الإدارة الموحدة لشبكة نوافير المدينة

الإدارة الموحدة لشبكة نوافير المدينة

مركز المراقبة والتحكم المحلي وإدارة وصيانة المياه والطاقة

مع زيادة عدد نوافير المياه في المدينة، فإن مشكلة التشغيل تتجاوز مجرد صيانة المنشأة. يجب أن يعرف مدير المدينة أي نوافير المياه جاهزة للعمل، وأي منها يحتاج إلى صيانة، وكيف يتغير استهلاك الموارد ومن المسؤول عن الاستجابة لكل حادث.

يمكن للإدارة المتكاملة جمع هذه المعلومات معًا في بيئة مشتركة. وتعتمد قيمته على جودة القياس ومنطق التحكم وقوة فريق التشغيل؛ إن إظهار بعض العلامات الخضراء على الخريطة وحده لا يثبت الأداء الصحيح للمعدات.

يعرض هذا الفصل إطار إدارة مستجمعات المياه المتعددة المقترح وأمثلة لحساب الطاقة، وتوازن المياه، وتقييم الخدمة. جميع أرقام العينات افتراضية ولا تمثل مواصفات مشروع فعلي أو منتج خليجي.

57–1. ما المقصود بشبكة النوافير الحضرية؟

تشير كلمة "شبكة" في هذا الفصل إلى مجموعة من المصادر المستقلة التي تتم إدارة معلوماتها وبرامج تشغيلها في نظام مشترك. لا تحتوي هذه النوافير بالضرورة على خزان أو أنبوب أو مصدر طاقة مشترك.

ويمكن تحديد ثلاثة مستويات للأداء:

يمكن أن يبدأ المشروع بالمراقبة أولاً، وبعد اكتمال الضوابط والاختبارات المحلية، يمكن أن يصبح قدرة قيادية.

تقدم Vortex MaestroPro وواجهة Link لإدارة واحد أو أكثر من المواقع البعيدة. وهذا المثال يوضح وجود مثل هذه الإمكانيات في الصناعة؛ وينبغي تحديد نطاق المرافق لكل مشروع في مواصفات الشراء. أنظمة إدارة المياه الدوامة ^[366]

57–2. شهادة ميلاد موحدة لجميع النوافير

قبل توصيل المعدات، يجب أن تكون هوية كل أصل واضحة. استخدام أسماء مثل "نافورة الساحة الرئيسية" لا يكفي؛ قد يتغير الاسم المحلي أو يمكن استخدامه لمواقع متعددة.

لكل نافورة، حدد معرفًا ثابتًا والملف المرتبط به:

• الموقع والإحداثيات.

• نوع النافورة واستخداماتها.

• مدير العمليات ومقاول الصيانة.

• الرسومات النهائية ومواصفات المعدات.

• حجم المياه ودوائر الضخ والمعالجة.

• عدادات المياه والكهرباء.

• البرامج المسموح لها بالظهور.

• سجلات الإصلاح وتغيير الإعدادات.

• تعليمات التوقف والبدء.

يجب أن يكون للمعدات الأصلية أيضًا معرف منفصل. على سبيل المثال، يجب تسجيل استبدال المضخة في سجل نفس موقع التثبيت حتى لا تختلط معلومات المضخة السابقة مع المعدات الجديدة.

57–3. بنية التحكم المقترحة

بالنسبة لهذا الكتاب، يُقترح الهيكل ثلاثي المستويات التالي:

مستوى المعدات: أجهزة الاستشعار والمضخات والصمامات والأضواء ووسائل الحماية ذات الصلة.

المستوى المحلي: وحدة التحكم التي تنفذ تسلسل العمل والقيود والاستجابة للظروف غير الطبيعية محليًا.

المستوى المركزي: تلقي المعلومات والتخطيط وإعداد التقارير وإرسال الأوامر ضمن النطاق المسموح به.

يرسل المركز طلبًا لتشغيل البرنامج؛ تتحقق وحدة التحكم المحلية من استيفاء شروط التنفيذ الخاصة بها.

من خلال تقديم معدات التحكم الاحترافية الخاصة بها، تشرح OASE البرمجة الرقمية والمراقبة والوصول عن بعد من خلال وحدة التحكم WECS. يجب تصميم قدرات الاتصال جنبًا إلى جنب مع منطق حماية المشروع. التحكم وتخطيط نافورة المياه في OASE ^[367]

57–4. المعلومات التي سيتم قياسها

يتم إعداد قائمة البيانات بناءً على نوع النافورة. على سبيل المثال، احتياجات نافورة لعب الأطفال ليست مثل حمام السباحة العاكس.

ويجب تحديد الوحدة وموقع القياس والمدى وطريقة التحقق من الدقة ووقت التسجيل لكل بيانات.

