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ABB新型改进流量计用于远程水计量

文件大小: 格式: 发布时间:2007-11-19 浏览次数:
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【中文关键词】 ABB新型改进流量计  远程  水计量            
【摘要】 在过去几年中,世人都纷纷关注全球变暖、温室效应和如何保护宝贵的自然资源。其中最后一项中包含清洁的水,而大部分水网中发生的重大损失已引起广泛重视。为了直面这一挑战,以及客户对节省饮用水的要求,ABB开发并推出了一种用于水行业的创新产品。新型改进流量计Aqua- MasterTM SMS可通过互联网从远程位置向客户发送测量数据,代表了水泄漏管理技术的新时代。
【部分正文预览】

  在过去几年中,世人都纷纷关注全球变暖、温室效应和如何保护宝贵的自然资源。其中最后一项中包含清洁的水,而大部分水网中发生的重大损失已引起广泛重视。为了直面这一挑战,以及客户对节省饮用水的要求,ABB开发并推出了一种用于水行业的创新产品。新型改进流量计Aqua- MasterTM SMS可通过互联网从远程位置向客户发送测量数据,代表了水泄漏管理技术的新时代。

  AquaMasterTM是一种采用最新技术的产品,具有节水与配水市场中独一无二的功能与应用。

  本文追溯了具体应用的历史、讲述它们的特点以及其成功经验如何推动了最新一代计量装置的发展。还说明了它们在当今的现代化配水及收费饮用水系统中的地位。

   ABB于1999年推出了AquaMasterTM流量计。自那时以来,其基本概念(在由机械式流量计主导的市场中推行电磁技术)已经获得了长足的发展。在它推出之前,水务公司只在较大管道直径应用(如区域干线中使用电磁装置。在费用收集应用中采用同一方法是一条新思路。

  AquaMasterTM的销量从1998年的零台上升到了2005年的数千台。现在,2006年,客户要求流量计不仅仅完成流速测量。ABB认识到,客户对仪器本身并不感兴趣,而是关注作为其管理信息系统的一部分提交给他们的流速数据。新型AquaMasterTM SMS是AquaMasterTM流量计系列中的一员,能够满足这些需求。

  AquaMasterTM –不断成长的家族

  AquaMasterTM与机械式流量计相比,由电池供电的电磁流量计AquaMasterTM确立了新的性能水平。水务公司一直不得不满足于±2%的精度。但是,使用ABB AquaMasterTM电磁流量计后,精度可达到±0.5%(管道口径在DN100以上)。通过提高水测量与收费的精度,流量计的成本可在一个月内收回。例如,用AquaMasterTM代替机械式DN150流量计(精度达±2%)后,运营商可节省大约4730美元。因此,许多客户正在逐步采用AquaMasterTM作为流量计,甚至在DN40这样的小口径中。

  与机械式流量计相比,电磁式流量计的最大及最小流速(即运行范围)更有利于节省成本和增加收入。其独特的低流速功能使之前无法记录的极低夜间流速可以得到正确计量,从而使每年节省的费用翻倍(达9000美元)。

  除了精度方面的重大提高,由于电测量技术的固有特性,AquaMasterTM还有许多其他优点,包括:

  ·无可动部件,无需日常维护。

  ·在进行维护和更换作业时,用户不需要用阀门隔离流量计,从而降低安装成本。可以浸没在水中或埋在繁忙的道路下,而无需仪表安装井,从而进一步降低终身成本。
·由于没有可动部件,电磁式流量计的读数精度不会因为磨损而变差,而机械式流量计的精度会随着老化而发生读数过低的情况。需要极高的衰减比,来确保高流量与低流量时的读数精度。目前的AquaMasterTM流量计具有经过ISO认证、符合测量仪表指令的衰减比(1000:1)!
·流量计具有新颖的水力曲线,使其对上游或下游的水力扰动极不敏感(即使位于弯头或阀门附近)。

1 泄漏探测:逐步测试 –15 分钟a 与1分钟b 数据


2 AquaMasterTM SMS 变送器 

AquaMasterTMS

  AquaMasterTM系列的变型之一,根据最终用户的具体需求,具有多种诱人的选项。流量测量常常伴有其他设备(例如压力传感器),而显然下一步则是把集成压力传感器作为一个选项。

