Övervaka vattenverk, flöden och nivåer bl.a

[Empo80]

Hej, ny på forumet dock hängt här och läst lite till och från

Jobbar en hel del med drift och underhåll av anläggningar för produktion, rening och pumpning av dricks- och avloppsvatten. Har i många år funderat på att "övervaka" dessa på något för att minimera tiden för fysisk tillsyn av anläggningarna då dom oftast ligger väldigt avlägset, samt att vi med övervakning också i tid skulle se när någonting har gått fel.

Jag har tidigare jobbat med drift och underhåll av större kommunala vatten- och avloppsreningsverk där allting är PLC styrt med ett SCADA system för datainsamling, larmhantering och övervakning/styrning på distans av anläggningar. Detta är dock inte system som är lämpliga i mitt fall nu, på grund av kostnadsskäl (misstänker jag). Min kunskap/erfarenhet är enklare PLC programmering, enklare web "prylar" däremot ganska mycket erfarenhet av mätinstrument/signalhantering inom industrin samt har även jobbat flera år med elektronikproduktion så att löda/bygga/mecka rent fysiskt är inga problem.

Funderar lite på ett system byggt på antingen Arduino eller Raspberry - eller kanske både och krävs? Projektet är inte så känsligt beträffande kostnaden att jag måste "jaga" billigaste givarna för ett par dollar eller så, det får kosta på rimlig nivå då vinsten av ett fungerande system är värdefull i slutändan. Det är inte heller viktigt att det blir strömsnålt eller platsbesparande, nätspänning finns tillhands även gott om plats att ställa in en garderob om det är så. Dock finns INTE tillgång till internet via någon "fast" uppkoppling såsom ADSL eller liknande, det måste lösas med GPRS/3-4G.

Så vad är det då jag vill uppnå?

Till en första början vill jag få ihop något som fungerar ungefär som jag kommer beskriva här. Jag har valt ut en av "mina" områden, det är ca 65 sommarhushåll som är beroende av sin egen produktion av dricksvatten, och det finns även ett reningsverk som renar allt avloppsvatten från området samt en avloppspumpstation som transporterar allt avloppsvatten till avloppsreningsverket. Dricksvattnet produceras och distribueras från två stycken pumphus, varav det ena står för den stora produktionen under sommartid. Det är en omvänd osmos anläggning, vi avsaltar alltså vatten från Östersjön och tillverkar färskvatten (producerar ca 1,2m3/h för dom som det intresserar )

Denna anläggning tänkte jag börja med som "pilot". Där vill jag övervaka följande;
1st vattenreservoar - Nivån i denna, analog
1st flödesmätare - Utgående flöde, en mätare med puls.
1st tryckgivare - Utgående tryck, analog
1st temperatur - Temperatur i byggnaden (vintertid, frysrisk om värmen fallerar)
Några digitala ingångar - Övervaka motorskydd samt kontaktorer, för driftindikering av pumpar samt övervaka omvänd osmos anläggningen som har utgång med summalarm (i ett senare skede mer detaljerad övervakning)

Jag vill ha en display lokalt där jag kan se t.ex. nivå i reservoar, utgående flöde totalt innevarande samt föregående dygn bland annat. Den skall skicka SMS vid inställda larmnivåer, t.ex. ett förinställt värde för dygnsflöde - går detta över låt säga 15m3 under en 24h period så skall ett SMS larm skickas då vi kanske har en vattenläcka. Likaså om nivån i reservoaren blir för låg. Varje dygn skall ett SMS skickas på morgonen, som visar det totala flödet under föregående dygn. Då får man koll på hur mycket vatten som förbrukats och ser om det börjar "dra iväg" - likaså blir detta en kontroll att utrustningen är "levande" och att övervakningen fungerar.

Steg 2 sedan är att utveckla detta till att presenteras på en websida. Där jag, och även kunden kan se statistik över anläggningen såsom nivåer och flöden historiskt både som trender och gärna tabeller genom att gå in på en websida. Vill också att man kan presentera en "Bild" över anläggningen och dess pumpar etc. där man kika och se vilka pumpar som är drift och så vidare (driftindikeringar). Kanske till och med lite enklare styrning av saker?.

