siwa leak control

BIT GMBH

Локализация утечек в сетях водоснабжения и водораспределения

SIWA LeakControl BIT GMBH

SIWA_LeakControl_d_V04

BIT GMBH

SIWA LeakControl:Модули

Контроль за утечками

Постоянный мониторинг сети водоснабжения на предмет утечек и разрывов и локализация

SIWA Система менеджмента водопроводной сети

Локализация утечки

LeakControl

Обнаружение утечки


BIT GMBH

SIWA LeakControl:Система менеджмента потерь воды

Устойчивое сокращениепотерь воды посредством постоянногоМониторинга и Выявления новыхи существующих утечек

SIWA LeakControl: Программные модули и инструменты дляавтоматического обнаружения утечек

Модель базирующаяся на анализе алгоритмов, основанных на виртуальной DMA

Инженерное обеспечение для оптимального позиционирования датчиков


BIT GMBH

Объем притока в системе

Допустимый расход

Оплаченный допустимый

уровень потребления

Оплаченный расход по счётчикам

Продуктивный расход водыОплаченный расход без счётчиков

Не оплаченный допустимый

уровень потребления

Не оплаченный расход по счётчикам

Не продуктивные потери воды

Не оплаченный расход без счётчиков

Потери воды

Видимые (коммерческие)

потери

Не допустимый расход

Неточности счётчиков воды клиентов и ошибки в обработке данных

Реальные (физические)

потери

Утечки в передающих и основных источниках снабжения водой

Утечки и переполнения в водохранилище

Утечки на потребительском узле, перед счётчиками воды клиентов

SIWA LeakControl: Потери воды, задача для водоснабжения

Система SIWA LeakControl для управления водными ресурсами


BIT GMBH

SIWA LeakControl:Категории потерь воды

ILI Техническая Категория производительности1 – 2 A Дальнейшее сокращение потерь может быть экономически нецелесообразно, за исключением в

случаях дефицита воды; Улучшение экономического положения требует тщательного анализа.2 – 4 B Потенциал для значительных улучшений: может рассматриваться управления давлением,

улучшенная активная процедура контроля утечек и улучшение технического обслуживания сети?.4 – 8 C Неблагоприятная ситуация с утечками в прошлом, допускается только, если вода в

изобилии и доступна по очень низкой цене; Но и в этом случае необходимо изучить степень и характер утечки и приложить усилия по сокращению утечек.

> 8 D Чрезвычайно неэффективное использование ресурсов; Меры по сокращению утечек являются существенными и иметь высокий приоритет.

Структура водоснабженияКатегория

потерь воды

Периодичность контроля

Категория 1 Категория 2 Категория3

(Большой город) (Маленький город ) (Населённый пункт)Низкая max. 6 Jahre < 0,10 [m³/(km*h)] < 0,07 [m³/(km*h)] < 0,05 [m³/(km*h)]

Средняя 3 Jahre 0,10 – 0,20 [m³/(km*h)] 0,07-0,15 [m³/(km*h)] 0,05-0,10 [m³/(km*h)]

Высокая 1 Jahr > 0,20 [m³/(km*h)] > 0,15 [m³/(km*h)] > 0,10 [m³/(km*h)]

DVGW W 392

IWA – Индекс инфраструктуры утечек ILI (Заданное значение AWWA, Мировая база данных)


BIT GMBH

Снижение времени локализации утечки имеет высокий приоритет

Сумма потерь воды = Скорость утечки (в m3/d или l/h) x продолжительность (в T или h) утечки (DVGW W392)

Около 90% всех потерь воды вызваны небольшими утечками.

SIWA LeakControl: Большинство утечек остаётся незамеченными


BIT GMBH

Используемые в настоящее время методы для контроля утечек

Ежегодная проверка всей системы питания коррелятором Недостаток : Большое время утечки Недостаток : Очень трудоёмкий по времени

(Сектор сети / DMA с общей длиной трубопровода в 100 км )

Использование регистраторов шума Преимущество : Возможность компактного мониторинга сети Преимущество : Простой в использовании Недостаток : Проблема применения на пластиковых трубах Недостаток : Нет возможности количественного определения утечки Недостаток : Большое количество на сектор сети длиной в 100 км /DMA

Реализация больших и маленьких секторов сети Недостаток : Высокие затраты, гидравлические проблемы и санитарного плана

