Деконструкция АСУ водоотведения: комплексный подход к исследованию, проектированию и модернизации с учетом академических требований

В современном мире, где урбанизация и индустриализация достигают беспрецедентных масштабов, требования к инфраструктуре жизнеобеспечения становятся все более жесткими. Системы водоотведения, будучи критически важным элементом коммунального хозяйства, сталкиваются с необходимостью обеспечения не только непрерывности и надежности функционирования, но и высокой степени экологической безопасности, а также экономической эффективности. Проблема возрастающих объемов сточных вод, ужесточение экологических стандартов и старение существующей инфраструктуры диктуют острую потребность в инновационных подходах к управлению.

Именно в этом контексте автоматизированные системы управления (АСУ) водоотведением выступают не просто как технологическое новшество, а как ключевой инструмент для решения комплексных задач. Они позволяют перейти от реактивного реагирования на аварии к проактивному управлению, оптимизировать потребление ресурсов, минимизировать риски загрязнения окружающей среды и значительно продлить срок службы дорогостоящего оборудования. Для будущих инженеров, студентов и аспирантов технических специальностей глубокое и систематизированное исследование данной области является не просто академическим требованием, но и залогом успешной профессиональной деятельности в одной из самых востребованных и динамично развивающихся сфер. Настоящая работа призвана деконструировать сложный мир АСУ водоотведения, предложив комплексный подход к его изучению, проектированию и модернизации.

Общие принципы и архитектуры АСУ водоотведения

Функции и преимущества автоматизации водоотведения

Автоматизированные системы управления водоотведением — это не просто набор устройств, а комплексный организм, призванный обеспечить бесперебойное, эффективное и экологически безопасное функционирование одной из важнейших инфраструктурных систем города или поселка. Их основное назначение — непрерывный контроль и управление всеми этапами движения сточных вод: от сбора в канализационные насосные станции (КНС) до транспортировки на очистные сооружения и, наконец, до самого процесса очистки до требуемых параметров.

Ключевые функции АСУ водоотведения включают:

• Сбор и обработка данных: Мониторинг в реальном времени таких параметров, как уровень жидкости в резервуарах, давление и скорость потока в трубопроводах, состояние насосного оборудования, концентрация загрязняющих веществ.
• Управление оборудованием: Автоматическое включение/выключение насосов, регулирование их производительности (например, через изменение частоты вращения), управление задвижками и другими исполнительными механизмами в зависимости от текущих условий и заданных алгоритмов.
• Информационная поддержка оперативного персонала: Визуализация данных на рабочих местах диспетчеров (АРМ), формирование отчетов, оповещение об аварийных ситуациях и нештатных режимах работы.

Внедрение АСУ ТП водоотведения приносит целый ряд преимуществ, которые можно выразить в конкретных цифрах:

• Экономия электроэнергии: Оптимизация работы насосного оборудования, например, за счет применения частотно-регулируемого электропривода, позволяет достичь до 15% экономии электроэнергии, а в некоторых случаях, при комплексной модернизации, эта цифра может доходить до 50%.
• Экономия гидроресурсов: За счет более точного управления гидравлическим режимом и оперативного обнаружения утечек, достигается до 10% экономии гидроресурсов.
• Снижение эксплуатационных затрат: Сокращение численности обслуживающего персонала на отдельных объектах может достигать 100% за счет удаленного мониторинга и управления, что значительно уменьшает фонд оплаты труда.
• Продление жизненного цикла оборудования: Оптимизация режимов работы, предотвращение критических нагрузок и своевременное техническое обслуживание на основе данных мониторинга увеличивают срок службы технологического оборудования.
• Повышение надежности и безаварийности: Автоматическое реагирование на нештатные ситуации, резервирование систем и предиктивная аналитика значительно снижают вероятность аварий и сокращают время их ликвидации.

Эти преимущества делают автоматизацию не просто желательной, а критически необходимой для устойчивого развития систем водоотведения. Действительно, в условиях нарастающей сложности инфраструктуры без комплексной автоматизации поддерживать высокую эффективность и соответствовать ужесточающимся экологическим стандартам становится практически невозможно, что подтверждается мировым опытом.

Типовые системы водоотведения: гравитационные и напорные

Выбор архитектуры АСУ водоотведения неразрывно связан с типом используемой канализационной системы. Существуют две основные категории: гравитационные (самотечные) и напорные. Каждая из них обладает своими уникальными характеристиками, которые определяют подход к автоматизации.

Гравитационные (самотечные) системы водоотведения

Это традиционный подход, основанный на использовании уклона трубопроводов для перемещения сточных вод под действием силы тяжести.

• Конструктивные особенности: Требуют укладки трубопроводов большого диаметра на значительной глубине для обеспечения необходимого уклона.
• Преимущества:
  • Простота устройства и подключения: Меньшее количество механического оборудования (насосов, клапанов), что упрощает первоначальную инсталляцию.
  • Меньшее потребление электроэнергии: Отсутствие необходимости в постоянной работе насосов на большей части сети приводит к существенной экономии энергоресурсов.
  • Высокая надежность: Меньше движущихся частей – меньше вероятность поломок.
• Недостатки:
  • Необходимость больших диаметров и глубокой укладки: Увеличивает затраты на земляные работы и материалы.
  • Зависимость от рельефа местности: Неприменимы на плоских территориях без значительных перепадов высот.
  • Частая очистка: Склонность к образованию отложений и засоров из-за низкой скорости потока в определенных участках.

