Sistema de monitoreo de fugas de tuberías de la red de abastecimiento de agua

I. Resumen del sistema

La presión de transporte de agua de la red de abastecimiento de agua es alta, durante el proceso de transporte de agua, debido a la apertura o cierre repentino de la válvula, la velocidad de flujo cambia repentinamente, la presión de la tubería producirá grandes fluctuaciones, produciendo un efecto Martillo de agua. El martillo de agua es extremadamente destructivo: una presión demasiado alta causará la ruptura de la tubería, por el contrario, una presión demasiado baja causará el colapso de la tubería, pero también dañará las válvulas y las piezas de fijación, amenazando seriamente la seguridad del sistema de suministro de agua.

Para reducir el efecto Martillo de agua y garantizar la seguridad del sistema de suministro de agua, es necesario establecer un sistema de protección Martillo de agua. Contiene un conjuntoSistema de monitoreo de fugas de tuberías de la red de abastecimiento de aguaContiene hidrófonos, sensores de presión de alta frecuencia, equipos de adquisición y transmisión de datos rtu y software, utiliza hidrófonos cerámicos piezoeléctricos dispuestos en tuberías para escuchar el ruido de fuga de la red de tuberías, juzga la ubicación y el tamaño del punto de fuga a través del análisis del procesamiento de señales acústicas, y adopta algoritmos de posicionamiento y algoritmos de reconocimiento de patrones para localizar con precisión. Como sensor frontal, el hidrófono de cerámica piezoeléctrica conecta sin problemas el Centro de adquisición y control de datos automatizado de campo de tuberías para la tecnología de transmisión de red inalámbrica de datos frontal de adquisición automatizada de campo de tuberías.

II. parámetros técnicos

1. hidrófonos

Rango de frecuencia de trabajo: 20hz a 50khz

Sensibilidad de baja frecuencia: - 172db vre: 1v / μpascal

水平指向性：± 2.0dB@125kHz

Profundidad de trabajo: 500 metros

Temperatura de trabajo: - 40 a 80 ° C

Presión estática: 68 Bar

Bajo ruido, alta durabilidad y necesidad de sumergirse en agua

2,Sensor de presión de alta frecuencia

Frecuencia de muestreo: 64 / 128 / 256 Hz para satisfacer las necesidades de análisis

Rango: 0 a 300 psia, que debe cumplir con el monitoreo de presión negativa;

Precisión: ≤ 0,1% FS

Tiempo de respuesta: ≤ 1 ms

Tensión: 5v + / - 0,5v

Señal de salida: 0 - 30 / 100mv

Temperatura de trabajo: - 40 ℃ ~ 80 ℃.

Presión estática: 68 Bar

Material: película de aislamiento de acero inoxidable

Nivel de protección: ip68

3,Adquisición y transmisión de datos (rtu):

La rtu es un equipo instalado y en el sitio, un módulo terminal integrado e integral que integra energía, adquisición de datos, comunicación inalámbrica y otros módulos, y puede elegir diferentes formas de acuerdo con la situación de la construcción en el sitio. La adquisición y comunicación del sensor se interrumpe con un módulo incorporado de conversión de energía, un módulo de comunicación inalámbrica y un módulo de recepción de señales satelitales, que puede proporcionar energía y recoger señales con audífonos de suministro de agua y sensores de presión, y luego enviarlas al servidor del Centro de monitoreo a través de la red inalámbrica después del análisis preliminar de la señal.

Entrada analógica 6 canales se pueden conectar 0 - 5v / 0 - 20ma / 4 - 20ma

El número de dígitos de muestreo es de 16 dígitos y se puede recoger audio.

La velocidad de muestreo más alta de 100 kHz se puede configurar con comunicación inalámbrica 4G para cubrir 2G / 3G hacia abajo, con interfaz de tarjeta sim, soporte para comunicación de fibra óptica, soporte para servidores serie, soporte para protocolos Ethernet generales como profinet.

Comunicación por cable rs485 2, soporte modbus

Tiempo de corrección automático GPS / precisión Beidou 1pps

Después de que la fuente de alimentación externa falla, la batería de litio incorporada cumple con el funcionamiento del equipo en el sitio durante al menos enero, la fuente de alimentación externa 9 - 36v DC cumple con el voltaje de salida del dispositivo de alimentación solar, que puede conectarse a la fuente de alimentación externa: 12vdc, cambiando automáticamente la fuente de alimentación incorporada a través del software.

4. software de monitoreo

(1) funciones básicas del sistema

Interfaz básica del sistema

En la parte inferior del sistema se utilizan datos básicos de la capa de información geográfica, y se cargan capas como datos de la red de tuberías y datos de la estación por encima de la capa básica de información geográfica para realizar un sistema de información basado en la exhibición de mapas.