إن أمر "التشغيل" ليس بمثابة إثبات لتدفق المياه. من الأفضل للنظام أن يفصل الأمر الصادر والحالة المستلمة والنتيجة القابلة للقياس عن بعضها البعض.

57–5. صلاحية البيانات ووقت آخر استلام لها

البيانات دون تسجيل الوقت يمكن أن تكون مضللة. لا ينبغي عرض قيمة مستوى الماء قبل ساعة واحدة كقيمة حالية.

لكل قيمة، يمكن تعريف إحدى الحالات التالية:

• أصيلة وجديدة.

• قديمة بسبب تأخر الاتصال.

• غير صالح بسبب أخطاء القياس.

• خارج الخدمة ;

• مسجلة يدويا.

لا يجوز تحويل الرقم المجهول إلى صفر. على سبيل المثال، فصل العداد لا يعني صفر استهلاك.

يجب تحديد الفاصل الزمني لأخذ العينات وحد تقادم البيانات وفقًا للتطبيق. لا يتطلب تسجيل الاستهلاك اليومي نفس وقت رد الفعل الوقائي تجاه انخفاض المستوى. ويجب وضع ضمانات كافية مع توفير وقت استجابة مناسب.

57–6. السلوك عند قطع الاتصال

يعد فقدان الاتصال بالمركز وانقطاع التيار الكهربائي وفشل المستشعر ثلاثة أحداث مختلفة ويجب أن يكون لها استجابات منفصلة.

ولا يجوز تنفيذ المرسوم القديم فجأة بعد تأخير طويل. يمكن أن يكون لكل أمر معرف ووقت الإصدار وفترة الصلاحية.

بالنسبة لنافورة اللعبة، فإن عدم القدرة على إثبات ظروف التشغيل اللازمة يجب أن يؤدي إلى توقف الرش أو تقييد الاستخدام حسب الخطة المعتمدة؛ استمرار العرض ليس أولوية على الظروف الصحية.

57–7. إدارة التنبيهات

عادة ما يتم تحويل التنبيه الذي لا يحتوي على شخص مسؤول وإجراء إلى قائمة من الرسائل التي تم تجاهلها.

لكل تنبيه، حدد ما يلي:

"تلقي التحذير"، و"قبول المسؤولية عن الإجراءات"، و"إصلاح السبب" هي ثلاث حالات مستقلة.

إذا أدى انقطاع التيار الكهربائي في أحد المواقع إلى ظهور عدة رسائل فرعية، فإن عرض علاقتها بالحدث الرئيسي يساعد المشغل. إن إزالة الأسباب المستقلة أو إخفائها ليس هو الحل لتقليل عدد التحذيرات.

57–8. عينة تعليمية طاقة ستة نوافير

لنفترض أن قسم العرض المكون من ستة نوافير، بما في ذلك المعدات المخصصة للعرض، يعمل بمتوسط الطاقة التالية:

علاقة الحساب:

$E=\sum P_i{t}_i$

لنفترض أن الطاقة اليومية للتنقية والاستخدامات الداعمة الأخرى خارج الطاولة هي 120 كيلو وات في الساعة:

$E_{\mathrm{کل}}=330+120=450kWh/day$

القوى الموجودة في الجدول هي افتراضات تعليمية حول متوسط القوة الحقيقية. في المشروع، قد يؤدي استخدام الطاقة المقدرة للمحرك بدلاً من قياس طاقة الإدخال إلى تشويه التقدير.

كما يجب أن تكون حدود القياس واضحة حتى لا تحسب قوة الإضاءة أو التنقية مرتين.

57–9. تعديل برنامج العرض وحساب النتيجة

لنفترض الآن أنه بعد التحقق من طلب الاستخدام، تتغير ساعات العرض على النحو التالي:

مع بقاء الطاقة المساندة ثابتة في هذا المثال:

$E_{\mathrm{جدید}}=285+120=405kWh/day$

التخفيض اليومي:

$\Delta E=450-405=45kWh/day$

نسبة التخفيض مقارنة بإجمالي الاستهلاك الأولي:

$\frac{45}{450}\times 100=10\%$

لنفس الـ 240 يومًا:

$\Delta E_{\mathrm{سالانه}}=45\times 240=10800kWh$

ويرجع هذا الانخفاض إلى تقصير ساعات العرض. وهذا لا يعني زيادة كفاءة المضخات.

ويجب أن يوضح التقرير أيضًا التغير في مستوى الخدمة. لا يمكن تقليل ساعات العمل في التنظيف والتطهير والحماية ببساطة بما يتناسب مع تقليل وقت العرض.