Напорные системы водоотведения

Применяются там, где невозможно или нецелесообразно использовать гравитационные системы, например, на равнинном рельефе или при высоком уровне грунтовых вод.

• Конструктивные особенности: Используют трубы меньшего диаметра, которые могут располагаться на меньшей глубине. Движение стоков обеспечивается канализационными насосными станциями (КНС), создающими необходимое давление.
• Преимущества:
  • Независимость от рельефа: Могут быть проложены практически в любых условиях.
  • Меньшие затраты на земляные работы: За счет меньшей глубины залегания и диаметра труб.
  • Гибкость в прокладке: Позволяют обойти препятствия, что особенно удобно в условиях плотной городской застройки.
• Недостатки:
  • Требуют специального оборудования: Необходимость установки и обслуживания КНС, насосов, задвижек.
  • Высокое энергопотребление: Постоянная работа насосов приводит к значительным расходам электроэнергии.
  • Сложность в ремонте: Повреждения напорных участков могут быть более проблематичными из-за высокого давления.

Влияние на выбор архитектуры АСУ:

Для гравитационных систем акцент в АСУ смещается на мониторинг уровня в колодцах и предотвращение засоров, а также на управление задвижками для перераспределения потоков. В напорных системах АСУ становится центральным элементом, управляя работой КНС, оптимизируя циклы включения/выключения насосов, контролируя давление и расход, а также предотвращая аварии, связанные с оборудованием. В обоих случаях задача АСУ — обеспечить максимальную эффективность и надежность, но инструментарий и фокус автоматизации будут существенно различаться. Комбинированные системы, объединяющие преимущества обоих подходов, требуют еще более сложной и адаптивной архитектуры АСУ.

Иерархические архитектуры АСУ ТП водоотведения

Современные АСУ ТП водоотведения строятся по иерархическому принципу, что обеспечивает модульность, гибкость и масштабируемость системы. Эта многоуровневая структура позволяет эффективно управлять как отдельными элементами инфраструктуры, так и всей системой в целом, обеспечивая при этом централизованный контроль и диспетчеризацию. Традиционно выделяют три основных уровня:

1. Низовой уровень (Уровень полевого оборудования и первичных датчиков)

Это фундамент всей системы, где происходит непосредственное взаимодействие с физическими процессами.

• Компоненты: Включает в себя датчики (уровня, давления, расхода, качества воды), исполнительные механизмы (насосы, задвижки, клапаны), частотные преобразователи и локальные устройства защиты.
• Функции: Сбор первичной информации о состоянии технологического процесса, выполнение управляющих воздействий, генерируемых верхними уровнями, и локальная автоматическая защита оборудования.
• Пример: Датчик уровня в приемном резервуаре КНС, который передает данные о заполнении, или исполнительный механизм, открывающий задвижку по команде контроллера.

2. Средний уровень (Уровень автоматического управления и сбора данных)

Этот уровень является «мозгом» локальных участков системы и связующим звеном между полевым оборудованием и диспетчерским центром.

• Компоненты: Программируемые логические контроллеры (ПЛК) являются основными элементами этого уровня. Они могут быть распределенными по объектам (КНС, очистные сооружения) или централизованными для небольших систем. Здесь же располагаются модули ввода-вывода, коммуникационные устройства.
• Функции:
  • Сбор данных: Опрос датчиков, сбор информации с исполнительных механизмов.
  • Реализация алгоритмов управления: Выполнение запрограммированных алгоритмов для стабилизации параметров, оптимизации работы оборудования, поддержания заданных режимов.
  • Локальная автоматизация: Обеспечение автономной работы участка в случае потери связи с верхним уровнем.
  • Предварительная обработка данных: Фильтрация, масштабирование и агрегация данных перед передачей на верхний уровень.
  • Коммуникация: Передача данных и команд между низовым и верхним уровнями по различным протоколам (Modbus, Profibus, Ethernet/IP).
• Пример: ПЛК, управляющий группой насосов на КНС, автоматически поддерживающий заданный уровень жидкости в приемном резервуаре, переключающий насосы по очереди и оптимизирующий их производительность.

3. Верхний уровень (Диспетчерский уровень и уровень SCADA)

Это уровень оперативного контроля, мониторинга и принятия решений человеком-оператором, а также интеграции всей системы.

• Компоненты: SCADA-системы (Supervisory Control And Data Acquisition), рабочие станции операторов (АРМ), серверы данных, системы архивирования, базы данных, а также специализированное программное обеспечение для анализа и отчетности.
• Функции:
  • Централизованный мониторинг: Визуализация технологических процессов, отображение текущих параметров, состояния оборудования, аварийных сообщений.
  • Управление и диспетчеризация: Возможность оперативного изменения параметров, режимов работы оборудования, дистанционного управления.
  • Архивирование и отчетность: Сбор и хранение исторических данных, формирование аналитических отчетов по энергопотреблению, производительности, аварийности.
  • Аналитика и поддержка принятия решений: Предоставление инструментов для анализа тенденций, выявления аномалий, поддержки принятия решений.
  • Интеграция: Взаимодействие с другими корпоративными системами (ERP, MES).
• Пример: Оператор АСУ, сидя за АРМ, видит на мнемосхеме всю систему водоотведения, может дистанционно запустить или остановить насос, получить предупреждение о критическом уровне в КНС и просмотреть архивные данные о работе системы за последний месяц.

