Le stazioni di pompaggio (PST) possono essere presidiate in modo permanente oppure controllate a distanza. Le pompe possono essere avviate e arrestate manualmente dall'operatore oppure automaticamente da un dispositivo di controllo, che può variare da un semplice dispositivo ad un processore sofisticato.
Pagina Dati di controllo pompa (controllo della stazione di pompaggio)
In InfoWorks WS Pro, l'utente può gestire tutte queste situazioni e modellare i criteri di controllo effettivi come esistono nella realtà, in modo semplice e diretto.
In InfoWorks WS Pro sono disponibili le seguenti modalità di controllo:
- AUTO: utilizzata per modellare pompe controllate dal livello (LCP) o pompe controllate dalla pressione (PCP).
- FLOW: utilizzata per modellare la portata attraverso il PST come una data funzione del tempo;
- PLAN: utilizzata per modellare le pompe a controllo temporizzato (TCP);
- PROFILE (PROF): utilizzata per modellare le pompe controllate dal livello (LCP) o le pompe controllate dalla pressione (PCP) che funzionano in base ad un determinato profilo target;
- TARGET FLOW (TFLW): utilizzata per modellare le pompe a portata controllata che operano in base ad un determinato profilo target.
- TURB: utilizzata per modellare le turbine che operano in base ad un controllo temporale.
La modalità di controllo e gli oggetti di controllo si applicano sempre a tutta la stazione di pompaggio e non alle singole pompe. Se le singole pompe o i gruppi di pompe utilizzano modalità di controllo differenti (o punti di controllo diversi), è necessario rappresentarle come stazioni di pompaggio separate nel modello, ciascuna configurata con una propria modalità di controllo.
Ulteriori informazioni sulla definizione di controlli più complessi sono disponibili nell'argomento Informazioni sul controllo programmabile dall'utente (UPC).
Modalità di funzionamento AUTO
Le singole pompe sono controllate in base alle variazioni del livello dell'acqua in un serbatoio di controllo oppure in base alle variazioni di pressione in un nodo di controllo. Il nodo/serbatoio di controllo è specificato dall'utente nella pagina Controllo pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Le pompe di riserva possono essere controllate anche in base alla velocità di una pompa primaria.
Le informazioni di controllo vengono immesse nella pagina Dati di controllo pompa del foglio proprietà.
Lo stato iniziale e la velocità iniziale (per le pompe a velocità variabile) possono essere definiti per ciascuna pompa della stazione di pompaggio nella griglia che si trova nella parte superiore sinistra della finestra. L'ordine dei dati di controllo delle pompe corrisponde all'ordine delle pompe specificato nella pagina Dati pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Per ciascuna pompa è possibile definire, nella griglia inferiore, un profilo variabile nel tempo dei livelli di controllo e delle velocità di pompaggio. Fare clic sul lato sinistro della riga nella griglia superiore sinistra per visualizzare i dettagli del profilo relativi alla pompa selezionata.
L'opzione Regolazione VSP multipla è disponibile quando nella stazione di pompaggio è presente più di una pompa a velocità variabile. Selezionare questa opzione per consentire alla stazione di pompaggio di regolarsi utilizzando tutte le pompe a velocità variabile identiche e disponibili; le velocità delle pompe variano simultaneamente per raggiungere il target. (Se le pompe a velocità variabile non sono identiche, la stazione di pompaggio si regolerà utilizzando la prima pompa a velocità variabile e le pompe identiche ad essa per effettuare la regolazione. Le altre pompe nella stazione di pompaggio funzioneranno alla velocità massima.)
Se l'opzione Regolazione VSP multipla è deselezionata, la stazione di pompaggio verrà regolata utilizzando solo la prima pompa a velocità variabile disponibile. Le altre pompe della stazione di pompaggio funzioneranno alla velocità massima.
Controllo delle pompe di riserva in base alla velocità della pompa in servizio
Oltre a controllare lo stato delle pompe in base alla pressione in un serbatoio o in un nodo, è possibile utilizzare la velocità di una pompa primaria per controllare lo stato delle pompe di riserva.
I campi % Velocità ON e % Velocità OFF vengono utilizzati per attivare una pompa in riferimento alla velocità attuale di una pompa in funzione. La pompa di riferimento è considerata la prima pompa a velocità variabile attiva nella stazione di pompaggio.
