- Licenza Innovyze: la funzionalità InfoWorks TS (sistema transitorio) è disponibile solo se l'opzione InfoWorks TS è abilitata nella licenza Innovyze. Contattare il supporto tecnico per informazioni sull'aggiunta di questa opzione alla licenza esistente.
- Licenza Autodesk: la funzionalità InfoWorks TS (sistema transitorio) è disponibile come opzione InfoWorks TS abilitata automaticamente e fa parte della licenza Autodesk.
I transitori idraulici, noti anche come colpo d'ariete o picco, sono fluttuazioni di pressione causate da una variazione della velocità del fluido. Ciò può essere causato, ad esempio, dall'avvio e dall'arresto delle pompe o dall'apertura e chiusura delle valvole. Per ulteriori dettagli, vedere l'argomento Verifica transitori.
Le simulazioni di InfoWorks TS vengono utilizzate per analizzare pressioni e portate durante il funzionamento transitorio modellato in corrispondenza di posizioni selezionate nella rete.
È possibile modellare i transitori dovuti a variazioni nel funzionamento della stazione di pompaggio, nel funzionamento delle valvole o in cambiamenti improvvisi della domanda in corrispondenza di un nodo. Queste simulazioni possono essere utilizzate anche per valutare gli effetti dei dispositivi di protezione transitori sul sistema.
Riconoscimenti: il modulo InfoWorks TS utilizza il motore KYPipe Surge copyright © Dr. Don J. Wood, Dr. Srini Lingireddy, Lexington, KY. USA. Tutti i diritti riservati. Per ulteriori informazioni, vedere la pagina Web di KYPipe.
Campi dati della modellazione transitoria
I dati di modellazione transitori sono memorizzati nei dati di controllo. Quando i dati di controllo vengono aggiunti ad un oggetto di rete, vengono visualizzate ulteriori schede transitorie nei fogli proprietà dei seguenti oggetti:
- Nodi: un profilo di domanda da applicare durante la simulazione transitoria può essere definito nella scheda Transitorio - Richiesta aggiuntiva del foglio proprietà del nodo. La scheda Transitorio - Dispositivo di protezione transitori contiene i parametri per la modellazione di dispositivi quali i serbatoi di sovrapressione e le valvole di sfogo della pressione.
- Stazioni di pompaggio
- Un profilo di velocità da applicare durante la simulazione transitoria può essere definito nella scheda Transitorio del foglio proprietà Stazione di pompaggio. È inoltre possibile modellare il funzionamento della stazione di pompaggio a seguito della perdita di potenza. Sono disponibili quattro curve a quadranti integrate per la modellazione del funzionamento normale e anomalo della pompa.
- I parametri del controllore PID possono essere applicati come alternativa al profilo di velocità nella scheda Transitorio del foglio proprietà Stazione di pompaggio (vedere di seguito).
- i parametri di simulazione transitoria per una stazione di pompaggio modellata come una turbina possono essere definiti nella scheda Transitorio - Turbina del foglio proprietà della stazione di pompaggio. È possibile definire un profilo di velocità da applicare durante la simulazione transitoria. È inoltre possibile modellare il funzionamento della turbina a seguito della perdita di potenza.
- Valvole
- Un profilo di apertura/chiusura da applicare durante la simulazione transitoria può essere definito nella scheda Transitorio del foglio proprietà della valvola.
- I parametri della valvola di regolazione flusso/pressione possono essere applicati come alternativa al profilo di apertura/chiusura nella scheda Transitorio del foglio proprietà della valvola. È inoltre possibile specificare parametri del controllore PID (vedere di seguito).
- Serbatoi, carichi fissi e pozzi: un profilo di pressione da applicare durante la simulazione transitoria può essere definito nella scheda Transitorio - Pagina Pressione del foglio proprietà dell'oggetto.
Inoltre, è necessario specificare i valori di celerità delle onde per tutti i collegamenti della rete.
Gli oggetti in corrispondenza dei quali sono stati impostati i parametri transitori possono essere identificati sulla planimetria da un simbolo 
accanto all'oggetto.
Controllo PID
Quando si modellano le stazioni di pompaggio o le valvole come controllori PID, viene utilizzata la forma di velocità dell'equazione PID per calcolare la variazione nella posizione del regolatore da un momento di campionamento a quello successivo.
