thông tin cũng có thể được dẫn trực tiếp về PC. Để việc truyền thông tin được hiệu quả AquaMasterTM được trang bị hoặc an-ten ngầm hoặc an-ten ngoài gắn kết hợp tại nơi đặt bộ hiển thị. Để chắc chắn đáp ứng được tín hiệu truyền nhận, AquaMasterTM kiểm tra cường độ tín hiệu tại nơi được lắp đặt
|
|
|
|
Hỗ trợ phần mềm :
ABB cung cấp LogMaster, một phần mềm đơn giản dễ sử dụng, cung cấp thông tin cục bộ đến AquaMasterTM S. Nó cho phép điều khiển toàn diện và tải dữ liệu từ bộ ghi nhận hiện trường. Tập tin dữ liệu lưu được có thể xuất ra dạng CSV (Comma-Separated Values) hay biểu đồ cột của MicrosoftTM Excel hoặc những dạng bảng tính. LogMaster tương thích hoàn toàn với WindowsTM 98, NT, Windows XP với nhiều hỗ trợ ngôn ngữ khác nhau.
AquaMasterTM S tương thích với nhiều phần mềm theo chuẩn công nghiệp khác như TechnologTM [PMAC], Hydreka Winfluid, PrimayerTM, OSITM PI database and Capula Beaver Valley [WADIS] dùng để quản lý, phân tích và hiển thị dữ liệu hoặc thông qua kết nối trực tiếp RS232 hay GSM.
Cung cấp dữ liệu tới khách hàng
Đo đạc và ghi nhận dữ liệu và những chọn lựa thêm như áp suất chỉ là một phần những yêu cầu. Chuyển giao những dữ liệu thu thập có chọn lựa tới máy tính khách hàng, quản lý thông tin hay rò rỉ của hệ thống mới là toàn bộ vấn đề. Dữ liệu được nhận dưới dạng SMS thông qua bộ nhận tin nhắn dạng ký tự SMS hay thông qua một cổng SMS được cung cấp bởi ABB.
Trong một vài ứng dụng bảo mật thông tin là thật cần thiết. Để bảo vệ dữ liệu khỏi những cặp mắt tò mò, AquaMasterTM SMS mã hóa luồng dữ liệu với hệ thống 02 mã khóa. Giải thuật mã khóa dựa trên kỹ thuật mã hóa bất đối xứng (hay mã công khai - Public Key Cryptography - hiện tại được xem là chưa thể phá mã được). Mỗi một AquaMasterTM trên thế giới có duy nhất một mã hash và một mã dịch vụ - được thay đổi mỗi khi nó được sử dụng để bảo vệ mã thứ nhất. Dữ liệu dạng ký tự nhận được giải mã bởi liên kết dữ liệu động (DLL) của Windows cung cấp bởi ABB. Ứng dụng ABB xử lý tất cả các tin nhắn, dữ liệu vào ra của AquaMaster và chuyển vào cơ sở dữ liệu. Để thống nhất toàn cầu ABB sử dụng chuẩn công nghiệp SQL 92. Để hỗ trợ nền tảng cơ sở dữ liệu độc lập, ABB cũng hỗ trợ dạng thức XML. Tất cả các ứng dụng của ABB dựa trên nền kỹ thuật .NET, làm việc tốt trên hệ thống từ Windows 2000 trở về sau. Dựa trên nền tảng Internet, thông tin sẵn có cho những khách hàng đã đăng ký với nhà cung cấp dịch vụ, không cần phải cài đặt thêm một phần mềm nào trên máy tính, chỉ là trình duyệt và một kết nối Internet.