Se la velocità della pompa di riferimento supera % Velocità ON, la pompa interessata si attiverà. Se la velocità della pompa di riferimento scende al di sotto del valore di % Velocità OFF, la pompa interessata si spegnerà. I valori di % Velocità sono espressi come percentuale della velocità massima della pompa di riferimento.
Per le pompe a velocità fissa, le impostazioni di % Velocità prevalgono sulle impostazioni di Pressione ON/OFF, a meno che non siano presenti pompe a velocità variabile attive; in tal caso, verranno utilizzate le impostazioni di Pressione ON/OFF, se definite.
Per le pompe a velocità variabile, è necessario specificare i valori di pressione ON/OFF; tuttavia è possibile specificare anche i valori di % Velocità. Se entrambe le coppie di impostazioni sono definite, verranno utilizzate entrambe.
Si noti che la logica inversa non è consentita per le pompe controllate dalla velocità; il valore di % Velocità ON deve essere maggiore del valore di % Velocità OFF.
Disponibilità pompa
È possibile definire un profilo variabile nel tempo dello stato di disponibilità utilizzando i flag di disponibilità della pompa nella griglia situata in alto a destra, dove 1 = Disponibile e 0 = Non disponibile. Se nella stazione di pompaggio sono presenti più pompe, la disponibilità di ciascuna pompa deve essere immessa seguendo l'ordine in cui le pompe sono elencate nella pagina Dati pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Nota:
- Se non vengono specificati flag di disponibilità, si presume che la pompa sia disponibile.
- Se Stato iniziale pompa è impostato su Non Disponibile, la pompa rimane sempre indisponibile indipendentemente dalle impostazioni del flag di disponibilità.
Esempi
Di seguito sono illustrati due semplici casi: a) la situazione più comune e b) un caso raro di approvvigionamento idrico.
Controllo AUTO: "normale"
Controllo AUTO: logica inversa
Il caso a) rappresenta la situazione più comune: quando il livello dell'acqua nel serbatoio di controllo aumenta, le pompe vengono arrestate una dopo l'altra (a partire dall'unità n. 3) per evitare fuoriuscite. Quando il livello dell'acqua diminuisce, le pompe vengono avviate in ordine inverso. Le impostazioni di attivazione e disattivazione rimangono costanti per l'intera durata della simulazione. Nella pratica, queste impostazioni vengono regolate periodicamente in base alla stagione e ad altre condizioni operative. L'utente può facilmente eseguire più simulazioni con impostazioni diverse, al fine di individuare la soluzione più appropriata.
L'idea di base di questo sistema è mantenere il serbatoio pieno, un requisito operativo standard. Tuttavia, esistono casi (casi rari nei sistemi di approvvigionamento idrico, ma comuni nei sistemi di drenaggio) in cui la strategia operativa consiste nel mantenere il serbatoio vuoto o parzialmente vuoto, come illustrato nella figura b). In questo caso, le pompe si avviano quando il livello dell'acqua nel serbatoio di controllo raggiunge una determinata quota altimetrica e si arrestano quando esso scende al di sotto di un livello inferiore. In InfoWorks, questo criterio è definito "logica inversa", poiché è opposto al criterio standard. Anche in questo caso, i livelli di controllo di ciascuna unità vengono selezionati con attenzione, tenendo conto di tutti i fattori rilevanti.
Modalità di funzionamento FLOW
L'utente definisce il profilo di portata target della stazione di pompaggio per l'intero periodo di simulazione.
Questa modalità può risultare utile durante il processo di calibrazione, quando è necessario riprodurre nel modello eventi già avvenuti.
In modalità FLOW, l'utente può anche specificare un nodo di riferimento (che può essere un nodo o un serbatoio) e impostare i valori di Pressione ON e Pressione OFF nella pagina Controllo pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio. Se la pressione o il livello nel nodo di riferimento supera il valore di Pressione OFF in qualsiasi momento, la stazione di pompaggio viene arrestata immediatamente, indipendentemente dagli altri controlli. La stazione riprenderà a funzionare solo quando la pressione o il livello nel nodo di riferimento scende al di sotto del valore di Pressione ON.
Questa funzionalità consente, ad esempio, di simulare una stazione di pompaggio reale dotata di protezione contro la sovrapressione.
Modalità di funzionamento PLAN
Questa modalità di funzionamento viene utilizzata per la modellazione di pompe a controllo temporizzato. Le singole pompe vengono controllate impostando, nella stazione di pompaggio, gli orari di avvio e arresto per ciascuna pompa.