Steg 3 är att plocka in övriga anläggningar på området i övervakningen, så som avloppspumpstationen, avloppsreningsverket och det andra pumphuset för dricksvattenproduktion. Alla dessa ligger geografiskt en bit ifrån varandra, mellan 150-1000 meter.

Så vad ska jag då börja med? Är som sagt inne på Arduino och/eller Raspberry då communityt är stort och hjälp finns att läsa/söka - för det kommer GARANTERAT behövas. Men jag vill inte göra bort mig och investera tid/pengar på något som jag sedan inser att det kommer inte räcka till, för att börja om med något annat. Så vad anser ni? Kanske inte ens någon av dessa är lämplig kandidat utan jag ska titta på något annat? Det jag mest ser som begränsning är min okunskap inom programmering.

Hittade igår kväll detta: http://openenergymonitor.org/emon/ och läste lite. Kanske detta är något jag kan använda till mitt syfte istället? Känns som att det kanske förenklar en hel del med färdiga lösningar för statistik etc. - men det kanske blir en begränsning i och med dess inriktning på energi (skall läsa på mer ikväll).
Någon kanske har ett annat förslag på sådan "projekt" som skulle passa mig bra i det jag vill uppnå?

Puh, blev en del text. Hoppas någon orkar läsa igenom och kan hjälpa mig i någon riktning vart jag skall satsa mitt krut

[Icecap]

0: Välkommen! Och grattis! Ditt inlägg ät välfylld med viktig information och tydligt. En sällsynthet - och trevligt att läsa. Keep up the good work!

1:
Nivåsensorn kan jag inte svara på, det beror på "slaglängd". En sak som inte är bäst är tryckmätning, det är ju drickvatten det rör sig om.
Men tanken om en flottör på en potentiometer är inte långt borta och väljer du en magnetisk potentiometer (finns krets för sånt) blir det riktigt bra.

Tryckgivaren är ju givet efter design osv.

Temperaturen kan avkännas med t.ex. en DS18B20.

Nu är jag som jag är och ser ingen anledning att använda en RPi eller liknande, jag hade löst det med en "vanlig" µC. Detta ger fördel i form av ingen uppgradering av OS eller liknande.

Att sända SMS via en seriell port finns det gott om rutiner för och jag gör det själv i min pelletsbrännare - som såklart kan ta emot SMS med kommandon också.

Ett lokalt display kan ju fint vara ett textbaserat LCD, inte glamouröst men funktionellt.

2: Nu är det nog dags att blanda in en RPi! Den kan antingen göra jobbet helt ensam eller få data från µC'n och formatera dom korrekt för presentation. Om det ska styras grejer den väg går det såklart - men här kommer säkerheten in och det ska tänkas igenom mycket noga! Vem ska släppas in, ska de kunde läsa enbart eller även styra? Elaka inkräktare - hur ta hand om sånt?

3: RS422/RS485 kan man dra ganska långt (1500m) med stabil hastighet och ganska billigt. Korthållsradio kan också vara en möjlighet, kan dock bli lite mer knepiga med tanke på störningar och liknande, ska alltså ha ett stabilt protokoll med ACK/NACK eller liknande.

[Lennart Aspenryd]

Håller helt med Icecap, ett bra beskrivet problem, med en klar målformulering.
välkommen till forumet.
Det intressanta är styrning på plats och som sagt säkerhet.
Försök att skissa upp funktionsblock först, då ser du vad som åtgår.

[qx5]

Med ett bra GPRS modem och en mikrokontroller så borde detta vara en rimligt enkelt problem att lösa. Så skulle fokusera på att hitta lämplig modemkandidat.

Mätstationerna bör också skicka något ping per dygn som minimum så att man kan hantera om mobilmaster mm får slut på reservkraft.

[netrunner]

1. Det finns programvara för att läsa av analoga / digitala mätare med webcam och sen räkna om detta till digitala värden. Detta är smidigt för dom som inte vill göra ändringar i befintliga system.

2. Med en ultraljuds-avståndsmätare kan man mäta avståndet till vattenytan billigt och med centimeter-noggrannhet. SR04 heter sensorn.