El sistema proporciona herramientas básicas basadas en la operación del mapa, que pueden arrastrar y ampliar el mapa.

El sistema proporciona la función de cargar los datos de la red de tuberías, que se pueden distinguir en diferentes colores de acuerdo con la edad de la tubería, la tubería, el calibre y otros atributos, y se muestran en el sistema. Haga clic en el segmento de la red de tuberías para ver los detalles de la tubería.

El sistema proporciona la función de cargar válvulas y nodos. Después de cargar, se puede seleccionar para ver los detalles de la instalación.

El sistema proporciona la función de cargar el sitio de monitoreo, que se puede seleccionar a través del ratón o la herramienta de lazo.

Función de consulta de datos

Después de seleccionar con el ratón o con la herramienta de lazo, el sistema aparece la ventana de consulta de datos del sitio seleccionado, a través del filtro de datos, selecciona el tipo de datos a consultar (por ejemplo: presión, sonar, voltaje del dispositivo, etc.), el período de tiempo de fecha de los datos, la resolución de los datos.

El sistema proporciona una herramienta gráfica de visualización de datos que puede mostrar los datos seleccionados en curvas, gráficos de columnas, etc. la misma ventana de visualización de datos puede superponer datos de varios tipos de datos, lo que facilita el análisis combinado de los datos por parte de los analistas.

La herramienta de visualización gráfica de datos proporciona herramientas como arrastre de curva, selección de resolución de datos, selección de rango de fecha de consulta y conversión gráfica.

(2) función de alarma del sistema

Exhibición de alarma

El sistema proporciona una herramienta de alarma totalmente automatizada. a través de una serie de Aprendizaje automático y análisis de datos, el sistema retroalimenta los eventos de datos anormales en la red de tuberías al personal de monitoreo en forma de alarma. el personal de monitoreo evalúa la información de alarma en combinación con la información de alarma dada por el sistema y el funcionamiento real de la red de tuberías, y detecta e interviene situaciones anormales como fugas, explosiones de tuberías y transeúntes de presión de la red de tuberías en el menor tiempo posible.

Los tipos de alarma se dividen principalmente en los siguientes tres tipos, mientras que el riesgo se define como bajo, medio y alto nivel de acuerdo con la situación de los datos. Al mismo tiempo, se proporcionan herramientas de análisis de alarma en cada módulo de alarma.

1) alarma instantánea de presión: cuando el sistema juzga que se produce un transitorio de presión, el sistema compara el tiempo y la magnitud del transitorio en la Biblioteca histórica, definiendo así el riesgo del transitorio, si el riesgo supera el umbral, se activa la alarma.

2) alarma de presión de baja frecuencia: el sistema evalúa el rango de presión del período de tiempo correspondiente de acuerdo con los datos históricos de presión de operación de la red de tuberías anteriores, y cuando la presión de la red de tuberías es superior o inferior a este rango de presión, se activa la alarma de presión.

Alarma acústica de fuga: el sistema evalúa los datos acústicos y activa la alarma cuando el aumento de los datos de energía acústica supera el umbral de aumento.

Análisis de alarma

Análisis de alarma instantánea de presión: la función de alarma instantánea de presión proporciona una herramienta de análisis gráfico de los datos instantáneos de presión, que muestra el gráfico de curva instantánea, el gráfico de curva de presión de baja frecuencia, el gráfico de curva de rango de presión y el gráfico de distribución de eventos de presión en la página, respectivamente. La fuente instantánea de presión se localiza superponiendo varias curvas transitorias de presión. El gráfico de distribución de tiempo de presión se puede dividir en valores anormales al mismo tiempo, valores anormales clave, todos los valores anormales, y se muestra en la interfaz gráfica en forma de matriz de puntos.

Análisis de alarma de presión de baja frecuencia: la función de alarma de presión de baja frecuencia proporciona una herramienta de análisis gráfico de datos instantáneos de presión, mostrando la curva de presión de baja frecuencia y la sombra del rango de presión en la página. Proporciona herramientas gráficas que pueden superponer diferentes estaciones y otros datos de monitoreo, como datos acústicos, para el análisis de consultas combinadas.

Análisis de alarma de fugas acústicas: el sistema de análisis de alarma de fugas acústicas proporciona herramientas de análisis gráfico de datos acústicos para evaluar los datos acústicos. La intensidad acústica se muestra en forma de gráficos o curvas a través de herramientas de exhibición gráfica. Al mismo tiempo, se proporcionan datos acústicos de diferentes fechas y el mismo momento para la comparación, los datos acústicos se muestran de manera gráfica, y las características acústicas se muestran a través de colores, curvas y gráficos para lograr el análisis científico de datos y el juicio de fugas.