Роль SCADA-систем:

SCADA-системы являются ядром верхнего уровня и обеспечивают связующую роль для всей иерархии. Они позволяют коммунальным службам не только повысить эффективность обслуживания систем водоснабжения и очистки сточных вод, но и оптимизировать управление материальными ресурсами и персоналом в режиме реального времени. Гибкость SCADA заключается в ее способности адаптироваться к изменяющимся режимам работы, масштабироваться и интегрировать новые технологии, что делает ее незаменимым инструментом для управления сложными системами водоотведения.

Оборудование АСУ водоотведения: выбор и применение

Программируемые логические контроллеры (ПЛК)

В арсенале промышленной автоматизации технологических процессов, особенно в такой критически важной сфере как водоотведение, программируемые логические контроллеры (ПЛК) занимают центральное место. Эти надежные и универсальные устройства являются «мозгом» АСУ, выполняя функции по сбору данных, принятию логических решений и управлению исполнительными механизмами.

Суть функционирования ПЛК:

ПЛК – это специализированный микропроцессорный контроллер, разработанный для работы в промышленных условиях. Его основной цикл работы включает:

1. Опрос входов: Сбор данных с различных датчиков и приборов (аналоговых, дискретных). Это могут быть термопары, термосопротивления, приборы с унифицированным токовым выходом (4-20 мА), датчики уровня, давления, расхода и т.д. Модули ввода-вывода ПЛК преобразуют физические сигналы в цифровой формат.
2. Выполнение программы: Обработка полученных данных согласно заложенному алгоритму. Программа, написанная на специализированных языках (например, LD, FBD, ST, SFC), определяет логику работы системы.
3. Запись выходов: Выдача управляющих воздействий на исполнительные механизмы (например, включение/выключение насосов, регулирование скорости вращения через частотные преобразователи, открытие/закрытие задвижек).

Преимущества применения ПЛК:

• Высокая надежность: Разработаны для эксплуатации в жестких промышленных условиях (широкий диапазон температур, вибрации, электромагнитные помехи).
• Широкие возможности настройки и программирования: Гибкость в адаптации к различным технологическим процессам и легкость изменения алгоритмов управления.
• Модульность: Возможность наращивания функционала за счет добавления модулей ввода-вывода, коммуникационных модулей.
• Интеграция: Легко интегрируются в SCADA-системы и другие системы верхнего уровня.

Примеры контроллеров для насосных групп и их алгоритмы:

Для управления насосными станциями водоотведения существует множество специализированных контроллеров, которые обеспечивают автоматическое и эффективное управление их работой, поддерживают заданные параметры, автоматически переключают насосы и контролируют всю систему.

Модель контроллера	Описание и особенности	Типичные алгоритмы/функции
ОВЕН СУНА-121	Контроллер для систем водоснабжения, водозабора, повышения давления и канализационных сооружений. Имеет 9 готовых алгоритмов.	Поддержание уровня/давления, каскадное управление насосами, защита от «сухого хода», чередование насосов.
ОВЕН СУНА-122	Специализирован для каскадного управления насосами с преобразователем частоты.	Оптимизация работы группы насосов с ЧРП для поддержания заданного давления или уровня, минимизация энергопотребления.
САУ-У	Универсальный контроллер для управления группой насосов с чередованием, обеспечивает равномерную выработку ресурса.	Поочередное включение/выключение насосов, ротация насосов по времени наработки или при возникновении аварии.
САУ-М7Е	Регулятор уровня жидкости.	Поддержание заданного уровня жидкости в резервуарах, управление насосами по заданным уставкам уровня.
МСК 107, МСК 108	Контроллеры давления воды для насосной станции.	Защита насоса от перепадов давления, скачков напряжения, выключение при прекращении поступления жидкости, совместимость с ЧРП.

Контроллеры для управления насосами, особенно те, что совместимы с частотными преобразователями, играют ключевую роль в снижении энергозатрат. Например, при снижении частоты вращения насоса на 20%, потребляемая мощность уменьшается приблизительно на 49%. В целом, благодаря интеллектуальному управлению и частотному регулированию, экономия электроэнергии может достигать 30–40%, а в некоторых случаях и до 50%. Это подчеркивает не только функциональную, но и экономическую целесообразность применения современных ПЛК в АСУ водоотведения.

Датчики и исполнительные механизмы

Эффективность любой АСУ, и АСУ водоотведения не исключение, напрямую зависит от качества и точности собираемых данных, а также от надежности управляющих воздействий. Эту роль выполняют датчики и исполнительные механизмы – своего рода «органы чувств» и «мышцы» автоматизированной системы.

Датчики: «Глаза и уши» системы

Современные «умные» датчики – это высокотехнологичные устройства, способные не только измерять физические параметры, но и проводить первичную обработку данных, а также взаимодействовать с контроллерами по цифровым интерфейсам. Их разнообразие позволяет осуществлять всесторонний мониторинг в системе водоотведения:

• Датчики давления: Используются для контроля давления в трубопроводах, что критично для напорных систем. Они помогают выявлять утечки, засоры или неисправности насосов.
• Датчики скорости потока (расходомеры): Измеряют объем сточных вод, проходящих через определенный участок трубопровода. Эти данные необходимы для балансировки системы, оптимизации работы насосов и учета.
• Датчики уровня: Мониторят уровень жидкости в резервуарах КНС, отстойниках, очистных сооружениях. На основе этих данных принимаются решения о включении/выключении насосов, изменении их производительности.
  • Линейные датчики воды: Представляют собой гибкие, термостойкие до +150°C элементы, которые могут иметь длину до 10 м. Они идеально подходят для непрерывного мониторинга уровня в больших емкостях, обеспечивая точные показания даже в агрессивных средах.
• Датчики концентрации загрязняющих веществ: Измеряют параметры качества воды, такие как pH, содержание взвешенных веществ, кислорода, нитратов, фосфатов. Это особенно важно на этапах очистки сточных вод для контроля эффективности процессов.
• Датчики засоров канализации: Интеллектуальные датчики, способные обнаруживать скопление отложений или посторонних предметов в трубопроводах. Важной особенностью является их способность исключать ложные срабатывания, что предотвращает ненужные вызовы аварийных служб.
• Датчики уровня осадков в колодцах: Помогают контролировать накопление твердых фракций, сигнализируя о необходимости очистки и предотвращая засоры.

Исполнительные механизмы: «Движущая сила» системы

Исполнительные механизмы – это устройства, которые физически изменяют состояние технологического процесса под управлением контроллеров.

• Насосы: Ключевые элементы системы водоотведения, обеспечивающие транспортировку сточных вод. В АСУ используются различные типы насосов (погружные, консольные), оснащенные электроприводами, часто работающими в связке с частотными преобразователями для регулирования производительности.
• Задвижки и клапаны: Используются для регулирования потоков, перекрытия участков трубопроводов, смешивания или разделения потоков. В автоматизированных системах они оснащаются электроприводами, позволяющими дистанционно управлять их положением.

Взаимодействие и интеграция:

Все эти компоненты интегрируются в единую АСУ через модули ввода-вывода ПЛК. Современные датчики часто имеют цифровые интерфейсы (например, Modbus RTU, HART), что упрощает их подключение и позволяет передавать не только измеренные значения, но и диагностическую информацию. Правильный выбор и калибровка датчиков, а также своевременное обслуживание исполнительных механизмов – залог надежной и эффективной работы всей системы водоотведения.

Частотно-регулируемый электропривод (ЧРП) в АСУ насосными станциями

Одним из наиболее значимых достижений в области энергосбережения и оптимизации работы насосного оборудования в АСУ водоотведения стало широкое применение частотно-регулируемого электропривода (ЧРП), или, как его еще называют, преобразователей частоты (ПЧ). Это ключевой компонент, позволяющий значительно повысить эффективность насосных станций, снизить эксплуатационные расходы и увеличить срок службы оборудования.

Принцип работы и влияние на энергопотребление:

Традиционные насосные станции часто работают в режиме «включено/выключено» или используют дросселирование для регулирования производительности. Оба этих метода крайне неэффективны с точки зрения энергопотребления. Дросселирование приводит к ненужным потерям энергии на создание избыточного давления, а постоянное включение/выключение насосов вызывает пусковые токи и ударные нагрузки на сеть и механическую часть.

ЧРП решает эту проблему, изменяя частоту питающего напряжения асинхронного двигателя насоса, что, в свою очередь, регулирует скорость вращения его рабочего колеса. Это позволяет насосу работать не на максимальной, а на оптимальной для текущей потребности производительности.

Зависимость мощности от частоты вращения:

Экономический эффект от применения ЧРП обусловлен так называемыми «законами подобия» для насосного оборудования. Согласно этим законам, мощность, потребляемая насосом, пропорциональна кубу частоты вращения (скорости вращения):

P2 / P1 ≈ (n2 / n1)3

Где:

• P₁, P₂ — потребляемая мощность при частоте вращения n₁ и n₂ соответственно.
• n₁, n₂ — частота вращения рабочего колеса насоса.

На практике это означает, что даже небольшое снижение скорости вращения ведет к существенному снижению энергопотребления:

• При снижении частоты вращения насоса на 20% (n₂ = 0,8 ⋅ n₁), потребляемая мощность P₂ уменьшается приблизительно на 49% (P₂ ≈ (0,8)³ ⋅ P₁ = 0,512 ⋅ P₁).
• При снижении частоты вращения на 30% (n₂ = 0,7 ⋅ n₁), потребляемая мощность P₂ уменьшается примерно на 65,7% (P₂ ≈ (0,7)³ ⋅ P₁ = 0,343 ⋅ P₁).

Таким образом, общая экономия электроэнергии может достигать 30–50%, в зависимости от режима работы системы и величины регулирования.

Совместимость с контроллерами:

Современные ЧРП тесно интегрируются с ПЛК. Контроллеры для управления насосами, такие как ОВЕН СУНА-122 или МСК 107/108, специально разработаны для работы с частотными преобразователями. ПЛК анализирует данные от датчиков (уровня, давления, расхода) и на их основе формирует управляющий сигнал для ЧРП, который, в свою очередь, регулирует скорость насоса. Это позволяет:

• Поддерживать заданные параметры: Например, постоянное давление в напорном коллекторе или заданный уровень в приемном резервуаре КНС.
• Оптимизировать работу нескольких насосов: В каскадных системах ЧРП позволяет плавно вводить и выводить насосы из работы, поддерживая оптимальный режим для всей группы.
• Снизить износ оборудования: Плавный пуск и остановка, а также работа на оптимальных скоростях уменьшают механические нагрузки и продлевают срок службы насосов и трубопроводов.
• Уменьшить гидроудары: Плавное изменение скорости потока минимизирует риски возникновения гидроударов в системе.