كما أن تحريك ساعات البداية قد يغير الطاقة القصوى في نفس الوقت، ولكن مع بقاء الطاقة ومدة العمل ثابتة، فإن استهلاك الطاقة لا ينخفض بالضرورة.

57–10. عينة توازن الماء لكشف الاستهلاك غير الطبيعي

لنفترض أنه في فترة ثلاث ساعات دون أي عرض أو مطر:

• يسجل العداد دخول 0.27 متر مكعب من المياه التعويضية.

• يجب خفض سطح الخزان الذي تبلغ مساحته الأفقية الثابتة 4 أمتار مربعة بمقدار 20 ملم.

• يجب تقدير التبخر خلال هذه الفترة بـ 0.03 متر مكعب.

• لم يتم تسجيل الإخلاء المخطط له.

تغيير حجم الخزان:

$\Delta V=A\Delta h$

$\Delta V=4\times (-0.020)=-0.080m^3$

إذا قمنا باستدعاء الإخراج غير المفسر $U$:

$\Delta V=M-E-U$

لذلك:

$U=M-E-\Delta V$

$U=0.27-0.03-(-0.08)=0.32m^3$

متوسط المعدل:

$\frac{0.32}{3}\approx 0.107m^3/h$

يعني حوالي 107 لترًا في الساعة من الإخراج غير المبرر.

هذه النتيجة لا تثبت وجود تسرب. وينبغي أيضًا التحقق من التصريفات غير المسجلة أو الفيضانات أو أخطاء العدادات أو أخطاء قياس المستوى أو عدم الدقة في تقديرات التبخر.

يجب على النظام المركزي تحديد هذا الموقف للتعامل معه وتجميع السجلات ذات الصلة.

57–11. المؤشرات المناسبة للمقارنة

إن تصنيف النوافير على أساس إجمالي الاستهلاك وحده لا يوفر مقارنة عادلة. لا تقدم الشاشة الكبيرة والبركة الصغيرة نفس الخدمة.

المؤشرات المقترحة هي:

• الطاقة لكل ساعة من تنفيذ برنامج محدد.

• المياه التعويضية مقارنة بخط الأساس لنفس النافورة.

• ساعات تقديم الخدمة حسب الجدول الزمني.

• مدة معالجة الفشل.

• عدد حالات الفشل المتكررة .

• تكلفة صيانة كل أصل.

• المساهمة ببيانات صالحة في الفترة المشمولة بالتقرير.

على سبيل المثال، إذا تمت جدولة 240 ساعة من الخدمة في شهر واحد ولم يتم توفير 18 ساعة:

$A_s=\frac{240-18}{240}\times 100=92.5\%$

يوضح هذا المؤشر فقط مدى استيفاء خطة الخدمة. ويجب تسجيل سبب التوقف لمدة 18 ساعة بشكل منفصل؛ التوقف الوقائي المناسب ليس مثل الفشل بسبب الصيانة غير السليمة.

ولا ينبغي أيضًا اعتبار الفواصل الزمنية ذات البيانات غير المعروفة "ناجحة" بدون تفسير.

57–12. تحويل المعلومات إلى خطة الصيانة

تكتسب البيانات قيمة تشغيلية عندما تؤدي إلى إجراء يمكن تتبعه.

سير العمل المقترح:

1. تسجيل حدث أو ملاحظة غير عادية. 2. المراجعة الأولية للبيانات. 3. تحديد المسؤول والأولوية. 4. الإرسال أو الدعم عن بعد؛ 5. سجل السبب والإجراء؛ 6. الاختبار بعد الإصلاح. 7. أغلق العمل وتحقق من التكرار.

تقدم Crystal Fountains خدمات الدعم عن بعد واستكشاف الأخطاء وإصلاحها والتشغيل لبعض المشاريع بالتعاون مع القوة الموجودة في الموقع. يوضح هذا النمط أن الدعم المركزي والحضور المحلي يمكن أن يكمل كل منهما الآخر. الدعم الفني لنوافير الكريستال ^[368]

إن زيادة التيار الكهربائي أو انخفاض معدل التدفق ليست التشخيص النهائي الوحيد لفشل المضخة. يجب أيضًا التحقق من تغييرات البرنامج وحالة الصمام وانسداد القنوات. والإنذار التحليلي أفضل لبيان السبب المحتمل وأدلته.

57–13. أمن الوصول عن بعد

يتيح لك الوصول إلى عناصر التحكم في النافورة التأثير على المعدات الحقيقية. في دليل أمان التكنولوجيا التشغيلية، يؤكد NIST على تقييد الوصول وعزل الشبكة والحفاظ على ضوابط الأمان على الوصول عن بعد. دليل NIST SP 800-82 Rev. 3 ^[369]

بالنسبة للمشروع، يجب التحقق من هذه التدابير في مواصفات النظام:

• حساب محدد لكل مستخدم.