3. Sabbotage-larm kan vara bra. Så att man vet om någon öppnar dörren.

4. Låt en separat enhet hantera 3G internet och överstätta det till en VPN med starkt lösenord. Det finns hemma-routrara som går att uppgradera till DD-WRT som lätt löser detta.

5. Låt sensorer sända data varje minut till en central databas (inbrott skickas omedelbart). Så hanterar du "intelligensen" + larm centralt och inte lokalt i mätstationen.

6. Håll alla system fritt från internet, endast tillgång via VPN.

[SeaGull]

Jag jobbar också en del i branschen.
Codesys PLC på Raspberry pi verkar intressant . IO finns på Ebay. Har inte riktig koll, men den har också någon form av webserver/HMI. Läs databladet.

store.codesys.com/codesys-control-for-raspberry-pi-sl.html?___store=en&___from_store=default#1

[LaRdA]

Empo80: Välkommen, jag kan inte annat än att hålla med tidigare skribenter om att det är ett föredömligt första inlägg!

Icecp: För nivåmätning i vårat "vattenverk" (borrad brunn, avjärningsfilter, luftning, avhärdning för 13 hushåll) så har är det en dränkbar tryckgivare som används för att mäta nivån i "tanken" (gjuten i betong under golvet).
Jag anser det vara en betydligt stabilare lösning än att använda en rörlig flotör och potentiometer.
Inte just denna men av samma typ.
http://www.svenskatermoinstrument.se/so ... meter.html

[swapper]

Hej
Skulle det vara att du vid något tillfälle behöver en kommersiell lösning så tror jag http://www.bastec.se/page.asp?ID=1 skulle kunna lösa mycket av dessa problem. Kostnadsbilden är såklart högre än att göra det själv med UC.
Men i vissa lägen kan det vara att man bara vill få det att lira.
De har färdigt med "SCADA" ritningar i duc med larm osv så man kan se vilka pumpar som är aktiva, fullt modbus stöd inkl modbus över IP osv.

PS jag har inget med bastec att göra mer än att jag varit inloggad i en sån duc några gånger och pillat.

[Jan Almqvist]

Har du tittat på mini-PLC:er från t.ex. xlogic.se?

Det finns olika modeller med Wi-Fi, GPRS/GSM/SMS etc.

Kostar nästan ingenting...

[Empo80]

Hej alla,
Vad kul med så många svar på så kort tid, tackar så mycket!

Gällande nivåmätning så har jag mycket erfarenhet av nedsänkta trycktransmittrar precis som den LaRdA visar, används nästan uteslutande inom VA-automation både på dricksvatten samt faktiskt även skitigt avloppsvatten!. I avloppsbassänger sätter man oftast ner dom i ett större rör i bassängen man mäter, för att hålla så mycket som möjligt av "geggan" borta från givare. Dom behövs dock göras rent då och då. Nackdelen är ju att dom kostar en del. Cerlic, MJK, Endress Hauser med flera säljer varianter av dom, och jag har själv några stycken 5meters givare liggandes att experimentera med. Så en sån får det bli!

Ultraljud är också ganska vanligt inom VA, har monterat/konfigurerat ganska många för flödesmätning av avlopp över V-skibord. Blir en hyfsat exakt mätning som framförallt inte är så känslig och underhållskrävande.

Ha bläddrat mycket på diverse sidor nu om både Arduion, Raspberry och µC. Skulle vara förbaskat roligt att börja med och sätta sig in i, men jag får nog inse att jag tyvärr inte har tiden till det. Får bli när jag blir pensionär.. Kör egen verksamhet (inom VA) som heltidsförsörjning, vilket då tyvärr mestadels är just heltid. Alternativet är ju att hyra in någon för det, och det är kanske något jag får fundera på om jag presenterar en bra lösning för mina kunder och dom är villiga att öppna plånboken. Men det var lite därför jag till en början tänkte investera framförallt min tid på ett system, för att presentera något i drift - vilket blir mycket lättare att sälja in. Sen har jag ju såklart stor egen vinning med ett system för övervakning då det underlättar våra underhållsåtaganden av dessa anläggningar avsevärt.