Внедрение ЧРП в АСУ насосных станций водоотведения – это не просто техническое усовершенствование, а стратегическое решение, которое напрямую влияет на экономическую эффективность, экологическую безопасность и долговечность всей системы.

Требования к надежности оборудования и электроснабжения

Насосные станции водоотведения, особенно те, что обслуживают жилые поселки и городские системы, являются объектами критической инфраструктуры. Их бесперебойная работа напрямую влияет на санитарное благополучие населения, экологическую обстановку и нормальное функционирование коммунального хозяйства. В связи с этим, к надежности оборудования и, в особенности, к надежности электроснабжения предъявляются строжайшие нормативные требования.

Надежность электроснабжения (I категория):

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ 7, п. 1.2.18) и Постановлению Правительства РФ №861 от 27.12.2004 г., насосные станции, работа которых связана с жизнеобеспечением городских систем (водоснабжение и водоотведение), относятся к I категории надежности электроснабжения. Это означает, что для таких объектов требуется:

• Питание от двух независимых взаимно резервирующих источников электроснабжения: То есть, в случае выхода из строя одного источника, второй должен быть способен обеспечить электроэнергией все необходимые потребители.
• Наличие автоматического включения резерва (АВР): Система АВР должна немедленно (или с минимально допустимой задержкой) переключать потребителей на резервный источник питания в случае исчезновения напряжения на основном. Это исключает длительные простои и предотвращает аварийные ситуации.

Примерами независимых источников могут быть две отдельные линии от разных подстанций или основная линия от сети и дизель-генераторная установка в качестве резерва. Отсутствие питания даже на короткое время может привести к переполнению приемных резервуаров КНС и, как следствие, к аварийному сбросу неочищенных стоков в окружающую среду, что влечет за собой серьезные экологические и санитарные последствия.

Резервирование насосных станций:

Помимо надежного электроснабжения, сами насосные станции должны быть спроектированы с учетом резервирования оборудования. Эти требования регламентируются такими документами, как СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и его актуализированная редакция СП 32.13330.2018 «Канализация. Наружные сети и сооружения».

• Не менее двух насосов: Рекомендуется предусматривать установку не менее двух насосов, даже если расчетная производительность может быть обеспечена одним. Это позволяет поддерживать работу системы в случае выхода из строя одного насоса или во время его планового обслуживания.
• Резервная мощность: Резервная мощность должна быть не менее мощности наибольшего устанавливаемого насоса. То есть, если в станции три насоса, и один из них самый мощный, то резерв должен быть способен заменить именно его. В некоторых случаях (например, для первой категории надежности) может требоваться 100% резервирование по мощности.
• Автоматическое чередование: Системы АСУ должны предусматривать автоматическое чередование работающих насосов, чтобы обеспечить равномерную выработку их ресурса и предотвратить быстрый износ одного агрегата.

Секционирование коллекторов:

Требования к секционированию коллекторов коммуникационных регламентированы СП 265.1325800.2016 «Коллекторы коммуникационные. Правила проектирования и строительства» и также СП 32.13330.2018. Секционирование коллекторов подразумевает разделение крупных участков сети на более мелкие, независимые секции. Это позволяет:

• Локализовать аварии: В случае повреждения на одном участке, можно отключить только его, минимизировав воздействие на остальную систему.
• Упростить ремонт и обслуживание: Работы могут проводиться на отключенном участке без полного вывода из строя всей системы.
• Повысить устойчивость: Разделение на секции делает систему более устойчивой к внешним воздействиям и внутренним неисправностям.

Соблюдение этих нормативных требований – не просто формальность, а залог надежности, безопасности и долгосрочной устойчивости функционирования систем водоотведения, что особенно важно в контексте критической инфраструктуры. Эти стандарты обеспечивают не только техническую исправность, но и социальную ответственность всех причастных к управлению городскими системами.

Алгоритмы управления насосными станциями и математическое моделирование: оптимизация и предотвращение аварий

Алгоритмы оптимизации работы насосов

Одной из центральных задач АСУ водоотведения является оптимизация работы насосных станций. Это не только вопрос поддержания стабильного технологического процесса, но и значительный рычаг для снижения эксплуатационных затрат, главным образом за счет экономии электроэнергии и продления срока службы оборудования. Современные алгоритмы управления насосами нацелены на достижение баланса между производительностью, энергопотреблением и минимизацией аварийных ситуаций.

Непрерывное отслеживание и корректирование режимов работы:

Эффективная оптимизация работы насосов достигается за счет динамического управления, основанного на непрерывном мониторинге ключевых параметров системы. Сюда входят:

• Уровень жидкости в приемном резервуаре КНС: Этот параметр является основным для определения необходимой производительности насосов.
• Давление в напорном коллекторе: Для поддержания стабильного давления в сети и предотвращения гидроударов.
• Расход сточных вод: Для адаптации работы насосов к изменяющемуся притоку.

На основе этих данных алгоритм корректирует режимы работы насосов, например, через изменение частоты вращения их двигателей с помощью частотных преобразователей. Цель — достижение наивысшего КПД насосной установки в текущих условиях. Плавное регулирование скорости позволяет избежать работы насосов на неоптимальных точках производительности, где их КПД значительно снижается.