Kontrolle des Netzes mit Abhorchgeräten Недостаток : Высокие затраты по времени


BIT GMBH

Приток воды в системе (фиксированный и постоянный)Измерение кол-ва на выходе коллекторных баковСегментация сети в DMA / виртуальные DMAМониторинг расходаПодключение к системе SCADA

Временная фазалокализации утечкиЛокализация с помощью LC датчиков в питающей сети Использование регистраторов шума

Определение местоположения утечкиЛокализация с помощью коррелятора

SIWA LeakControl: Позиционирование в трёх этапную методику менеджмента потерь воды

1 ЭТАП Контроль утечекНепрерывное автоматическое обнаружение потерь воды

2 ЭТАПГрубая локализация утечек

3 ЭТАПТочная локализация утечек


BIT GMBH

МетодикаИзмерение расхода в трубопроводах

Не зависит от диаметра трубы Позиционирование датчиков контроля утечек в

определенных местах в сети Передача (например, по GSM / GPRS), данных

по расходу (мин. Расход) в программное приложение " LeakControl" (работает на любом ноутбуке)

Анализ данных с использованием различных математических методов и сравнение заданных значений

Подключение к системе SCADA Данных полученные с существующие счетчиков

воды, могут быть так же использованы при анализе расхода.

SIWA LeakControl:ЭТАП 1 – Непрерывное автоматическое обнаружение потерь воды

ЭТАП 1 Контроля утечекНепрерывное автоматическое обнаружение потерь воды


BIT GMBH

SIWA LeakControl:Измерительный модуль: шкаф управления "LeakControl" вкл. УЗ датчики измерения


BIT GMBH

SIWA LeakControl:Измерительный модуль: шкаф управления "LeakControl" вкл. УЗ датчики измерения

Шкаф управления

Включая :

Аккумуляторный модуль

Блок питания SITOP с зарядным устройством

S7-1200 Центральный процессор 1211C

Модем Sinaut MD720-3

Монтаж шкафа (все компоненты от Siemens)

Измерительные приборы Ультразвуковые датчики расхода

Siemens SITRANS FST020

Программные Лицензии Лицензия для S7-1200

Программного обеспечения


BIT GMBH

Измерения с помощью Ультразвуковых расходомеров (Датчики Clamp-on)Простой монтаж с минимальными затратами Применяется для трубопроводов из любых

материалов и диаметров Высокая точность, v = 0,0025 m/s Низкий предел измерений < 1 cm/s Высокая воспроизводимость измеренных

значений Нет требуется сверление или резка

существующих труб Нет заужения диаметра трубы в месте

установки Не требующая обслуживания

измерительная техника

SIWA LeakControl:ЭТАП 1 – Использование Ультразвуковых расходомеров


BIT GMBH

SIWA LeakControl:Монтаж ультразвуковых расходомеров

Позиционирование датчиков контроля утечек осуществляется либо в существующих колодцах, либо на подземных трубопроводах

Монтаж в существующих колодцах Преимущество: Weniger Erdarbeiten Преимущество: Minimaler Platzbedarf

Монтаж на подземных трубах Преимущество : Не высокая стоимость Недостаток : Датчик плохо доступен


BIT GMBH

Центральный МодульЦентральный Модуль обеспечивает активный и постоянный анализ статистических данных. При этом производится технический анализ весомых сумм значений расхода с помощью применения метода анализа временных рядов и статистических тестов

Для обнаружение утечек необходимо около 1 недели времени, для сбора значимых данных для сравнения. .

Скорость и направление потока воды могут отображаться онлайн на интерфейсе пользователя.

SIWA LeakControl:Программное обеспечение – Центральный Модуль

Модуль1 Центральный Модуль


BIT GMBH

Водный баланс в масштабах всей сети

Модуль для всей сети водораспределения - объема водного баланса используется для учета отдельных водораспределительных секторов сети, что позволяет создать водный баланс для всей сети водоснабжения.

SIWA LeakControl:Программный Модуль - Баланс Масс


Модуль2 DMA Баланс Масс


BIT GMBH

Обмен данных между центральным модулем и системой управления/SCADA

Этот модуль также обеспечивает связь между центральным блоком, блоком модели анализа и модели прогноза расхода.

Имеющиеся интерфейсы к системам управления.

SIMATIC WinCC и PCS7

Подготовлен интерфейс к другими системам управления /SCADA

SIWA LeakControl: Программный Модуль –Привязка к системе управления технологическим процессом / SCADA


Модуль2 DMA Баланс Масс

Модуль3

Привязка к системе управления


BIT GMBH

Архитектура системы / Принцип работы

Программные модули SIWA LeakControl для локализации утечек устанавливаются на Ноутбуке, обычном компьютере либо непосредственно на WINCC или PCS7.