数据日志是另一项常见要求,因此AquaMasterTM系列提供了流速及压力记录选项(每15分钟)借助流量测量装置与数据记录仪之间的数字化连接,可以用传统解决方案无法企及的速度来记录高分辨率数据。其作用远远大于表面意义。在传统的外部数据日志仪解决方案中,脉冲在记录间隔中被捕捉到,但由于流量计对最高频率的限制,在记录间隔期间只能对数目有限的脉冲进行计数。因此,对于衰减比较大的流量计,测量或“量子化”误差常常会达到约10%或更高,数据高度阶梯化或被“量子化”。AquaMasterTM与数据日志仪之间有直接的数字化连接,可以把由量子化引起的误差降低到可以忽略的水平。此外,AquaMasterTM还有第二个频道,可以按照长达15秒的间隔实现高速、高分辨率记录。这对捕捉网络逐步测试中的瞬变十分有利。在水网中,逐步测试是一种成熟技术,用于在分区配水系统中局限水的损失。它需要建立分区,以便在所有边界和流通阀门均被关闭后,可以通过单一流量计供水。关闭一个阀门可以隔离分区的某一部分。流量的显著下降表示该部分有泄漏。在这类逐步测试中,AquaMasterTMS的优点可通过1a(采用传统的15分钟记录间隔)与 1b(用第二频道捕捉的详细数据,记录间隔1分钟)的对比得到最佳体现。

在这一逐步测试中,在02:20时关闭一个分区阀门,并于02:40左右关闭其他分区阀门。在一分钟记录中,可以根据流量的突然下降清楚地发现具有显著泄漏的区域,而第二区内有第二处较小的泄漏。两个区内的泄漏幅度很大,在2m3/hr左右。
与现有做法相比,采用AquaMasterTM进行的逐步测试非常简单、廉价而快速。它不再需要熟练的技师以及外部逐步测试数据日志仪。只需简单的程序,以及一名人员在预定时间关闭阀门。此外,通过把阀门关闭时间限制在几分钟以内,对水用户的干扰被充分减少。在下一周内,可以对高分辨率日志仪进行下载与分析,来找出水泄漏源。借助无线电通信技术来获取流量计数据,这种逐步测试过程得到显著改进,从而发展出ABB的最新改进型号AquaMasterTM SMS。

AquaMasterTM SMS
传统上,从流量测量装置进行外部数据记录,并通过人工方式(向现场派出人员进行数据下载,或有时取回整台数据日志仪并用另一台更换)取回。最近,客户逐渐转向使用无线电技术进行流量计读数。

ABB的新发明是为AquaMasterTM S流量计配备GSMSMS无线电技术选项 2 。这种产品最初于2003年底发布,采用了基于GSM拨号的技术。2005年,这种功能得到升级,可以使用SMS文字信息来传递流量与压力数据。
SMS文字信息被自动发送(通常每天一次),在用电池供电的AquaMasterTM中节省电力。如发生故障(例如流量计遭到破坏时),则发送一条SMS信息作为警报。
AquaMasterTM还能对收到的SMS文字信息(例如配置修改或对具体数据的要求)做出响应。可以保存长达三个月的数据。
向客户传送测量数据
流量与压力(选购)的测量及记录只是工作的一部分。其他工作还包括把所收集的数据传递到客户的计算机、管理信息或泄漏管理系统上。与重要全球客户的探讨表明,他们可以被分为具有不同要求的两组:
1) 已有基础设施及成熟的水管理系统的客户。
2) 具有测量要求、但没有上位系统来处理所测数据的绿地客户。
一项主要的设计目标是使系统尽可能地易于配置。

为了满足这两类客户的需求,ABB 设计了一种解决方案,其基础是采用工业标准编程机制、通过 SMS 文字信息向几乎所有数据库发送远程流量计数据。SMS日志仪服务器通过无缝方式把数据传输给数据库(如 Oracle,SQL Server,MS Access),解决第 1 组客户的数据传输问题。对于第2 组客户,有两种选项:按照所支持的任何数据库,并用 ABB 提供的 SMS 日志仪服务器软件以及第三方软件来管理和显示流量数据。使用与上述内容相同的设
置,但采用网络服务器、通过互联网来传输数据。这类服务器应用的示例之一便是由英国 I+P Services 提供的 AutoChartTM。
3 通过互联网传输 AquaMasterTM 数据


 


  

4 AquaMasterTM SMS 数据处理

 





关于如何处理来自AquaMasterTM、通过互联网获取的SMS数据,最好参照3 。在与PC连接的SMS引擎上通过ABB提供的SMS网关接收SMS数据,或者对于流量计数量较多的情况,使用直接来自SMS服务供应商的X25链接。