Применение частотно-регулируемого электропривода (ЧРП) и экономия энергии:

Как уже упоминалось, ЧРП является краеугольным камнем оптимизации. Его применение на КНС позволяет достичь впечатляющей экономии электроэнергии в диапазоне 25–40%, а в некоторых случаях даже до 50%. Это достигается за счет работы насоса на минимально необходимой скорости, что резко снижает потребляемую мощность по кубическому закону.

Поддержание максимально допустимого уровня жидкости в резервуарах КНС:

Этот, казалось бы, простой параметр играет критическую роль в энергоэффективности. Поддержание максимально допустимого уровня жидкости в приемном резервуаре КНС имеет двойной эффект:

1. Создание избыточного давления на входе: Наличие столба воды в резервуаре создает избыточное давление на входе в насосы, которое может составлять 0,3–0,5 атмосферы. Это «помогает» насосам работать, уменьшая необходимый напор, который им приходится создавать, и, как следствие, снижает их энергопотребление.
2. Экономия на очистных сооружениях: Плавный и более равномерный режим перекачивания сточных вод, обеспечиваемый поддержанием стабильного уровня, оказывает положительное влияние на последующие этапы очистки. Он может приводить к дополнительной экономии до 15% электроэнергии на воздуходувках очистных сооружений, так как уменьшаются пиковые нагрузки и стабилизируются аэрационные процессы.

Предотвращение образования осадков и засоров:

В канализационных системах актуальна проблема образования осадков и засоров, особенно в ночное время, когда приток сточных вод минимален и скорость потока снижается. Для предотвращения этого в алгоритмы управления могут быть включены специальные режимы:

• Режим взмучивания: Периодическое включение насосов на максимальной скорости для создания турбулентного потока, который поднимает осевшие частицы.
• Прокачка трубопровода на максимальной скорости: После взмучивания стоки откачиваются до предельно допустимого уровня, а затем трубопровод прокачивается на максимальной скорости для вымывания взвешенных частиц. Это предотвращает образование стойких отложений и минимизирует риски засоров.

Интеграция этих алгоритмов в ПЛК (например, ОВЕН СУНА-121 уже содержит 9 готовых алгоритмов для различных режимов работы насосов) позволяет значительно повысить эксплуатационную надежность и экономичность систем водоотведения.

Принципы построения алгоритмов управления

Построение эффективного алгоритма управления насосной станцией – это многоступенчатый процесс, требующий глубокого понимания как технологических процессов водоотведения, так и принципов работы автоматики. Цель – создать логическую последовательность действий, которая обеспечит стабильную, энергоэффективную и безаварийную работу системы.

Типичный алгоритм управления насосом или группой насосов включает следующие принципы:

1. Инициализация переменных и параметров:
   • Описание: На начальном этапе работы контроллера или при его перезапуске происходит установка всех внутренних переменных в исходные состояния. Сюда относится загрузка заданных уставок (например, верхний и нижний уровни включения/выключения насосов, уставки по давлению), калибровочных коэффициентов для датчиков, флагов состояния (например, «насос остановлен», «авария», «ручной режим»).
   • Значение: Обеспечивает предсказуе��ое поведение системы при старте и исключает влияние случайных значений или остаточных состояний.
2. Сбор и обработка аварий/готовностей:
   • Описание: Контроллер постоянно опрашивает дискретные и аналоговые входы, связанные с аварийными ситуациями и состоянием готовности оборудования. Это включает сигналы:
     • «Сухой ход» насоса (от датчика уровня или реле протока).
     • Перегрузка по току двигателя (от теплового реле или частотного преобразователя).
     • Потеря фазы, перепады напряжения.
     • Перегрев двигателя или подшипников.
     • Общий сигнал готовности насоса (например, от частотного преобразователя).
     • Критический высокий/низкий уровень в приемном резервуаре.
   • Значение: Быстрое обнаружение аварийных ситуаций позволяет немедленно остановить поврежденное оборудование, предотвратить его дальнейшее разрушение, а также избежать более серьезных последствий для всей системы. Сигналы готовности определяют, какой насос может быть запущен.
3. Обработка состояния насоса (или группы насосов):
   • Описание: На этом этапе алгоритм определяет текущий режим работы каждого насоса:
     • Остановлен: Ожидает условий для запуска.
     • Работает: Выполняет перекачку.
     • Авария: Отключен по аварийному сигналу.
     • Резерв: Находится в режиме ожидания, готовый к включению.
   • Управление очередностью и ротацией: Для группы насосов применяется логика чередования, чтобы обеспечить равномерную наработку моточасов и предотвратить быстрый износ одного агрегата. Например, насосы могут меняться ролями каждые 24 часа или при каждом новом цикле запуска.
   • Обработка входных параметров: На основе текущих показаний датчиков (уровня, давления, расхода) алгоритм решает, какие насосы должны быть включены/выключены, или как должна быть изменена их производительность.
4. Подача управляющих воздействий:
   • Описание: После обработки всех входных данных и принятия логических решений, контроллер формирует выходные сигналы на исполнительные механизмы:
     • Включение/выключение контакторов насосов.
     • Изменение уставки частоты для частотного преобразователя.
     • Управление положением задвижек.
     • Выдача сигналов тревоги на диспетчерский пункт.
   • Значение: Это непосредственная реализация управляющего решения, направленная на достижение заданных технологических параметров.