L'orologio interno di InfoWorks WS fornisce l'azione necessaria durante la simulazione. Se, ad esempio, l'orario pianificato cade a metà del timestep (dt), l'azione verrà leggermente posticipata fino al successivo calcolo dello stato stazionario.
Lo stato di attivazione o disattivazione è definito tramite i flag di stato della pompa, dove 1 = ON e 0 = OFF. Se nella stazione di pompaggio sono presenti più pompe, lo stato di ciascuna pompa deve essere inserito seguendo l'ordine in cui le pompe sono elencate nella pagina Dati pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Questa modalità è molto utile nel processo di calibrazione, quando l'utente deve duplicare eventi passati nel modello.
In modalità PLAN, l'utente può anche specificare un nodo di riferimento (che può essere un nodo o un serbatoio) e impostare i valori di Pressione ON e Pressione OFF nella pagina Controllo pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio. Se la pressione o il livello nel nodo di riferimento supera il valore di Pressione OFF in qualsiasi momento, la stazione di pompaggio verrà arrestata immediatamente, indipendentemente dai controlli temporali. La stazione riprenderà a funzionare solo quando la pressione o il livello nel nodo di riferimento scende al di sotto del valore di Pressione ON.
Questa funzionalità consente, ad esempio, di simulare una stazione di pompaggio reale dotata di protezione contro la sovrapressione.
Modalità di funzionamento PROFILE (PROF)
La modalità di funzionamento PROFILE rappresenta una versione più complessa della modalità AUTO, utilizzata per le pompe controllate dalla pressione o dal livello.
In modalità PROFILE, l'utente definisce un profilo di pressione o livello target da raggiungere in un nodo di controllo (che può essere un nodo o un serbatoio), specificato nella pagina Controllo pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Le informazioni di controllo vengono immesse nella pagina Dati di controllo pompa del foglio proprietà.
Lo stato iniziale e la velocità iniziale (richiesta solo per le pompe a velocità variabile) possono essere definiti per ciascuna pompa della stazione di pompaggio nella griglia che si trova nella parte superiore sinistra della finestra. (Se non viene specificato un valore di velocità variabile, la pompa funzionerà alla sua velocità nominale). L'ordine dei dati di controllo delle pompe corrisponde all'ordine delle pompe specificato nella pagina Dati pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Per ciascuna pompa è possibile definire, nella griglia inferiore, un profilo variabile nel tempo dei valori di deviazione target on/off e delle velocità di pompaggio. Fare clic sul lato sinistro della riga nella griglia superiore sinistra per visualizzare i dettagli del profilo relativi alla pompa selezionata.
L'opzione Regolazione VSP multipla è disponibile quando nella stazione di pompaggio è presente più di una pompa a velocità variabile. Selezionare questa opzione per consentire alla stazione di pompaggio di regolarsi utilizzando tutte le pompe a velocità variabile identiche e disponibili; le velocità delle pompe variano simultaneamente per raggiungere il target. (Se le pompe a velocità variabile non sono identiche, la stazione di pompaggio si regolerà utilizzando la prima pompa a velocità variabile e le pompe identiche ad essa per effettuare la regolazione. Le altre pompe nella stazione di pompaggio funzioneranno alla velocità massima.)
Se l'opzione Regolazione VSP multipla è deselezionata, la stazione di pompaggio verrà regolata utilizzando solo la prima pompa a velocità variabile disponibile. Le altre pompe della stazione di pompaggio funzioneranno alla velocità massima.
Controllo delle pompe di riserva in base alla velocità della pompa in servizio
Oltre a controllare lo stato delle pompe in base alla pressione target in un serbatoio o in un nodo, è possibile utilizzare la velocità di una pompa primaria per controllare lo stato delle pompe di riserva.
I campi % Velocità ON e % Velocità OFF vengono utilizzati per attivare una pompa in riferimento alla velocità attuale di una pompa in funzione. La pompa di riferimento è considerata la prima pompa a velocità variabile attiva nella stazione di pompaggio.
Se la velocità della pompa di riferimento supera % Velocità ON, la pompa interessata si attiverà. Se la velocità della pompa di riferimento scende al di sotto del valore di % Velocità OFF, la pompa interessata si spegnerà. I valori di % Velocità sono espressi come percentuale della velocità massima della pompa di riferimento.