(3) función del navegador de datos de sonar

Los usuarios pueden analizar los datos acústicos de la red de tuberías recogidos a través del navegador de datos de sonar. El navegador de datos de sonar tiene las siguientes funciones:

A) se pueden seleccionar datos acústicos de diferentes fechas y el mismo momento para el análisis comparativo.

B) se pueden filtrar los datos de diferentes sitios para su análisis en la misma página.

C) los datos acústicos se muestran de manera gráfica, mostrando las características acústicas a través de colores, curvas y gráficos para lograr el análisis científico de datos y el juicio de fugas.

D) se pueden reproducir los datos acústicos recogidos para proporcionar al personal de monitoreo para la supervisión.Análisis.

E) cuando la acústica de una fuga es recogida por dos estaciones, la fuente acústica se puede localizar a través de la correlación.

(4) función de análisis transitorio de presión

El módulo de análisis de transeúntes de presión se utiliza para contar los transeúntes de presión generados en la red de tuberías y analizar y localizar estas fuentes de transeúntes. El análisis transitorio de presión tiene las siguientes funciones:

El sistema proporciona una interfaz de selección para seleccionar áreas de red de tuberías y períodos de tiempo que requieren análisis estadísticos.

El sistema proporciona una lista estadística, los eventos instantáneos se clasifican de acuerdo con la magnitud instantánea, y también se clasifican la presión media de la red de tuberías, el material de la red de tuberías y la edad de la red de tuberías.

Después de seleccionar el sitio, se pueden analizar los transeúntes de presión en un solo sitio, y el sistema muestra los valores instantáneos en forma de gráficos de columnas. Al hacer clic en la parte superior de un solo gráfico de columnas de valores instantáneos, se puede mostrar la curva de presión de alta frecuencia de la transición, y se puede analizar y localizar la fuente instantánea superponiendo la curva de presión de alta frecuencia de la estación vecina.

El sistema también proporciona los siguientes gráficos estadísticos para ayudar al análisis de los transiciones: gráficos estadísticos de los transiciones de presión las 24 horas del día (transiciones de presión promedio, transiciones de presión máxima, transiciones de presión mínima, transiciones de presión media), gráficos estadísticos de los transiciones de presión semanal, gráficos estadísticos de los transiciones de presión no laborables los días laborables, gráficos estadísticos de distribución de los transiciones de presión, gráficos estadísticos de frecuencia de los transiciones de presión y otras herramientas gráficas de análisis.

(5) capacidad de análisis de cobertura de red

El módulo de análisis de cobertura de red se utiliza para ver el alcance aproximado del monitoreo combinado de sensores individuales y múltiples, ayudando así al personal de monitoreo a realizar el análisis de despliegue del sitio y el análisis del alcance de la alarma.

El sistema puede mostrar los resultados de la cobertura en colores constantes, el rojo indica que la cobertura y el efecto de monitoreo son fuertes, y el verde indica que la cobertura de monitoreo es pobre, mientras que las tuberías no cubiertas se pueden mostrar en Negro.

(6) función de la base de datos de fugas

La Biblioteca de eventos de fugas puede registrar y marcar las fugas encontradas en el mapa para facilitar la consulta posterior de las estadísticas.

La Biblioteca de eventos de fugas proporciona las siguientes funciones:

Nuevo evento de fuga: el sistema proporciona una página para ingresar el evento de fuga, que puede ingresar el evento, el lugar, el tamaño de la fuga, la descripción de la fuga y localizarla en el mapa.

Consulta de fuga: después de seleccionar el área de consulta, el sistema marca la fuga en el mapa para mostrarla, y el usuario hace clic en la marca de fuga para ver los detalles de la fuga.

III. importancia del uso

Sistema de monitoreo de fugas de tuberías de la red de abastecimiento de aguaMonitorear el funcionamiento de la tubería en tiempo real. Cuando se produce una fuga en la tubería, se puede detectar y determinar la ubicación de la fuga a tiempo, lo que permite un tratamiento de emergencia oportuno y eficaz, controlar y reducir las pérdidas económicas causadas por la fuga de la tubería, con beneficios económicos y sociales obvios.

La tecnología de procesamiento de señales, reconocimiento de patrones e inteligencia artificial introducida por el sistema mejora la sensibilidad, fiabilidad y estabilidad del sistema de monitoreo de fugas de tuberías y reduce la tasa de error. actualmente es una tecnología de monitoreo de fugas de tuberías relativamente buena, que no es peor que los equipos extranjeros.