加密
在某些应用中,信息的安全性十分重要。为了保护数据不被窃取,AquaMasterTM SMS用一种双密钥加密系统对流量数据进行编码。加密算法以一种常用的公共域技术为基础,目前被认为无法破解。世界上的每一台AquaMasterTM都拥有一个独一无二的、经过杂乱编码的服务密码,每次使用时它都会改变,从而保护第一个安全密钥。所收到的SMS日志仪数据信息由ABB提供的Windows DLL进行译码。用于对编码信息进行译码的第二个密钥由安全的ABB SMS 日志仪服务器应用程序产生。借助这种双密钥加密程序,客户可以完全放心其AquaMasterTM SMS流量计的数据传输安全性。

数据库种群
关于 ABB 服务器 r 应用程序对SMS 数据的处理,可参照 4 。ABB 应用程序处理所有收到、发出的 AquaMasterTM SMS 信息,与数据库的连接采用工业标准开放数据库连接(ODBC)。客户端对流量计的查询采用HTTP请求。这便于对几乎所有数据库进行设置并传输AquaMasterTM数据。所有ABB应用均基于.NET技术,并可在Microsoft Windows 2000以上系统运行。

自动配置
一项主要的设计目标是使系统尽可能地易于配置。为了充分做到这一点,设计师建立了一种自配置实施方式,可以不需对ABBSMS 日志仪服务器应用进行任意数目的AquaMasterTM
SMS流量计连接起来。客户只需把服务器的电话号码输入位于现场的AquaMasterTM SMS流量计。然后,每天会从它自动发送一个数据集。在规模较大的系统(有数以千计的AquaMastersTM)中,这能立即节省时间和成本。

通过互联网传输测量数据
本节说明了一项案例研究,通过互联网把真实数据传输给客户A。这一解决方案采用了具有SQL服务器数据库的AutoChartTM,以及ABB SMS 日志仪服务器应用。以互联网为基础,世界各地的任何注册用户都可获得有关信息。客户的PC上无需任何专有软件,而只需要网络浏览器和互联网连接。
AutoChartTM把客户AquaMasterTM流量计上的信息单独或成组传输,并用易于使用的图形化或表格化说明格式提供数据。两台流量计的每日形式的典型范例如 5 所示。客户主要关注12月30日(周五)的消耗量与其他日常情况相比的突然增加。
借助互联网,不仅可以让水务公司看到消耗情况及营业额信息,还可(如已启用)让消费者访问这一数据。这种方法为水使用情况的管理和泄漏探测工作创造了许多机会。例如,一名用户最近发现水的使用情况异常,这是由于小便池持续不断地自动冲洗而引起的。通过安装简单的运动探测器来控制冲洗操作,水的消耗量降低了 30%以上。 6 中说明了一个类似的例子,即对酒店中的给水情况进行计量。

AquaMasterTM SMS的独特性还在于,仪表指标寄存器中的体积总数也通过SMS文字信息发送。在AutoChartTM中,这些与情况信息一起显示,也可作为日常消耗量显示,如 7 所示。实际上,通过把AquaMasterTM SMS 和AutoChartTM结合起来,ABB现在可以为客户提供等同于人工流量计(抄表员每天查看流量计,记录显示屏上的累加器读数)的电子设备,后者能够自动完成任务,并通过互联网发送结果。
5 对 AquaMasterTM流量计的曲线

 





6 卡塔尔的酒店给水应用-水消耗量曲线

 





7 酒店给水-每日总数


 


  


挑战
当第一台AquaMasterTM流量计于1999上市时,它是独一无二的产品。现在,七年之后,ABB已经克服了障碍,能够为远程计量应用提供一种全面的测量数据传输解决方案,用于现有的客户信息系统,以及基于互联网、用于偏远地区安装的新型传输方式。但是,为了在未来几年中继续保持领先地位,我们必须倾听客户的需求,并把帮助AquaMasterTM系列取得现有成就的创新工作坚持不懈地开展下去。

Ray Keech
Terry Mizzi
ABB Ltd
Stonehouse, UK
ray.keech@gb.abb.com
terry.mizzi@gb.abb.com

Brian Hayes
ABB Automation
Warminster PA,USA
brian.hayes@us.abb.com

致谢:
I+P Services的Thomas,他提供了关于
AutoChartTM的信息及截屏图。
 

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