KANALIZAČNÍ MONITOROVACÍ SYSTÉM

Bezdrátový systém, který umožňuje detekci poruch všech podtlakových ventilů připojených k podtlakové síti a tím rychlou detekci a odstraňování poruch v kanalizačních šachtách.

Více informací o systému


O PROJEKTU

KMS - kanalizační monitorovací systém

Zaměstnanci firmy ELSACO ve spolupráci s obcí Veltruby vytvořili vlastní systém pro monitorování podtlakových kanalizačních systémů (KMS)

Certifikát (CZ)
Certifikát (EN)

Na systém byly od začátku kladeny tyto požadavky

Cena.

Cenově výhodnější než nabízená řešení včetně nízkých provozních nákladů.

Montáž.

Snadná montáž, údržba a možnost kdykoliv rozšířit systém o další připojené body.

Nezávislost.

Nezávislost na typu podtlakové kanalizační soustavy a provedení podtlakové kanalizační šachty.

Infrastruktura.

Možnost využívat existují lokální infrastrukturu, a tím snížit pořizovací i provozní náklady.

Detekce závad.

Detekce všech běžných závad (zaplavení, zatopení, únik/ztráta tlaku a další).

Rychlost.

Vyhodnocení a eventuálnímu odeslání poruchy na server dochází každých 5 minut.

Dohled.

Záznamy historie umožňují sledování reakční doby zásahu obsluhy, vyhodnocení kritických míst kanalizační sítě a poruchovosti jednotlivých šachet.

Univerzálnost.

Webová aplikace je kompatibilní se systémy Windows, Linux, iOS, Android.

Na trhu je několik řešení monitoringu podtlakové kanalizace. Většina z nich předpokládá použití určitého typu komponent (ventilů apod.), aby bylo možné monitoring provádět. KMS je naprosto nezávislý na typu použitých částí podtlakové kanalizace, takže je možné kanalizaci renovovat i za pomoci komponent jiných výrobců - provozovatel není kvůli monitoringu závislý na jednom výrobci.

Použitá bezdrátová technoligie LoRa má několik výhod. Je provozována v bezlicenčním volném pásmu, takže nejsou zvyšovány provozní náklady. Využívá variantu rozprostřeného spektra s vysíláním krátkých kmitočtově rozmítaných impulsů, takže má velmi dobrý dosah a spolehlivost přenosu, protože přijímač dokáže zpracovat zprávu i 20db pod hladinou šumu.

Velice důležitým aspektem je montáž a následná údržba. Vzhledem k použitému způsobu detekce poruch je možné provádět montáž u ustí kanálové šachty, tj. je možné ji provádět bez nutnosti mít kompletně přístupnou šachtu. Instalace se provádí na nerezový držák, ze kterého lze hlásič bez problémů sundat. Další výhody údržby přináší bezdrátový přenos. Detekce problémů v síti je včetně lokalizace, takže údržba v příadě problémů ví, kde problém vznikl a může ho snadno odstranit například výměnou. Naproti tomu hledání problémů v síti s metalickým vedením (např. zkrat na vedení) může být časově i finančně velmi náročné, protože problém může být i mimo kanalizační šachtu.

KMS obsahuje detekce všech závad, které se mohou v kanálové šachtě vyskytnout, a to nejenom typického zaplavení nebo zatopení šachty a trvalého nebo i krátkodobého úniku podtlaku netěsností či špatnou funkcí ventilu, ale i detekci možného zamrznutí ventilu, pokles podtlaku zaplavením větví, či detekce stavu baterie a stavu komunikace se serverem.

Investice do podtlakové kanalizace je pro každou obec velmi výrazný zásah do rozpočtu. Proto byla hlavním motivem vzniku monitoringu cena, a to jak pořizovací tak i provozní. Celá soustava je navržena tak, aby ji bylo možné škálovat na různě velká soustavy, bylo možné monitoring jednoduše doplnit o další připojené body, a to kdekoliv v síti. Vzhledem k dnes již hojně rozšířenému pokrytí internetem v rámci obce je možné kombinovat přijímače s LTE připojením a přijímače připojené do místní datové nebo wifi sítě.


Úspora běžných provozních nákladů více jak 40%

Spotřeba elektrické energie na dopravu splašků od občanů do sběrného tanku oproti roku 2017, kdy byla průměrná spotřeba 2,2kWh/m3, se v roce 2020 po úplném nasazení KMS snížila o 0,93kWh/m3 na 1,27kWh/m3.




Zkrácení doby detekce problému z původních průměrných 4 hodin na aktuálních 10 minut

Obsluha může díky rychlé a přesné detekci problému a informacích o předchozím stavu dané kanálové šachty, účině reagovat v místě poruchy a nemusí ztrácet čas její lokalizací.




Úspora dalších vícenákladů o 95%

Díky včasné lokalizaci se minimalizuje riziko zaplnění celé kanálové šachty a tudíž odpadají náklady na odvoz splašků pomocí fekálních vozů.




Úspora 60% na opravy ventilů

Opět díky včasné lokalizaci nedochází k zatopení důležitých částí ventilů v kanálové šachtě, takže se snižují náklady na jejich čištění, výměny a opravy.