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L'input del controllo nel momento (t) viene calcolato come:
dove: Kc = guadagno del controllore (proporzionale) Ti = tempo integrale Td = tempo differenziale Ts = tempo campione (specificato nella finestra di dialogo Opzioni TS di InfoWorks) e(t) = segnale di errore dall'oggetto di controllo |
La configurazione del controllo PID per le valvole di controllo richiede conoscenze specialistiche e informazioni sulla valvola in questione (Ku, "guadagno critico" e Tu "periodo di oscillazione al limite di stabilità"). I due articoli citati forniscono ulteriori informazioni:
- J. G. Ziegler and N. B. Nichols, "Optimum settings for automatic controllers". Trans. Amer. Soc. Mech. Eng., vol. 64, pp. 759–768, 1942
- Anthony S. McCormack and Keith R. Godfrey, "Rule-Based Autotuning Based on Frequency Domain Identification", IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY, VOL. 6, N. 1 GENNAIO 1998
Modellazione dell'intrusione e della domanda relativa alla pressione
I parametri di calcolo dell'intrusione e della domanda relativa alla pressione possono essere definiti nella finestra di dialogo Opzioni TS di InfoWorks durante la pianificazione di una simulazione transitoria.
Attivare la domanda relativa alla pressione per consentire alle domande di rispondere alle variazioni di pressione nel sistema; In caso contrario, la domanda rimarrà costante durante la simulazione transitoria.
Con la domanda relativa alla pressione attivata, è possibile specificare anche i parametri di calcolo delle intrusioni. L'intrusione di falde contaminate attraverso giunti che perdono o crepe nelle condotte può essere potenzialmente causata da pressioni estremamente basse o negative nella rete. InfoWorks TS fornisce due metodi per stimare il volume di intrusione:
- Metodo della frazione della richiesta: calcola il volume di intrusione calcolando una costante di perdita da una frazione specificata della domanda in uscita
- Metodo di portata delle perdite: calcola il volume di intrusione utilizzando il tasso di perdita specificato per una condotta di riferimento ad una pressione di 50 m
Il volume di intrusione stimato viene visualizzato nella vista griglia dei risultati del nodo.
Per ulteriori informazioni, vedere gli argomenti Finestra di dialogo Opzioni TS di InfoWorks e Campi dati risultati nodo.
Suggerimenti sulla modellazione
Quando si definisce una rete per la simulazione transitoria, è consigliabile tenere presente quanto segue:
- Limitare la distanza dei collegamenti tra pompe e valvole
- Evitare condotte di grande diametro vicino a dispositivi di protezione transitori
- I valori di celerità delle onde possono essere determinati dalle curve fornite da Thorley ARD, 1991 che tracciano la celerità delle onde rispetto al rapporto diametro/spessore muro per diversi materiali delle condotte. Per ulteriori informazioni, vedere l'argomento Verifica transitori.
Impostazione di una simulazione InfoWorks TS:
- Impostare la simulazione come di consueto, come descritto in Creazione e pianificazione di una simulazione.
- Impostare l'opzione Tipo di simulazione su InfoWorks TS. La finestra di dialogo Opzioni TS di InfoWorks viene visualizzata automaticamente quando questa opzione viene selezionata per la prima volta. La finestra di dialogo può essere aperta anche in un secondo momento utilizzando il pulsante Opzioni quando InfoWorks TS è il tipo di simulazione.
- Impostare i criteri nella finestra di dialogo Opzioni TS di InfoWorks.
- Eseguire la simulazione normalmente.
Risultati simulazione della InfoWorks TS
La simulazione del sistema transitorio può contenere fino a tre simulazioni:
- Verrà eseguita una simulazione idraulica di base fino all'inizio della simulazione transitoria.
- Al momento dell'inizio della simulazione transitoria verrà eseguita una seconda istantanea idraulica (timestep idraulico transitorio) per identificare eventuali non convergenze gravi causate dal passaggio alle condizioni idrauliche transitorie. Se tali problemi si verificano durante questa esecuzione, la simulazione transitoria verrà interrotta.
- La simulazione transitoria viene eseguita per la durata specificata ad intervalli di tempo di alcuni millisecondi.
È possibile eseguire semplicemente le simulazioni idrauliche selezionando l'opzione Esegui solo simulazione idraulica nella finestra di dialogo Opzioni TS di InfoWorks.
I risultati della simulazione transitoria sono disponibili per valvole e oggetti stazione di pompaggio con la modellazione dei transitori abilitata e per i nodi con la modellazione dei dispositivi di protezione transitori abilitata. I risultati possono essere visualizzati allo stesso modo di quelli di una simulazione idraulica.
È possibile salvare un file .PRO di Surge Animate da una sezione longitudinale di simulazione transitoria e aprirlo nel modulo Surge Animate.
Per ulteriori informazioni sui risultati transitori, vedere la sezione Campi dati dei risultati.
Convalida
Esistono alcune restrizioni di modellazione applicabili agli oggetti di rete durante una simulazione transitoria che non si applicano durante una normale simulazione idraulica.
La convalida della rete e il controllo per verificare che queste restrizioni siano soddisfatte vengono eseguiti durante il programma della simulazione nella vista Pianifica esecuzione idraulica. I messaggi di errore e di avvertimento vengono visualizzati nella sezione Messaggi di impostazione dei parametri della vista.