SIWA LeakControl считывает соответствующие данные процесса для обнаружения утечек из измерительных приборов посредством посланных через GPRS телеграмм или непосредственно из базы данных WinCC / ACRON

Измерительные данные : Минимальные, Средние и Максимальные для каждого интервала Длительность и начало Измерительного периода может быть

установлено специфично по каждому проекту (напр. от 02:00 до 04:00 )SIWA LeakControl анализирует данные с помощью статистических

методов, и баланса массыSIWA LeakControl генерирует предупреждения при подозрении на утечку,

сигналы тревоги передаются WinCC / PCS7


BIT GMBH

Предварительная обработка данныхЧасть I

Предварительная обработка измеренных значений Мин. расход Мин. средний расход Интегрированный расход (Общий расход) (Зоны учёта)

Maxix

Min расход

Min Средний расход

время измерения (напр. 2:00-4:00)

интервал измерений t

точки измерения xi,j

AvgixMinix

Maxix 1Avgix 1

Minix 1

Maxix 1Avgix 1Minix 1

jij

Maxi xx ,max

jij

Mini xx ,min

n

jji

Avgi x

nx

1,

1

Miniixmin

Avgiixmin

n

i

Avgixt

1

По каждому датчику3 временных ряда, каждый с одним значением за период измерения (день)


BIT GMBH

Предварительная обработка данныхЧасть II

Разложение временных рядов на части по отношению к дню: Все рассматриваются в равной степени Будни и выходные дни трактуются по-разному Каждый день недели образует отдельный временной ряд Принимаются во внимание праздничные дни

Параметры пользователя (программного обеспечения): Конфигурация кластеров

Фильтрация временных рядов


BIT GMBH

Статистический анализ

Записанные временные ряды проверяются на отклонения с помощью:

„ Простые статистические методы“ Анализ пороговых значений Анализ тенденций (Статистический контроль процесса) Тенденция регрессии

„ Статистические тесты“ Тест средних значений Последовательный тест вероятности соотношений


BIT GMBH

Анализ пороговых значений

Дефиниция сигналов тревоги/ предупреждений, посредством пороговых значений

Сигнал тревоги / предупреждения при первом пересечении граничных значенийТесты корреляции

Преимущества Быстрое определение пиковых значенийНедостаток без проведения дополнительных испытаний пиковые значения базирующиеся на событиях, вызывают ложную тревогу

Warning II

Warning I

Параметры пользователя (программного обеспечения):Пороговые значения

Калибровка


BIT GMBH

Анализ тенденций

Дефиниция сигналов тревоги/ предупреждений, посредством пороговых значений

Определение, как часто пороговое значение может быть превышено в области последних N-значений.

Преимущества пиковые значения не вызывают ложную тревогу

Недостаток пиковые значения определяются с задержкой

N- Измеренные значения

Параметры пользователя (программного обеспечения):Пороговые значения

Действительные области



BIT GMBH

Тенденция регрессии

Линия регрессии указывает тенденциюСигнал тревоги/предупреждения в зависимости от наклона кривой тренда

Преимущества Крадущиеся утечки также могут быть обнаружены Качество тенденций, посредством коэффициента корреляции

Недостатки пиковые значения определяются с задержкой

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

30.12.2007

01.01.2008

03.01.2008

05.01.2008

07.01.2008

09.01.2008

11.01.2008

13.01.2008

15.01.2008

17.01.2008

Параметры пользователя (программного обеспечения): Кол-во точек измерения

Пороговые значения


BIT GMBH

Тест средних значений

Es wird getestet, ob die Verteilung der Messwerte einer festen Stichprobengröße der initialen Verteilung entspricht. Dabei wird eine Schranke für die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers, Leckagen nicht zu erkennen aufgestellt

Преимущества пиковые значения не вызывают ложную тревогу

Недостатки пиковые значения определяются с задержкой

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

30.12.2007

01.01.2008

03.01.2008

05.01.2008

07.01.2008

09.01.2008

11.01.2008

13.01.2008

15.01.2008

17.01.2008

ms

-s

2s

-2s

-2s

2ss

-sm

Параметры пользователя (программного обеспечения):Мин. размер утечек, которые должны быть локализованы