Per le pompe a velocità fissa, le impostazioni di % Velocità prevalgono sulle impostazioni di Deviazione target On/Off, a meno che non siano presenti pompe a velocità variabile attive; in tal caso, verranno utilizzate le impostazioni di Deviazione target On/Off, se definite.
Per le pompe a velocità variabile, è necessario specificare i valori di deviazione target ON/OFF; tuttavia è possibile specificare anche i valori di % Velocità. Se entrambe le coppie di impostazioni sono definite, verranno utilizzate entrambe.
Si noti che la logica inversa non è consentita per le pompe controllate dalla velocità; il valore di % Velocità ON deve essere maggiore del valore di % Velocità OFF.
Profondità pressione target e profilo di disponibilità pompa
È possibile definire, nella griglia situata in alto a destra, un profilo variabile nel tempo della pressione/profondità target e dello stato di disponibilità.
La pressione/profondità target rappresenta il valore da raggiungere nel nodo di controllo specificato nella pagina Dati pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Lo stato di disponibilità è definito tramite i flag di disponibilità pompa, dove 1 = Disponibile e 0 = Non disponibile. Se nella stazione di pompaggio sono presenti più stazioni di pompaggio, la disponibilità di ciascuna pompa deve essere inserita seguendo l'ordine in cui le pompe sono elencate nella pagina Dati pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
- Se non vengono specificati flag di disponibilità, si presume che la pompa sia disponibile.
- Se Stato iniziale pompa è impostato su Non Disponibile, la pompa rimane sempre indisponibile indipendentemente dalle impostazioni del flag di disponibilità.
La modalità PROFILE viene utilizzata per mantenere la pressione in un'area di distribuzione in corrispondenza di un punto target. Può anche essere utilizzata per mantenere un livello costante in un serbatoio.
Modalità operativa FLOW (TFLW)
La modalità operativa FLOW (TFLW) viene utilizzata per modellare le pompe controllate dalla portata, al fine di mantenere un profilo di portata target.
In modalità TFLW, l'utente definisce un profilo di portata target da mantenere in una condotta di controllo, specificata nella pagina Controllo pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Le informazioni di controllo vengono immesse nella pagina Dati di controllo pompa del foglio proprietà.
La velocità iniziale (richiesta solo per le pompe a velocità variabile) può essere definita per ciascuna pompa della stazione di pompaggio nella griglia situata in alto a sinistra. (Se non viene specificato un valore di velocità variabile, la pompa funzionerà alla sua velocità nominale). L'ordine dei dati di controllo delle pompe corrisponde all'ordine delle pompe specificato nella pagina Dati pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Per ciascuna pompa è possibile definire, nella griglia inferiore, un profilo variabile nel tempo dei valori di deviazione target on/off e delle velocità di pompaggio. Fare clic sul lato sinistro della riga nella griglia superiore sinistra per visualizzare i dettagli del profilo relativi alla pompa selezionata.
In modalità TFLW, l'utente può anche specificare un nodo di riferimento (che può essere un nodo o un serbatoio) e impostare i valori di Pressione ON e Pressione OFF nella pagina Controllo pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio. Se la pressione o il livello nel nodo di riferimento supera il valore di Pressione OFF in qualsiasi momento, la stazione di pompaggio verrà arrestata immediatamente, indipendentemente dai controlli temporali. La stazione riprenderà a funzionare solo quando la pressione o il livello nel nodo di riferimento scende al di sotto del valore di Pressione ON.
L'opzione Regolazione VSP multipla è disponibile quando nella stazione di pompaggio è presente più di una pompa a velocità variabile. Selezionare questa opzione per consentire alla stazione di pompaggio di regolarsi utilizzando tutte le pompe a velocità variabile identiche e disponibili; le velocità delle pompe variano simultaneamente per raggiungere il target. (Se le pompe a velocità variabile non sono identiche, la stazione di pompaggio si regolerà utilizzando la prima pompa a velocità variabile e le pompe identiche ad essa per effettuare la regolazione. Le altre pompe nella stazione di pompaggio funzioneranno alla velocità massima.)
Se l'opzione Regolazione VSP multipla è deselezionata, la stazione di pompaggio verrà regolata utilizzando solo la prima pompa a velocità variabile disponibile. Le altre pompe della stazione di pompaggio funzioneranno alla velocità massima.