Potrebbe essere presente un numero elevato di oggetti con lo stesso messaggio di convalida; per ogni messaggio InfoWorks WS Pro segnalerà il numero di oggetti a cui si applica il messaggio e gli ID dei primi dieci di questi oggetti.
Nella tabella seguente sono elencati i messaggi di convalida della simulazione transitoria che possono essere visualizzati.
Indica un errore: la simulazione non verrà tratto eseguita a quando la causa dell'errore non sarà stata risolta
indica un avvertimento (a titolo informativo): la simulazione verrà eseguita, ma potrebbe essere necessario un intervento da parte dell'utente
| Messaggio di convalida | Causa | Severità |
|---|---|---|
| Licenza InfoWorks TS non presente | La funzionalità InfoWorks TS (sistema transitorio) è disponibile solo se l'opzione InfoWorks TS è abilitata nella licenza. Contattare Autodesk per informazioni sull'aggiunta di questa opzione alla licenza esistente. |
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| conteggio nodi InfoWorks TS = <n. di nodi>; la licenza ne ammette <n. di nodi consentiti> | Il numero di nodi nella rete supera il numero di nodi consentito in base alle opzioni abilitate sulla licenza. Contattare Autodesk per ulteriori informazioni sulle opzioni di licenza. |
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| conteggio collegamenti InfoWorks TS = <n. di collegamenti>; la licenza ne ammette <n. di collegamenti consentiti> | Il numero di collegamenti nella rete supera il numero di collegamenti consentiti in base alle opzioni abilitate sulla licenza. Contattare Autodesk per ulteriori informazioni sulle opzioni di licenza. |
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| tempo di verifica al di fuori degli orari di inizio/fine del sistema idraulico | L'ora di inizio della simulazione transitoria specificata nella finestra di dialogo Opzioni TS di InfoWorks è precedente all'ora di inizio o successiva all'ora di fine specificata nella sezione Parametri di esecuzione della vista Pianifica esecuzione idraulica. |
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| celerità non specificata | La celerità delle onde non è stata specificata in corrispondenza di uno o più collegamenti |
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PST/Valvola: i nodi hanno richiesta |
Al nodo a monte o a valle di una stazione di pompaggio o di una valvola è assegnata una domanda |
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| PST/Valvola: i nodi hanno più collegamenti |
Una stazione di pompaggio o una valvola con la modellazione transitoria abilitata dispone di più collegamenti a monte o a valle. Gli oggetti in corrispondenza dei quali è abilitata la modellazione transitoria devono avere un solo collegamento a monte e a valle. |
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| pompa >1 in stazione di pompaggio | Una o più stazioni di pompaggio nella rete hanno più di una pompa associata |
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| pompe in modalità portata | La modalità di controllo di una o più stazioni di pompaggio nella rete è impostata su Portata. |
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| curva pompa non specificata o mancante | L'ID curva pompa per una pompa in una stazione di pompaggio non esiste o non è stato specificato alcun ID curva pompa. |
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| idrante aperto | Uno o più nodi dell'idrante nella rete sono aperti |
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| richiesta a SPD | Ad uno o più nodi in cui è definito un dispositivo di protezione transitori è assegnata anche una domanda |
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| l'SPD deve avere solo 2 condotte aperte | In uno o più nodi in corrispondenza dei quali è definito un dispositivo di protezione transitori sono presenti più di due collegamenti di connessione aperti |
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| il nodo supera i 10 collegamenti | Uno o più nodi nella rete hanno più di 10 collegamenti |
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| trasferimento portata in ingresso+ opzione PRD | Il controllo della portata è stato applicato ad un nodo di trasferimento e l'opzione Domanda relativa alla pressione nella finestra di dialogo Opzioni TS di InfoWorks è stata selezionata |
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| nessun SPDS | Nessun dispositivo di protezione transitori definito per i nodi della rete |
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| nessuna domanda temporanea | Nessuno dei nodi della rete ha una domanda transitoria definita |
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| nessuna valvola attiva | Nessuna delle valvole nella rete ha la modellazione transitoria attivata |
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| nessun transitorio PST | Nessuna delle stazioni di pompaggio nella rete ha la modellazione transitoria attivata |
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| controllo mancante per i nodi | Ad uno o più nodi della rete non sono associati dati di controllo |
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| controllo mancante per le valvole | Una o più valvole nella rete non presentano dati di controllo associati |
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| controllo mancante per le pompe | Una o più pompe nella rete non dispongono di dati di controllo associati |
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| stampa pressione min >= stampa pressione max | Il valore specificato nel campo Traccia pressione minima della finestra di dialogo Opzioni TS di InfoWorks è maggiore del valore specificato nel campo Traccia pressione massima. Ciò causerà irregolarità nella stampa del grafico di avanzamento durante la simulazione transitoria. |
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