Вероятность ошибки, не обнаружения утечек

Обьём выборочных тестов



BIT GMBH

Последовательный Вероятностный тест соотношения

Непрерывная проверка гипотезы

Преимущества Быстрое обнаружении больших утечек Определяет есть или нет утечки

Недостатки Небольшие утечки могут затянуть принятие решения Тесты с краткой историей могут быть подвержены колебаниям, с долгой историей инертные в принятии решения

Параметры пользователя (программного обеспечения):Мин. размер утечек, которые должны быть локализованы

Вероятность ошибки, не обнаружения утечек

Вероятность ошибки выдачи ложной тревоги



BIT GMBH

SIWA LeakControl: Расчет чувствительности

Точки измерений и утечки в сети: Обзор гидротехнического сооружение сети с расположением точек измерения и тех узлов с запланированными утечками.

Друг за другом выставленные утечки в узле Лек 1, Лек 2 и Лек 3 вызывают значительные изменения в расходе на соответствующих участках водопровода.

В последующих оценках представлены лишь относительные изменения скорости потока по сравнению с предполагаемым ночными минимумом.


BIT GMBH

SIWA LeakControl: Расчет изменений расхода на основании утечки на Leck 1, Leck 2, Leck 3

Leck 1 10m³/h 5m³/h 2m³/h Leck 2 10m³/h 5m³/h 2m³/h Leck 3 10m³/h 5m³/h 2m³/hLeitung [m/s] [m/s] [m/s] Leitung [m/s] [m/s] [m/s] Leitung [m/s] [m/s] [m/s]LC 1 -0,024 -0,012 -0,005 LC 1 -0,020 -0,010 -0,004 LC 1 -0,016 -0,008 -0,003LC 2 -0,007 -0,004 -0,002 LC 2 -0,008 -0,004 -0,002 LC 2 -0,008 -0,004 -0,002LC 3 -0,002 -0,001 0,000 LC 3 -0,002 -0,001 -0,001 LC 3 -0,002 -0,001 -0,001LC 4 0,006 0,002 0,001 LC 4 0,006 0,002 0,001 LC 4 0,002 0,001 0,000LC 5 0,002 0,002 0,003 LC 5 0,000 0,002 0,002 LC 5 0,000 0,000 0,000LC 6 0,007 0,003 0,001 LC 6 0,007 0,003 0,001 LC 6 0,004 0,002 0,001LC 7 0,013 0,007 0,003 LC 7 0,014 0,007 0,003 LC 7 -0,015 -0,007 -0,003LC 8 0,001 0,001 0,001 LC 8 0,001 0,001 0,001 LC 8 0,000 0,000 0,000LC 9 0,000 0,000 0,000 LC 9 0,000 0,000 0,000 LC 9 0,000 0,000 0,000LC 10 0,030 0,015 0,006 LC 10 0,034 0,017 0,007 LC 10 0,053 0,026 0,011LC 11 0,007 0,004 0,002 LC 11 0,007 0,004 0,002 LC 11 0,004 0,002 0,001LC 12 0,005 0,003 0,001 LC 12 0,005 0,003 0,001 LC 12 0,003 0,002 0,001LC 13 0,008 0,004 0,002 LC 13 0,008 0,004 0,002 LC 13 0,005 0,003 0,001LC 14 0,001 0,001 0,000 LC 14 0,001 0,001 0,000 LC 14 0,001 0,000 0,000


BIT GMBH

Нормальный ночной приток в среднем ~ 0 l/s

Увеличение минимального ночного расхода - появление утечки

„Время утечки”

Возникновение - Локализация- Устранение

Maximum среднее значение Minimum

SIWA LeakControl: Программный модуль – Пример результатов измерения расхода


BIT GMBH

SIWA LeakControl:Преимущества

Ресурсы SIWA LeakControl

способствует экономии питьевой воды и таким образом снижает стоимость подготовки воды

Гигиена и безопасность Систематическое

обнаружения утечек помогает предотвратить косвенные убытки (например, из за разрушения фундамента зданий)

Обнаружения утечек является важным вкладом в предовращение загрязнения воды

Производство Минимизация времени

утечки

Повышение качества данных по капитальному ремонту трубопроводов


BIT GMBH

НАШИ КОНТАКТЫ

BIT GmbH Maulbronnerstrasse 2675447 SternenfelsTel.: +49 7045 9703510Fax: +49 7045 9703516Email: [email protected]

siwa leak control

Technology