Для передачи и первичной обработки информации рекомендуется также использовать микропроцессорные устройства, связанные между собой с помощью модемов и линий связи.

В качестве каналов связи используются, как правило, выделенные линии связи городской телефонной сети или радиоканалы. Ввиду трудности обеспечения такими каналами связи в условиях современных крупных городов целесообразно использовать для этих целей коммутируемые линии связи городской телефонной сети и соответствующую аппаратуру автоматического вызова и контроля передачи информации.

Для обработки поступающей информации и расчета оптимальных режимов работы водопроводных сооружений в АСУ ТП рекомендуется использовать мини- и микро-ЭВМ и построенные на их базе управляющие вычислительные комплексы.

Современные тенденции развития технических средств контроля и управления предусматривают ориентацию на использование программируемых микропроцессорных устройств, позволяющих совмещать функции первичной обработки, контроля и регистрации информации (ведение рабочих журналов эксплуатации) с функциями расчета режимов работы и технико-экономических показателей, а также с управлением по заданной программе.

Диспетчерское оборудование должно включать средства отображения и регистрации информации, аварийной связи с сооружениями и т.п. (дисплейные модули, диспетчерские щиты, мнемосхему водопроводной сети, электроуправляемые пишущие машинки, средства телефонной и радиосвязи).

5.6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АСУ ТП ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Внедрение АСУ ТП водоснабжения позволяет значительно улучшить водоснабжение городов, получить экономию электроэнергии на подъем и транспортирование воды, снизить потери воды и уменьшить число аварий, сократить численность обслуживающего персонала.

Вместе с тем создание АСУ ТП связано с большими затратами на проектирование системы, приобретение и монтаж средств вычислительной техники, телемеханики, автоматики и контрольно-измерительной аппаратуры. При планировании работ по созданию АСУ ТП водоснабжения и анализе их работы необходимо правильно оценить показатели экономической эффективности АСУ ТП водоснабжения и определить пути их повышения.

Изложенные ниже методы позволяют оценить экономическую эффективность АСУ ТП, а также систем диспетчерского управления водоснабжением.

Внедрение АСУ ТП и систем диспетчерского управления водоснабжением позволяет получить экономию в сфере управления за счет частичного или полного высвобождения производственного персонала автоматизированных водопроводных сооружений.

Величину этой экономии Э??ч, руб., рекомендуется определять по формуле

Э??ч = ??ч Фп.п / чп.п,

где ??ч ?? число высвобожденных работников, чел.;

Фп.п, чп.п ?? соответственно фонд зарплаты, руб., и численность производственного персонала, чел.

Экономия в сфере производства достигается за счет автоматизации, телемеханизации сооружений, а также решения задач контроля, оперативного оптимального планирования, управления оборудованием и анализа режимов работы сооружений.

Рассмотрим вначале факторы, влияющие на производственные затраты. К их числу относятся:

расход электроэнергии на подъем и транспортирование воды;

расход химических реагентов на обработку воды;

стоимость аварийно-восстановительных работ вследствие сокращения числа аварий.

Уменьшение стоимости электроэнергии ??Сэл.эн, руб., потребляемой насосными станциями, обеспечивается за счет оптимизации режима работы насосов (уменьшения напора на выходе станций, уменьшения потерь электроэнергии при выборе оптимальной комбинации íàñîñîâ и их работой при максимальных КПД и др.) и подсчитывается по формуле

??Сэл.эн = Со.эл.эн (??1 + ??2),

где Со.эл.эн ?? стоимость израсходованной насосной станцией электроэнергии в год обследования;

Qпл, Qо ?? подача воды соответственно в планируемом году внедрения АСУ ТП и в год обследования, тыс. м3;

??1, ??2 ?? коэффициенты влияния АСУ ТП соответственно на сокращение потерь электроэнергии внутри насосной станции и на уменьшение расхода электроэнергии насосами на подачу воды в сеть.

Уменьшение стоимости расхода химических реагентов ??Сх.р, руб., подсчитывается по формуле

??Сх.р = Со.х.р ар,

где Со.х.р ?? стоимость затрат химических реагентов в год обследования, руб.;

ар ?? коэффициент влияния АСУ ТП на сокращение расхода химических реагентов.

Снижение стоимости аварийно-восстановительных работ ??Са-в.р, достигаемое вследствие уменьшения числа аварий при оптимизации режимов работы насосных станций и сети, подсчитывается по формуле

??Са-в.р = ,

где Lпл ?? планируемая протяженность водопроводной сети на год внедрения АСУ ТП, км;

lq ?? то же, в год обследования;

Nо ?? число аварий на сети в год обследования;

Со.а-в.р, ?? средняя стоимость аварийно-восстановительных работ на одну аварию, руб.;

?? ?? коэффициент влияния АСУ ТП на уменьшение числа аварий.

При внедрении АСУ ТП уменьшаются различные виды потерь воды (утечки из сети, потери воды при авариях, заводомерные утечки за счет уменьшения избыточных напоров в сети и др.).

Уменьшение потерь воды влияет на экономические показатели работы водопроводно-канализационных предприятий.

Поскольку водопроводы обычно действуют в условиях постоянного роста потребности в воде, уменьшение потерь воды приводит к соответствующему увеличению объема ее реализации.