Адаптивные и предиктивные алгоритмы для динамических систем водоотведения (Устранение «слепой зоны»):

В дополнение к базовым алгоритмам, для более сложных и динамичных систем водоотведения все чаще применяются продвинутые подходы:

• Адаптивные алгоритмы: Эти алгоритмы способны изменять свои параметры или логику работы в зависимости от меняющихся условий. Например, ПИД-регуляторы (пропорционально-интегрально-дифференциальные) могут динамически настраивать коэффициенты регулирования для поддержания уровня или давления, учитывая сезонные изменения притока или состояние оборудования. Алгоритмы нечеткой логики также могут адаптироваться к неопределенностям и нечетким входным данным, характерным для сточных вод.
• Предиктивные алгоритмы: Используют математические модели и статистические данные для прогнозирования будущих состояний системы. Например, на основе исторических данных о притоке сточных вод и прогноза погоды, алгоритм может предсказать пиковые нагрузки и заранее подготовить насосную станцию, плавно увеличивая производительность или активируя резервные мощности. Это позволяет минимизировать энергопотребление, избежать резких изменений режимов и предотвратить аварии.
  • Пример: Предиктивный алгоритм, анализируя метеорологические данные о предстоящих ливнях, может заранее снизить уровень в приемных резервуарах КНС, чтобы обеспечить дополнительный объем для принятия стоков, тем самым предотвращая переполнение и аварийные сбросы.

Применение этих принципов и технологий позволяет создавать высокоэффективные, надежные и интеллектуальные АСУ водоотведения, способные работать в автономном режиме и обеспечивать оптимальное функционирование даже в сложных и изменчивых условиях.

Математическое моделирование в задачах проектирования и эксплуатации

Математическое моделирование — это мощный инструмент, который стал неотъемлемой частью современного проектирования, оптимизации и эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения. Оно позволяет инженерам и ученым описывать сложные взаимодействия между трубопроводными сетями, сооружениями и оборудованием, прогнозировать поведение системы в различных условиях и принимать обоснованные решения.

Применение математического моделирования при проектировании:

На этапе проектирования математические модели играют роль виртуального полигона для испытаний, где можно оценить различные сценарии без затрат на физические прототипы:

• Описание сложных систем: Модели позволяют детально представить топологию трубопроводных сетей, гидравлические характеристики, параметры насосных станций, емкости резервуаров и особенности очистных сооружений. Это особенно важно для крупных городов и поселков с разветвленной инфраструктурой.
• Оценка потокового описания водно-ресурсных и водоотводящих систем: Модели могут учитывать динамику потоков воды, их распределение, а также управление качеством воды на различных этапах. Это включает в себя анализ взаимодействия разнородных потоков примесей и их влияние на процессы очистки.
• Расчет эффективности очистки сточных вод: Для таких сооружений, как песколовки, которые должны обеспечивать задержание не менее 95% песка фракциями 0,25 мм и более, при зольности задержанного песка не менее 70%, численное моделирование позволяет оптимизировать их геометрию и режимы работы. Моделирование гидродинамических процессов в песколовках со сложной геометрической формой помогает достичь этих высоких показателей эффективности.
• Оптимизация параметров оборудования: На основе моделей можно подобрать оптимальные характеристики насосов, диаметров трубопроводов, объемов резервуаров, что позволяет минимизировать капитальные и эксплуатационные затраты.

Математическое моделирование в эксплуатации и управлении:

После ввода системы в эксплуатацию моделирование продолжает быть актуальным инструментом:

• Прогнозирование и управление качеством воды: Модели могут использоваться для оценки внутренней биогенной нагрузки в водоемах, куда сбрасываются очищенные стоки. Они позволяют описывать годовой цикл кислородного режима, сезонную динамику концентрации биогенных элементов (азота, фосфора) и прогнозировать их влияние на экосистему.
  • Пример: Модель может предсказать вероятность цветения водорослей в озере на основе прогнозируемого сброса фосфора и температуры воды, что позволит своевременно принять меры для снижения нагрузки.
• Оптимизация режимов работы: Модели позволяют оперативно корректировать режимы работы насосных станций и очистных сооружений в зависимости от изменяющихся условий (например, пиковые притоки во время дождей, изменение состава сточных вод).
• Анализ сценариев «что если»: Возможность моделировать последствия аварийных ситуаций, отключения оборудования, изменения потребления, что помогает разработать эффективные планы действий.
• Поддержка принятия решений: Предоставление наглядных и количественных данных для диспетчеров и управляющего персонала, что облегчает принятие обоснованных оперативных и стратегических решений.

Методологическая корректность:

При построении математических моделей для систем водоотведения важно придерживаться принципов методологической корректности. Это означает использование проверенных физических законов (законы сохранения массы, энергии, импульса), стандартных уравнений гидравлики (уравнения неразрывности, Бернулли, Дарси-Вейсбаха) и кинетики биохимических процессов. Для решения сложных систем дифференциальных уравнений, которые часто возникают в моделях, применяются численные методы, такие как метод конечных элементов, метод конечных объемов или метод характеристик. Простота и проверяемость моделей являются приоритетом, чтобы результаты были прозрачны и понятны для инженеров-практиков.

Таким образом, математическое моделирование является незаменимым инструментом для глубокого понимания, оптимизации и управления сложными и динамичными системами водоотведения на протяжении всего их жизненного цикла.

Инновационные технологии в АСУ водоотведения: IoT, ИИ и предиктивная аналитика

Интернет вещей (IoT) для мониторинга и управления

Развитие концепции Интернета вещей (IoT) радикально меняет подходы к управлению городской инфраструктурой, и системы водоотведения не являются исключением. IoT позволяет превратить разрозненные элементы канализационной сети в единую, интеллектуальную и реагирующую экосистему, способную собирать, анализировать и использовать огромные объемы данных.