Att veta till exempel att vattnet HÅLLER på att ta slut, före det faktiskt helt TAR SLUT sparar mycket tid och stress för mig som dessvärre är fallet idag på dom flesta anläggningarna

Säkerheten är såklart jätteviktig i såna här anläggningar så det skall inte försummas. Nu är det förvisso inte på den nivå som en kommunal anläggning kräver som egentligen inte får stanna (även om det händer..). Det är inte lika många abonnenter som blir drabbade vid "mina" anläggningar, även om vi har några med uppemot 350-400 hushåll anslutna. Men det är till större del fritidshus så att det slutar fungera ibland är sånt som händer och folk har viss förståelse, men utvecklingen är ju som med allt annat - det SKA bara fungera och telefonen går varm när det inte kommer vatten i kranarna....

Jag har sneglat lite på mer "färdiga" system typ Bastec m.m, och halkade faktiskt in på Xlogic igår som jag inte sett förut. Blev väldigt positivt överraskad av priserna!!. Är dessa "något att ha" så är det absolut gångbart rent ekonomiskt av vad jag sett. Fördelen är också att jag har viss erfarenhet av PLC programmering, även om det nu är många år sen dom utbildningarna gjordes.. Sen är det också från början "inkapslat" och klart, och bara montera upp på DIN skenor i skåpen som redan finns på dom flesta anläggningarna.

Det enda jag fnular lite på med Xlogic är hur ska man presentera värden och statistik på ett enkelt sätt för kunden? Ser helst här en lösning där man gå in enkelt på en websida, och där kunna avläsa diverse ärvärden och några kurvor med historisk data. Är det någon här som har pysslat med Xlogic en del får ni gärna dra ett PM till mig! Sökt här på forumet, men inte hittat så mycket skrivet. Inga direkta projekt på nätet heller, men det är väl kanske inte heller så vanligt att man postar projekt med såna här "standard" lösningar heller.

[Nomad50]

Hej,
Hur går det med pumphusprojektet, vad valde du och hur fungerar det?

Mvh
Sven

[Empo80]

Tjena Sven!
Ursäkta mitt sena svar. Jag är inte någon "frekvent" besökare av forumet, kikar in vid tillfälle ibland.

Tid!! - det är något jag skulle behöva köpa Av den anledningen har jag heller inte kommit så långt i dessa projektplaner tyvärr. Det landade dock i att jag köpte på mig en del pinaler från Xlogic förra vintern. Dom blev dock liggandes över hela denna säsong på grund av brist på tid och ork från min sida.

Men jag fick en liten nytändning för ett par veckor sedan, och hade bestämt att denna jul/nyår skall vara ledig tid. Så jag har kunnat pyssla lite Köpte även till mig själv ett Fibaro system för att leka med här hemma i huset Mycket roligt, och har mycket saker jag vill testa för att se potentialen på ett sånt här "out of the box" system. Har hittills lite lampor som styrs av olika sensorer och villkor. Får också en "Push" till mobilen när min vedeldade bastu nått temperaturen då det är dags att börja basta Mer saker är på G!

När det kommer till nytta, så har jag en av mina Xlogic i drift. Det är en PLC som har SMS modul inbyggt. Den är väldigt enkelt programmerad just nu, den skall utvecklas vidare för en större övervakning/nytta i pumphuset den finns i. I detta pumphus så gör den just nu detta;
Via puls mäter den totalt utgående flöde från pumphuset
- Vid uttag över 50m3 vatten under dygnet så stänger den via magnetventil av utgående vatten - och skickar mig ett SMS om det.
- Klockan 05:00 varje morgon så återställs räknaren, och vatten levereras ut igen. (om den behövt stänga vill säga)
- Klockan 04:59 varje dag får jag även ett SMS som ger mig den totala förbrukningen för dom sista 24 timmarna.
- Jag får även ett SMS när uttaget under dygnet når 40m3, då får jag en "hint" innan vi når gränsen där magnetventilen stänger av utgående vatten.

Detta fungerar finemang! Men jag vill få in mycket mer, och kommer jobba vidare med detta när jag får tid att pilla vidare med detta.
Nästa steg är övervakning av motorskydd samt låg nivå i reservoaren. Men det är väldigt simpelt att lösa, gjort på nolltid. Lite tråddragning som behövs bara.

