Delta Controllers ช่วยยกระดับประสิทธิภาพเครือข่ายน้ำในชุมชนที่กำลังเติบโต
พัฒนาเครือข่ายน้ำที่พร้อมสำหรับอนาคตเพื่อชุมชนที่กำลังเติบโต
ตั้งอยู่ในเขตภาคกลางของอิสราเอล ภายใต้สภาเขต Gan Raveh, Irus เป็นชุมชนที่อยู่อาศัยสมัยใหม่ที่เพิ่งก่อตั้งขึ้นในปี 2013 มีประชากรประมาณ 1,135 คน ในราว 200 ครัวเรือน และมีแผนจะขยายเป็น 400–450 ยูนิตที่อยู่อาศัย แม้ว่า Irus จะเป็นชุมชนใหม่ แต่ก็เป็นส่วนหนึ่งของสภาเขตขนาดเล็กที่มีรากฐานทางการเกษตรมายาวนานและชุมชนที่อยู่อาศัยที่กำลังเติบโต สิ่งนี้จึงสร้างความต้องการด้านโครงสร้างพื้นฐานที่ชัดเจน: ระบบที่สามารถตอบสนองความต้องการในปัจจุบันได้อย่างน่าเชื่อถือและรองรับการพัฒนาในอนาคต
สำหรับชุมชนที่กำลังเติบโต การจัดหาน้ำที่เชื่อถือได้ถือเป็นส่วนสำคัญของการวางแผน เป้าหมายคือการนำระบบบริหารจัดการน้ำที่ชาญฉลาดและยืดหยุ่นมาใช้ตั้งแต่ระยะแรก พัฒนาไปไกลกว่าการดำเนินงานแบบตอบสนองเฉพาะเหตุการณ์ สู่การมองเห็นสถานะระบบอย่างต่อเนื่อง การตรวจสอบแรงดัน และการตัดสินใจโดยใช้ข้อมูล อย่างไรก็ตาม เครือข่ายประปานี้มีความท้าทายด้านไฮดรอลิกที่ชัดเจน รวมถึงความแตกต่างของระดับความสูงและสภาพการจ่ายน้ำต้นทางที่เปลี่ยนแปลงได้ ซึ่งอาจส่งผลต่อเสถียรภาพของแรงดันน้ำทั่วทั้งชุมชน
เพื่อจัดการกับสภาวะเหล่านี้ ได้มีการติดตั้ง Delta controllers สามชุดทั่วทั้งเครือข่าย ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโซลูชัน BERMAD แบบองค์รวม โดยประกอบด้วยเครื่องวัดอัตราการไหลแม่เหล็กไฟฟ้าที่แม่นยำและวาล์วควบคุมไฮดรอลิก BERMAD ในแต่ละจุด ทั้งหมดนี้ทำงานร่วมกันเป็นระบบที่ประสานกันอย่างลงตัว ผสานการจัดการแรงดัน การตรวจสอบ การปกป้องเครือข่าย และข้อมูลการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง บทความนี้จะกล่าวถึงวิธีที่แนวทางแบบบูรณาการนี้ช่วยสนับสนุนโครงสร้างพื้นฐานระบบน้ำที่มีความน่าเชื่อถือ ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล และพร้อมรับอนาคตสำหรับชุมชนที่กำลังเติบโต
การจัดการความไม่เสถียรของแรงดันที่เกิดจากความแตกต่างของระดับความสูง
ระบบน้ำทำงานครอบคลุมความต่างระดับความสูงประมาณ 30 เมตร ซึ่งทำให้เกิดแรงดันสูงในพื้นที่ต่ำกว่าโดยธรรมชาติ และแรงดันลดลงในพื้นที่ที่สูงกว่า ในขณะเดียวกัน การจ่ายน้ำต้นทางจากการประปาแห่งชาติก็มีความแปรปรวน โดยมีแรงดันที่บันทึกไว้ตั้งแต่ประมาณ 100 เมตรน้ำ (10 บาร์) ลงไปถึง 55 เมตรน้ำ (5.5 บาร์)
ลักษณะภูมิประเทศเช่นนี้เป็นความท้าทายสำหรับเครือข่ายจ่ายน้ำ เนื่องจากแรงดันที่จำเป็นสำหรับการจ่ายน้ำให้พื้นที่สูงอย่างมีเสถียรภาพ อาจทำให้พื้นที่ต่ำกว่าได้รับแรงดันเกินความจำเป็น
การรวมกันของสองปัจจัยนี้ทำให้เกิดความไม่เสถียรของแรงดันอย่างมากทั่วทั้งเครือข่าย พื้นที่ต่ำกว่าต้องเผชิญกับแรงดันกระแทกและท่อแตก ในขณะที่ผู้ใช้น้ำในพื้นที่สูงอาจประสบปัญหาแรงดันไม่เพียงพอในช่วงที่มีการใช้น้ำสูง สภาพการณ์เหล่านี้ยังเพิ่มความเสี่ยงของการรั่วไหลและความต้องการบำรุงรักษาอีกด้วย