AutoChartTM trên nền tảng SQL Server phân phối thông tin đến khách hàng dưới dạng biểu đồ cột hay đồ thị liên tục. |
|
| |
|
|
|
| |
|
Bộ truyền dữ liệu :
Bộ truyền dữ liệu có màn hình hiển thị LCD 09 ký tự, có các đặt tính sau :
- Hiển thị thông tin toàn diện
- Có thể bị ngâm chìm trong không gian ngập nước, chuẩn bảo vệ IP 68 (NEMA 6):
- Thiết kế đóng hộp kim loại hoạt động nguồn pin với 02 pin hoạt động 03 năm hay nguồn ngoài có hoặc không có nguồn pin, cáp cấp nguồn thông qua những miếng đệm hay ghép nối chân cắm kiểu quân sự
- Thiết kế hộp sắt bên ngoài bọc nhựa, hoàn toàn kín, cấp nguồn bởi 01 bộ pin với 06 năm hoạt động, giao tiếp bên ngoài thông qua ghép nối chân cắm kiểu quân sự. Loại bộ truyền dữ liệu này được đặt hàng đặt biệt, tách biệt với bộ cảm biến
- Bảo vệ dữ liệu an toàn và có thể cài đặt lại, hai mức độ bảo mật cho người dùng, chống can thiệp với công tắc cứng và nắp bảo vệ
- Màn hình LCD 09 ký tự, chiều cao ký tự 08 mm
- 03 ngõ tín hiệu
Bộ truyền có thể được gắn trực tiếp hay tách rời khỏi bộ cảm biến. Mặt khác với tiêu chuẩn tích hợp hệ thống sử dụng một bộ gá được thiết kế cho phép bộ truyền dữ liệu có thể được tách ra khỏi bộ cảm biến mà không ảnh hưởng tới nội tại bộ truyền hay bộ cảm biến.
Cài đặt :
Bất chấp các yêu cầu về cài đặt hoặc địa điểm, AquaMasterTM S cung cấp giải pháp về giá thành cài đặt. Cả bộ cảm biến và bộ truyền dữ liệu có thể hoàn toàn bị ngâm chìm trong nước, thêm vào đó bộ cảm biến thì có thể chôn lấp nên không cần phải thiết lập khoảng không gian. Sự cài đặt hiếm khi liên quan tới việc đào xới đường ống sẵn có, chỉ đào hố nơi thuận tiện nhất cho người sử dụng để thiết lập bộ cảm biến, san lấp và có thể hoạt động. Không lệ thuộc vào các thành phần như là bộ tách khí, thiết lập ống nhánh.
- Không cần yêu cầu trùng khớp thông tin về cài đặt giữa bộ cảm biến và bộ truyền dữ liệu
- Bộ cảm biến lưu trữ tất cả các thông số kiểm tra, cài đặt hiện trường.
- Thông số về lưu lượng được sao lưu mỗi 05 phút trong nội tại bộ cảm biến
Đặt tính đo của AquaMaster S :
Dải đo rộng, độ chính xác tối ưu, sự chuẩn hóa ổn định có nghĩa là AquaMaster S thiết lập một tiêu chuẩn thực thi mới trong công nghiệp nước.
Kiểm tra đặt tính thực thi được tiến hành cho ống 80 mm (03 inch), đặt tuyến AC trong hình sau minh họa AquaMaster đã vượt quá yêu cầu của tiêu chuẩn ISO 4064 như thế nào về cả sự chính xác và lưu lượng min – max.
 |
|
Nối đất :
Nối đất là một phần quan trọng trong cài đặt thiết lập AquaMaster và đóng một phần quan trọng trong việc chắc chắn về tối ưu quá sự chính xác của đo lưu lượng, nhưng nối đất là gì và tại sao nó lại cần thiết ?
AquaMaster hoạt động dựa trên nguyên lý Faraday phát biểu về lực điện trường phát sinh bởi một cuộn dây đi xuyên qua một từ trường tỉ lệ với chiều dài cuộn dây và tốc độ dịch chuyển.
Trong những ứng dụng đo trong nước, vấn đề có thể xảy ra với sự vượt quá mức của nhiễu tạo bởi những vật chất điện hóa học như muối và khoáng chất hiện diện trong nước, những vật chất này có thể tác động với nhau để tạo ra sự nhiễu loạn điện tích. |
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|