Úspora 45% na lidských zdrojích

Obsluha díky přesným informacím a GPS souřadnicím nemusí místo poruchy složitě hledat. Díky možnosti sledování stavu na mobilu se zkrátila doba potřebná na opravu problému.

Vysílač

Vysílač je určen pro detekci poruchy kanalizační šachty, detekci zaplavení a zatopení. V rozšířené verzi umí měřit i tlak. Tyto a další informace bezdrátově předává přes přijímač na server. Provedení vysílače je s krytím IP67 a montuje se do kanálové šachty.

Přijímač

Přijímač je určen pro trvalý bezobslužný provoz a měl by být umístěn na vyvýšených místech v dané lokalitě. Může mít interní nebo externí anténu. Přijatá data převádí a posílá přes WiFi nebo LTE modem na server.

Server s webovým rozhraním

Základem je průmyslový počítač CCPU-35 s integrovaným webovým serverem. Server příchozí data zpracovává a v kombinaci s dalšími daty vypočítá velikost a typ poruchy. Dokáže detekovat i poruchu vysílače nebo přijímače. Poruchy následně zobrazí na webovém rozhraní, a to včetně adresy, kde porucha vznikla. Nadstavbou serveru může být volitelně přehledový webový server s historií jednotlivých monitorovaných bodů.

Informace o aktivní závadě je včetně její přesné lokalizace pomocí GPS souřadnic (i náhledu místa v mapovém portálu mapy.cz). Takže s mobilním telefonem s GPS modulem je obsluha dovedena až na místo poruchy.

Galerie

Přijímač s Yagi anténou
Rozvaděč řízení podtlakové stanice
Vysílač s měřením tlaku
Vysílač v kanalizační šachtě
Vysílač
Monitoring - řízení podtlakové stanice
Monitoring - mapa kanalizačního systému
Monitoring - mobilní verze

Řízení/monitoring podtlakové stanice

Veškeré odpadní vody podtlakové kanalizace končí v podtlakové stanici, kde se vývěvy starají o vytvoření dostatečného podtlaku potřebného pro funkci tohoto typu kanalizace. Podtlaková stanice je tedy velice důležitým článkem v provozu podtlakové kanalizace a její řízení (nebo alespoň monitoring) je další částí KMS.

Vzhledem k důležitosti, principu jejich fungovaní a ceně vývěv je nutné, aby řízení podtlakové stanice umělo detekovat i stavy, které mohou být pro jejich chod nebezpečné (např. zatopení). Řízení podtlakové stanice, které je součástí KMS, tyto stavy detekovat umí a dokáže takovou vývěvu včas odstavit a zabránit jejímu zničení. Dále řízení umí rozložit zátěže na jednotlivé vývěvy, a tím optimalizovat provozní náklady.

Součástí řízení je měření jednotlivých údajů jako je např. spotřeba elektrické energie, objem odvedený do čističky odpadních vod atd. Na základě těchto údajů umí KMS vyhodnotit účinnost podtlakové kanalizace.

KMS nabízíme včetně kompletního moderního systému řízení celé podtlakové stanice, který je schopen plně spolupracovat s KMS. Umožňuje vyhodnopcovat stavy v síti a informovat obsluhu i další stupně servisního dohledu nad kanalizační sítí podle oprávnění pro nastavení parametrů a vyhodnocovat servisní historii.

1184 h
1203 h
1256 h
1122 h

Vývěvy

Vývěvy jsou základem podtlakové kanalizace. Součástí KMS je i vizualizace jejich průběžného stavu, aby obsluha měla aktuální informace a případně mohla reagovat na signalizovaný chybový stav. Není to jen informace o běhu vývěv, ale také o aktuálním a průměrném příkonu, délce běhu vývěv a motohodinách. KMS na základě těchto a dalších informací dokáže detekovat problematické stavy i v případě, že se porucha neprojeví ztrátou tlaku v koncových bodech.

Mapa tlaků

Informativní mapa jednotlivých tlaků v systému podtlakové kanalizace umožňuje obsluze snadněji odhalovat zavodněné (nefunkční) části sběrného potrubí a předcházet tak pomocí přivzdušnění dlouhým výpadkům funkce jednotlivých větví a zaplavování kanalizačních šachet. Monitoring tlaků koncových větví spolu s možností spustit dočasně vývěvy v tzv. vyhledávacím režimu dává rychlý přehled o stavu podtlakové kanalizace a usnadňuje lokalizaci případného problému. Ovládání a sledování je možné i v terénu prostřednictvím mobilním telefonu.

63.8 kPa

Sběrná nádoba

Sběrná nádoba s výtlakem do ČOV je další nedílná součást podtlakové kanalizace. Informace o tlaku ve sběrné nádobě vypovídá o závažnosti detekované poruchy (poruch) v kanalizačních šachtách. Kontinuální měření výšky hladiny v nádobě zajišťuje ochranu před zatopením a zničením vývěv v případě poruchy výtlačného čerpadla. Prostřednictvím monitoringu výtlaku ( průtokoměru na výtlačném potrubí) lze zobrazovat aktuální průtok výtlačným potrubím, ale i celkový vyčerpaný objem splašků a z toho následně ve spojení s příkonem vývěv počítat aktuální i průměrnou účinnost celé podtlakové kanalizace v kWh/m3 a hlídat tak reálné náklady na provoz.