นอกเหนือจากผลกระทบทางกายภาพต่อเครือข่ายแล้ว ยังมีความท้าทายด้านการปฏิบัติงาน: การมองเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นทั่วทั้งระบบมีจำกัด หากไม่มีข้อมูลแรงดันและอัตราการไหลอย่างต่อเนื่อง ก็ยากที่จะแยกแยะปัญหาที่เกิดขึ้นภายในเครือข่ายท้องถิ่นออกจากปัญหาที่เกิดจากความผันผวนของการจ่ายน้ำระดับประเทศ
ความท้าทายจึงไม่ใช่แค่การควบคุมแรงดันเท่านั้น แต่ยังต้องสร้างเครือข่ายที่มีเสถียรภาพ โปร่งใส และจัดการได้ง่ายขึ้น ซึ่งสามารถปรับตัวตามสภาพที่เปลี่ยนแปลง และให้ข้อมูลเพื่อระบุแหล่งที่มาของปัญหาได้
การจัดการแรงดันแบบไดนามิกในสามจุดควบคุมยุทธศาสตร์
เพื่อจัดการเครือข่ายโดยรวม BERMAD ได้ดำเนินการติดตั้งโซลูชันการจัดการและตรวจสอบแรงดันแบบบูรณาการในสามโซนระดับความสูงที่สำคัญ โดยแต่ละจุดจะผสานการทำงานของ Delta controller เข้ากับวาล์วลดแรงดัน BERMAD 720 เครื่องวัดอัตราการไหลแม่เหล็กไฟฟ้า MUT2200 พร้อมตัวแปลง MC406 และวาล์วระบายแรงดันอย่างรวดเร็วรุ่น 73Q แทนที่จะทำงานแยกกันเป็นแต่ละจุด ทั้งสามจุดนี้จะทำงานร่วมกันเป็นระบบเดียวที่ประสานกัน โดยแต่ละจุดจะรับผิดชอบต่อสภาวะไฮดรอลิกในแต่ละส่วนของเครือข่าย หัวใจสำคัญของโซลูชันการจัดการแรงดันนี้คือวาล์วลดแรงดันที่ขับเคลื่อนด้วยระบบไฮดรอลิกแบบดั้งเดิม (PRV) รุ่น 720 ซึ่งสามารถลดแรงดันขาเข้าที่สูงให้เป็นแรงดันขาออกที่ต่ำและคงที่ โดยสามารถปรับตั้งค่าได้เองโดยไม่ขึ้นกับความผันผวนของแรงดันขาเข้าหรือการเปลี่ยนแปลงของการใช้งาน เมื่อเพิ่ม Delta controller เข้าไป PRV จะได้รับการอัปเกรดจากวาล์วลดแรงดันขาออกแบบจุดเดียวให้กลายเป็นโซลูชันการจัดการแรงดันแบบบูรณาการที่สามารถตั้งค่าแรงดันขาออกได้หลายระดับตามโปรแกรมแรงดันที่กำหนดไว้ ระบบแรงดันนี้สามารถตั้งโปรแกรมได้ตามช่วงเวลา หรือโดยใช้เครื่องวัดอัตราการไหล ตามการใช้น้ำของ DMA ต่าง ๆ หรือพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง เนื่องจากหลักการทำงานใช้ห้องไบออสไพล็อตขนาดเล็กและโซลินอยด์ที่ใช้แบตเตอรี่สองตัว ตัวควบคุมจึงไม่ต้องการแหล่งพลังงานภายนอกในการควบคุมและสั่งงาน PRV จะต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอกเฉพาะเมื่อมีความต้องการส่งข้อมูลอย่างต่อเนื่องสำหรับการตรวจสอบออนไลน์เท่านั้น
Delta Controller #1 – จุดทางเข้า
คอนโทรลเลอร์ Delta ตัวแรกติดตั้งที่จุดรับน้ำหลักของชุมชน ทำหน้าที่ควบคุมแรงดันหลัก ตรวจสอบการไหล และปกป้องระบบด้านท้ายน้ำ พร้อมทั้งเก็บข้อมูลระบบอย่างต่อเนื่องเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของสภาพน้ำต้นทาง การติดตั้งนี้ใช้สำหรับจ่ายน้ำไปยังพื้นที่ที่อยู่สูงกว่าในชุมชน
Delta Controller #2 – การควบคุมระดับความสูงปานกลาง
การติดตั้งแห่งที่สองตั้งอยู่ทางตอนเหนือของชุมชน และจ่ายน้ำให้กับพื้นที่ที่อยู่ในระดับความสูงปานกลาง ในช่วงเวลาที่มีการใช้น้ำสูง PRV จะปล่อยแรงดันสูงขึ้นไปยัง DMA และเมื่อความต้องการใช้น้ำน้อย จะลดแรงดันขาออกลงเหลือเพียงระดับที่จำเป็นเท่านั้น
Delta Controller #3 – การป้องกันระดับความสูงต่ำ
การติดตั้งครั้งที่สามนี้จ่ายน้ำให้กับพื้นที่ที่อยู่ต่ำสุดของชุมชน ซึ่งมักประสบปัญหาแรงดันน้ำสูงเกินไป ระบบนี้จะช่วยลดแรงดันให้อยู่ในระดับที่ต้องการ ให้การป้องกันแรงดันกระแทก และลดปัจจัยที่อาจทำให้เกิดการรั่วไหลหรือท่อแตก