• فصل الحق في عرض وتغيير البرنامج وتغيير الإعدادات.

• مصادقة متعددة العوامل للوصول عن بعد.

• مسار الاتصال المحمي.

الوصول المحدود والموقوت للمقاول؛

• تسجيل الأوامر والتغييرات.

• إمكانية فصل الوصول عن بعد في الموقع.

• النسخ الاحتياطي واستعادة الاختبار.

لا ينبغي أن يتم توصيل وحدة التحكم بالإنترنت عن طريق إتاحة صفحة الإدارة الخاصة بها مباشرةً. يجب أن يكون التحديث مصحوبًا أيضًا بفحص التوافق وإمكانية العودة إلى إصدار عملي.

57–14. شراء النظام وملكية المعلومات

في مستندات الشراء، يجب ترجمة مصطلحات مثل "ذكية" أو "قابلة للاتصال بالمدينة الذكية" إلى إمكانات قابلة للاختبار.

المواضيع الأساسية للعقد:

نفس اسم بروتوكول الاتصال لا يثبت التوافق الكامل بين جهازين. يجب التحقق من قائمة البيانات والوحدات والأوامر والقيود قبل الشراء.

57–15. التنفيذ المرحلي واختبار التسليم

بالنسبة لمجموعة موجودة، يمكن أن يؤدي اختبار التشغيل في عدد قليل من المواقع المحددة إلى الكشف عن الأخطاء قبل النشر على نطاق واسع.

يجب أن يتجاوز اختبار التسليم عرض الصورة في المركز:

• مطابقة المعرفات مع المعدات الفعلية ;

• مقارنة بيانات النظام مع القياسات المحلية.

• التحكم في قطع الاتصال وفحص سلوك الموقع.

• التحقق من عودة الاتصالات وسجلات التسجيل.

• إرسال أمر غير صالح ورؤية رفضه.

• اختبار مستوى وصول المستخدم.

• مراجعة تقارير المياه والطاقة.

• اختبار استعادة النسخة الاحتياطية.

يجب أن يتم تنسيق البدء عن بعد مع حالة الخدمة ووجود الموظفين في الموقع. يجب أن يؤدي اختيار وضع الإصلاح والقفل الضروري إلى منع بدء التشغيل غير المرغوب فيه.

بعد فترة الاختبار سيتم تعديل قائمة البيانات والتحذيرات ومن ثم سيتم توسيع النظام ليشمل النوافير الأخرى.

57–16. الصور المقترحة للتخطيط

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 57-1: خريطة إدارة نوافير المدينة

ارسم نموذج خريطة بالحالات "قيد التشغيل" و"التوقف المجدول" و"يتطلب معالجة" و"اتصال غير صالح". بالإضافة إلى اللون، تحتوي الحالات على تسميات.

*العنوان الفرعي:* "نظرة عامة لحالة نوافير المياه، بالإضافة إلى وقت آخر معلومات تم تلقيها."

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 57-2: هيكل إداري ثلاثي المستويات

يتم عرض المعدات ووحدة التحكم المحلية ومركز الإدارة. يجب أن يكون مكان تنفيذ إجراءات الحماية ومسار تبادل البيانات واضحًا.

*العنوان الفرعي:* "التنسيق المركزي مع الرقابة والحماية المناسبة في كل موقع."

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 3-57: مخطط الطاقة لستة نوافير مياه

ارسم عمودين مجمعين: الاستهلاك الأولي 450 والاستهلاك الجديد 405 كيلو وات ساعة يوميا. أجزاء العرض والدعم منفصلة.

*العنوان الفرعي:* "انخفاض الطاقة في المثال هو نتيجة تغيير ساعات العرض؛ ويفترض أن يكون الاستهلاك الاحتياطي ثابتًا.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 4-57: ملف حادث استهلاك المياه

يتم عرض عداد المياه التعويضي ومخطط مستوى الخزان وحساب الرصيد ونتيجة الزيارة على صفحة العينة.

*العنوان الفرعي:* "من تسجيل الاستهلاك غير الطبيعي إلى تقصي السبب وتوثيق الفعل."

بالنسبة للصور الفعلية من أرشيف GSO، قم بتضمين اسم المشروع والموقع والتاريخ والإمكانيات المثبتة بناءً على الوثائق. لا ينبغي أن تؤخذ صورة اللوحة أو لوحة التحكم وحدها كدليل على الإدارة المتكاملة للمواقع المتعددة.

يجب أن يسمح نظام التوصيل للمستخدم بالتحقق من حالة كل نافورة مياه بالأدلة وتحديد الشخص المسؤول وقياس تأثير قراراته على الخدمة والمياه والطاقة.

مرجع المعدات