Har du själv något liknande projekt du pular med?

Med vänlig hälsning Emil

[Nomad50]

Hej Emil,
Har blivit engagerad som vattuman i en stugförening med ca 30 hushåll. Två borrhål, 35 m samt 100 m som ger ett mycket bra vatten året rumt men med radon, två tankar om 20 resp 10 m3 buffrar och avluftar vattnet innan det går ut på nätet. Varje hål har en vattenmätare som läses av och bokförs manuellt varje morgon. Då förstår du nu direkt varför jag är så intresserad av din tråd, eller hur?
Ambitionen är att kunna avläsa vattenmätarna (2st)via SMS, samt utgående vattenmängd dygnsvis med avstängningsventil om normala dygnsvolymen överskrids (detta har hänt- båda tankarna tömdes därför att någon hade lämnat en kran öppen! Tog 3 veckor att reparera den skadan.)
Min första fråga är hur avläser man en konventionell vattenmätare?

Mvh
Sven

[E Kafeman]

Vattenmätare kan relativt enkelt byggas om så de får puls-magnetgivare eller bytas till mätare med elektrisk pulsutgång förutom mekaniskt räkneverk.
Jag har skrivit programvara som senast rullat på en atom-pc som analyserar pulserna från sådana mätare, över och under-förbrukning, konstant läckage max och min gränser för dag resp natt, peak liter/minut. Statistik, kurvor och live grafiska displayer via web-interface med dynamisk anpassning till mobil-displayer. Perfekt när man är ute på fältet och vrider på ventiler och vill se om t.ex. ett läckage påverkas.
När någon nivå-gräns överskrids skickas mail och/eller SMS enligt sändlistor, med information om feltyp.
Uteblir kvittering av larm, skickas skarpare formuleringar
Återställande av fellarm kräver inloggad felåterställning+kommentarsfält, så man kan följa vem som gjort vad.
Pulsräknarna har dubbla batteribackuper, så elektriciteten kan var borta i några år utan att man tappar räkningen.
Utöver detta så finns mätning av några temperaturer.
Allt ansluts till en USB eller parallell-port på datorn, så det går bra med att använda vilken utskrotad dator som helst som åtminstone klarar Win2k.
Systemet har varit i drift i mer än 10 år utan problem.
Programmet är skrivet i Labview och måste modifieras för aktuell hårdvara, typ av internet-anslutningar, ställa nya gränsvärden mm, så programmet är som mest en stomme, programmerad av mej för antikt länge sedan, så hade nog ändrat en hel del om samma sak skulle gjorts idag.
En hel del parametrar är bl.a. hårdkodade i programmet.
Om man kan programmera i labview samt kan själv snickra ihop hårdvara för några hundringar så finns åtminstone en programvaru-stomme att utgå från.
Systemet användes senast för två inkommande vattenledningar och tre utgående, för totalt ca 250 hushåll.
Är det intressant så kan jag skicka program-koden samt kanske även ge lite hårdvaru-support.
Vill inte knycka tråden, men programmet verkade passa Nomad50's behov.

[Nomad50]

Hej alla,
Man måste bara älska detta Forum, gör ett inlägg och man får direkt svar av kunnigt och erfaret folk!
Emils förslag är bra och enkelt, tack för det.

Tack E Kafeman för erbjudandet, är intresserad och vill gärna använda din lösning. (Du har PM). Har dock ingen erfarenhet av Labview, men gillar utmaningen. Kan ditt program snurra runt på en Arduino eller hallonpaj?

Gillade speciellt det du skrev om att kolla läckage.
Har nämligen nyss konstaterat att 5 m3 har försvunnit under januari månad utan att någon har bott i området under samma tid. Kan därför misstänka att det finns ett läckage eller två och sådana vill vi inte ha trots att vi har gott om vatten.

Vår vattenmätare är av konventionell typ, har du tips på lämplig puls-magnetgivare som kan användas är jag tacksam. Har hittat en 2 tums avstängningsventil så kedjan är snart komplett