เพื่อให้เห็นภาพการทำงานของระบบได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ข้อมูลการปฏิบัติงานต่อไปนี้แสดงสภาพแรงดันจริงที่จุดควบคุมทั้งสามจุด
| พารามิเตอร์ | Delta Controller #1 จุดทางเข้า | Delta Controller #2 ระดับกลาง | Delta Controller #3 ระดับต่ำ |
|---|---|---|---|
| จุดตั้งค่ากลางวัน [mH₂O] | 58 | 30 | 30 |
| จุดตั้งค่ากลางคืน [mH₂O] | 55 | 25 | 25 |
| เวลาเริ่มต้นจุดตั้งค่ากลางวัน | 05:00 | 05:00 | 05:00 |
| เวลาเริ่มต้นจุดตั้งค่ากลางคืน | 23:30 | 00:00 | 00:00 |
จากการแก้ปัญหาแบบตอบสนองสู่การบริหารจัดการบนพื้นฐานข้อมูล
จุดแข็งสำคัญของโซลูชันนี้คือการให้ข้อมูลที่ต่อเนื่องเกี่ยวกับรูปแบบแรงดันและการไหลภายในเครือข่าย แทนที่จะต้องรอให้เกิดเหตุการณ์ผิดปกติในภาคสนามเพื่อบ่งชี้ว่ามีปัญหา ผู้ปฏิบัติงานสามารถติดตามสภาพของเครือข่ายตลอดเวลาและระบุรูปแบบต่าง ๆ การเปลี่ยนแปลงแรงดันแบบฉับพลัน และกิจกรรมการจ่ายน้ำที่ผิดปกติได้
ข้อมูลที่รวบรวมได้ช่วยให้ทีมสามารถระบุความผันผวนของแรงดันขาเข้าที่รุนแรง ตรวจจับเหตุการณ์แรงดันกระแทก และเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงของสภาพการจ่ายน้ำกับความล้มเหลวที่พบในเครือข่าย ซึ่งเป็นหลักฐานสำคัญที่แสดงให้เห็นว่าปัญหาบางอย่างของระบบไม่ได้เกิดจากสภาพภายใน Irus เพียงอย่างเดียว แต่ยังเกี่ยวข้องกับความไม่เสถียรของแหล่งน้ำต้นทางด้วย
ดังนั้น การผสมผสานระหว่างการควบคุมด้วยระบบไฮดรอลิกและข้อมูลแบบต่อเนื่องจึงมีประโยชน์มากกว่าการควบคุมแรงดันเพียงอย่างเดียว เพราะช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานเข้าใจพฤติกรรมของเครือข่ายได้ชัดเจนขึ้น สนับสนุนการตัดสินใจในการปฏิบัติงานอย่างมีข้อมูล และให้ข้อมูลที่เป็นกลางสำหรับการหารือกับหน่วยงานประปาเมื่อต้องสืบหาต้นตอของปัญหาในเครือข่าย
สรุป
โครงการนี้แสดงให้เห็นถึงคุณค่าของโซลูชัน BERMAD ที่ครบวงจรและบูรณาการอย่างสมบูรณ์ โดยผสานการควบคุมแรงดัน การวัดอัตราการไหล การป้องกันแรงดันกระแทก และการตรวจสอบและเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยให้สามารถปรับปรุงการดำเนินงานได้อย่างต่อเนื่อง
ด้วยการผสมผสานตัวควบคุม Delta แบบกระจายกับเทคโนโลยีการควบคุมและการวัดแบบไฮดรอลิกของ BERMAD เครือข่ายสามารถเปลี่ยนจากการควบคุมแรงดันแบบเดิมไปสู่การบริหารจัดการแรงดันแบบไดนามิก ที่สามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างต่อเนื่องตามสภาพไฮดรอลิกที่เปลี่ยนแปลง พร้อมทั้งมอบการมองเห็นและการควบคุมที่มากขึ้นให้กับผู้ปฏิบัติงาน
แนวทางแบบบูรณาการนี้ช่วยให้เครือข่ายมีเสถียรภาพ ลดความเสี่ยงในการดำเนินงาน สนับสนุนการวางแผนระยะยาว และลดต้นทุนของเทศบาล ที่สำคัญที่สุดคือช่วยให้ชุมชนมีแหล่งน้ำที่เชื่อถือได้อย่างต่อเนื่องในขณะที่ชุมชนเติบโตขึ้น
ผลิตภัณฑ์ที่ใช้งาน
สำรวจแคตตาล็อกผลิตภัณฑ์ควบคุมน้ำขั้นสูงของเรา ที่ออกแบบมาเพื่อตอบโจทย์การใช้งานจริง
และมอบประสิทธิภาพที่ยาวนาน