Экономия за счет роста реализации воды ??Эр.в, руб., подсчитывается по формуле

??Эр.в = Qnë (аут.с + ас.н + аав) Тв.ср,

где аут.с, ас.н, аав ?? коэффициенты влияния АСУ ТП соответственно на уменьшение расхода воды на утечки из сети, потери воды при авариях и на собственные нужды;

Тв.ср ?? средний тариф на воду в год внедрения АСУ ТП, руб/м3.

Увеличение объема реализации воды будет сопровождаться увеличением объема воды, поступающей в канализацию, и соответствующим ростом прибыли по системе канализации ??Пкан, равным:

??Пкан = ,

где Пкан.о ?? прибыль по системе канализации в год обследования, руб.

Уменьшение потерь воды дает также народнохозяйственную экономию капитальных вложений, которые потребовались бы при отсутствии АСУ ТП для соответствующего развития мощностей водопровода и канализации.

Приведенная народнохозяйственная экономия капитальных вложений ??Экап, руб., подсчитывается по формуле

??Экап = Ен ,

где Tн — нормативный коэффициент окупаемости капитальных вложений в отрасли;

Бв.ф, Бк.ф ?? стоимость основных фондов водопровода и канализации в год обследования, руб.;

азав ?? коэффициент влияния АСУ ТП на уменьшение заводомерных утечек.

Кроме этого, решение задач анализа работы водопроводных сетей и расчета оптимальных путей строительства новых линий позволит уменьшить потребность в капитальных вложениях на развитие водопровода. Приведенная годовая народнохозяйственная экономия ??Эстр, руб., подсчитывается по формуле

??Эстр = Ен Кстр астр,

где Кстр ??- среднегодовые затраты на строительство новых линий, руб.;

астр ?? коэффициент влияния АСУ ТП на уменьшение стоимости строительства.

Определенный народнохозяйственный и социальный эффект достигается за счет уменьшения расхода электроэнергии, которая может быть использована в других отраслях народного хозяйства, а также за счет улучшения водоснабжения населения и промышленности, однако численная оценка этих факторов затруднительна. С учетом сказанного общая экономия Э, руб., от внедрения АСУ ТП будет равна:

Э = ??Эч + ??Сэл.эн + ??Сх.р + ??Са-в.р +??Эр.в + ??Пкан + ??Экап + ??Эстр.

Характерной чертой приведенных расчетов является экспертная оценка влияния АСУ ТП на ожидаемую экономию электроэнергии, реагентов, воды и другие факторы.

Рекомендуемые значения коэффициентов влияния автоматизации управления на показатели экономии приведены в табл. 8.

Таблица 8

Факторы экономии

Коэффициент влияния АСУ

Рекомендуемый диапазон изменения коэффициентов

Задачи АСУ ТП, влияющие на факторы экономии

Коэффициент Кг

1

2

3

4

5

Химические рåàãåíòû

ар.ср

0,05-0,1

Расчет оптимальных доз реагентов

0,6

Централизованный контроль дозирования

0,15

Оперативный учет расхода реагентов

0,05

Расчет удельных расходов реагентов

0,1

Оперативное управление дозированием реагентов

0,1

Электроэгергия

??1

0,015-0,025

Расчет оптимальных комбинаций насосов

0,4

внутри наносной станции

Централизованный контроль параметров работы насосной станции

0,2

Оперативное управление насосной станцией

0,1

Учет расхода электроэнергии

0,1

Учет времени работы насосов

0,1

Расчет удельных норм расхода электроэнергии

0,1

Электроэнергия на

??2

0,05-0,15

Прогнозирование водопотребления

0,1

подачу воды

Расчет оптимальных параметров работы насосных станций

0,2

Централизованный контроль параметров работы насосных станций в сети

0,2

Оперативное управление, включая коррекцию режимов

0,2

Учет параметров работы насосных станций, резервуаров и сети

0,1

Анализ частоты коррекций режимов

0,05

Расчет удельных расходов электроэнергии

0,05

Анализ гидравлических режимов сети

0,1

Затраты на аварийно-

??

0,06-0,25

Прогнозирование водопотребления

0,1

восстановительные работы

Расчет оптимальных параметров работы насосных станций

0,2

Расчет графиков заполнения и срабатывания резервуаров

0,1

Централизованный контроль параметров работы насосных станций, резервуаров и сети

0,2

Оперативное управление насосными станциями

0,2

Оперативное управление задвижками на сети

0,2

Расход воды на

асн

0,003-0,015

Расчет оптимальных скоростей фильтрации

0,3

собственные нужды

Расчет графика вывода фильтров на промывку

0,15

Расчет режима работы насосных станций I подъема

0,1

Расчет распределения воды по технологическим линиям

0,05

Централизованный контроль работы фильтров

0,1

Оперативное управление фильтрами

0,3

Потери воды (утечки):

Прогнозирование водопотребления

0,1

из сети

аут.с

0,005-0,015

Расчет оптимальных параметров работы насосных станций

0,2

при аварии

аав

0,005-0,01

Расчет оптимальных

0,1

заводомерные

азав

0,01-0,04

режимов заполнения и срабатывания резервуаров

Централизованный контроль параметров работы насосных станций, резервуаров, сети

0,2

Оперативное управление, включая коррекцию режимов

0,2

Учет параметров работы насосных станций, резервуаров, сети

0,1

Построение пьезометрических графиков

0,1

Капитальные вложения в новое строительство

астр

0,03-0,1

Анализ гидравлических режимов сетей

0,1

Расчеты по замене насосного оборудования

0,2

Расчеты по изменению структуры зонирования

0,2

Расчеты по строительству новых линий сети

0,5