Controllo delle pompe di riserva in base alla velocità della pompa in servizio
Oltre a controllare lo stato delle pompe in base alla portata target in una tubazione, è possibile utilizzare la velocità di una pompa principale per controllare lo stato delle pompe di riserva
I campi % Velocità ON e % Velocità OFF vengono utilizzati per attivare una pompa in riferimento alla velocità attuale di una pompa in funzione. La pompa di riferimento è considerata la prima pompa a velocità variabile attiva nella stazione di pompaggio.
Se la velocità della pompa di riferimento supera % Velocità ON, la pompa interessata si attiverà. Se la velocità della pompa di riferimento scende al di sotto del valore di % Velocità OFF, la pompa interessata si spegnerà. I valori di % Velocità sono espressi come percentuale della velocità massima della pompa di riferimento.
Per le pompe a velocità fissa, le impostazioni di % Velocità prevalgono sulle impostazioni di Deviazione target On/Off, a meno che non siano presenti pompe a velocità variabile attive; in tal caso, verranno utilizzate le impostazioni di Deviazione target On/Off, se definite.
Per le pompe a velocità variabile, è necessario specificare i valori di deviazione target ON/OFF; tuttavia è possibile specificare anche i valori di % Velocità. Se entrambe le coppie di impostazioni sono definite, verranno utilizzate entrambe.
Si noti che la logica inversa non è consentita per le pompe controllate dalla velocità; il valore di % Velocità ON deve essere maggiore del valore di % Velocità OFF.
Modalità di funzionamento TURB
La modalità operativa TURB viene utilizzata per modellare le turbine. Questi sono modellati come stazioni di pompaggio che funzionano in senso inverso: il nodo a monte della stazione di pompaggio viene trattato come uscita della turbina e il nodo a valle come l'ingresso. Di conseguenza, la testa di lavoro è ancora positiva, ma il flusso di lavoro e le velocità sono negativi.
Lo stato di attivazione/disattivazione è specificato da I flag di stato della pompa erano 1 = ON e 0 = OFF. Se nella stazione di pompaggio sono presenti più turbine, la disponibilità di ciascuna turbina deve essere inserita seguendo l'ordine in cui le pompe sono elencate nella pagina Dati pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Mostra
Nota: Le curve della pompa non sono definite per le turbine, anche se i valori Q nominale e Velocità massima vengono inseriti nella pagina Dati pompa del foglio proprietà Stazione di pompaggio.
Le turbine sono dotate di curve interne predefinite per turbine Francis, basate sulla curva di Suter utilizzata per le simulazioni in transitorio. Queste curve vengono scalate in base ai carichi di servizio, alle portate e alle velocità specifiche di ciascuna macchina. Nelle simulazioni idrauliche, la velocità è fissata al valore massimo e la curva carico/portata viene considerata al rendimento massimo del 93%, con un'apertura del distributore (paratoia) pari al 75%. La curva di Suter si basa su un diagramma a quattro quadranti fornito per una pompa-turbina reversibile nella pubblicazione Engineering Monograph No 39 (Bureau of Reclamation, 1977).
Abachi di pompaggio variabili nel tempo: opzioni per l'estensione del profilo al di fuori delle date e degli orari inseriti.
Quando si definiscono abachi di pompaggio variabili nel tempo in una stazione di pompaggio, sono disponibili diverse opzioni per estendere il profilo al di fuori delle date e degli orari specificati.
Mostra opzioni
| Campo dati | Descrizione | ||||||
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Prima del primo punto |
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Dopo ultimo punto |
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Casella di controllo Ripeti profilo |
Selezionare la casella Ripeti profilo per ripetere un profilo (da 00:00 per il periodo di ripetizione selezionato) per tutta la durata della simulazione. Nota: Quando si utilizza l'opzione Ripeti profilo, se il profilo definito si estende oltre il periodo di ripetizione selezionato, il profilo non verrà ripetuto.
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Ripeti periodo |
Periodo del profilo che verrà ripetuto durante la simulazione, se la casella Ripeti profilo è selezionata. Le opzioni sono:
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Opzione per utilizzare i dati live
È possibile caricare i dati live facendo clic sul pulsante Carica da dati live (se disponibile) e utilizzando la finestra di dialogo Collegamento a dati live per selezionare l'origine e aggiornare la griglia.
Al termine dell'aggiornamento, chiudere la finestra di dialogo utilizzando il pulsante X nell'angolo in alto a destra.
Opzione per svuotare la griglia
Un metodo rapido per svuotare la griglia consiste nell'utilizzare il pulsante Elimina nella finestra di dialogo Collegamento a dati live.