Сбор данных и облачная аналитика:

Сердцем IoT-решений являются «умные» датчики, которые распределены по всей системе водоотведения. Эти датчики собирают разнообразные параметры в реальном времени:

• Давление и скорость потока в трубах: Позволяет отслеживать гидравлический режим, выявлять аномалии, такие как засоры или утечки.
• Уровень осадков в колодцах: Мониторинг накопления твердых отложений, сигнализирующий о необходимости профилактической очистки.
• Концентрация загрязняющих веществ: Контроль качества сточных вод на различных этапах, что критично для оценки эффективности очистных сооружений и предотвращения экологических нарушений.

Собранные данные по беспроводным каналам связи (например, LoRaWAN, NB-IoT, 5G) передаются в облачные платформы. Здесь в игру вступают алгоритмы машинного обучения, которые обрабатывают и анализируют эти потоки информации. Облачная аналитика позволяет выявлять скрытые закономерности, прогнозировать изменения и обнаруживать аномалии, которые были бы незаметны при традиционном мониторинге.

Автоматическое реагирование и уведомления:

На основе анализа данных IoT-система способна принимать оперативные решения и осуществлять управляющие воздействия:

• Автоматическое включение насосов: При повышении уровня жидкости в КНС или увеличении притока система автоматически активирует насосы, регулируя их производительность.
• Перенаправление потоков: В случае перегрузки одного участка или аварии, система может автоматически перенаправить стоки в резервные емкости или по альтернативным маршрутам.
• Уведомление оператора: О любых нештатных ситуациях (критический уровень, обнаружение утечки, поломка оборудования) оперативный персонал получает мгновенные уведомления на смартфоны или компьютеры.

Кейсы применения IoT:

IoT-решения уже активно применяются в различных аспектах «умного города», что подтверждает их потенциал для водоотведения:

• Обнаружение утечек: Мониторинг давления и расхода в реальном времени с помощью IoT-датчиков позволяет точно локализовать утечки в водопроводных и канализационных сетях, что, по данным модулей аналитики онлайн-мониторинга воды на базе IoT-решений, может увеличить полезный отпуск модернизированных объектов на 50% при средней по стране потере воды из-за утечек в 22%.
• Контроль затоплений: Датчики уровня воды в коллекторах и подземных переходах позволяют своевременно предупреждать о риске затоплений и принимать меры.
• Управление парковками и мониторинг дорожного покрытия: Хотя напрямую не связано с водоотведением, эти примеры показывают широту применения IoT для оптимизации городской инфраструктуры.

Экономический эффект:

Внедрение IoT в водном хозяйстве приносит ощутимый экономический эффект. По оценкам, оно позволяет снизить эксплуатационные расходы на 15–25% за счет оптимизации энергопотребления насосного оборудования, сокращения персонала и более эффективного управления ресурсами. «Умные» контроллеры с технологией IoT обеспечивают удаленный мониторинг и управление, а также расширенную аналитику, что дополнительно оптимизирует использование воды и работу насосов.

Таким образом, IoT не просто предоставляет данные, а трансформирует их в действенные выводы (actionable insights), позволяя системам водоотведения стать более автономными, эффективными и устойчивыми к вызовам современного мира.

Искусственный интеллект и машинное обучение в управлении водными ресурсами

Эпоха цифровизации принесла с собой экспоненциальный рост объемов данных, и системы водоотведения генерируют их в огромных количествах. Чтобы превратить этот «цифровой шум» в ценные знания и эффективные управленческие решения, на сцену выходят искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение (МО). Эти технологии способны обеспечить активное вовлечение возросших объемов данных в процесс технологического управления в водоканальном хозяйстве (ВКХ).

Иерархия понятий:

Для ясности важно понимать иерархию этих взаимосвязанных концепций:

• Искусственный интеллект (ИИ): Широкая область информатики, целью которой является создание систем, способных выполнять задачи, требующие человеческого интеллекта (распознавание образов, принятие решений, обучение).
• Машинное обучение (МО): Подмножество ИИ, которое фокусируется на разработке алгоритмов, позволяющих системам «учиться» на данных без явного программирования.
• Искусственные нейронные сети (ИНС): Одно из наиболее популярных и мощных семейств алгоритмов МО, вдохновленное структурой человеческого мозга. ИНС особенно эффективны в задачах распознавания образов, классификации и прогнозирования, обладают способностью к обучению и активно используются в промышленном контроле и управлении.

Применение ИИ и МО в ВКХ:

ИИ уже не является концепцией будущего, а активно применяется в отечественной и мировой практике для решения целого спектра задач в управлении проектированием и эксплуатацией водных ресурсов:

1. Прогнозирование отказов трубопроводов и аварийных ситуаций: Используя исторические данные об авариях, характеристики труб, данные о давлении и потоке, алгоритмы МО могут выявлять участки сети с повышенным риском отказа. Раннее обнаружение утечек с помощью ИИ позволяет сократить потери воды на 15–30% от общего объема.
2. Оптимизация очистных сооружений: ИИ может анализировать состав сточных вод, эффективность различных этапов очистки и автоматически корректировать параметры процессов (например, дозировку реагентов, интенсивность аэрации) для достижения максимальной эффективности и соответствия экологическим нормам. К 2025 году ИИ будет управлять процессами очистки сточных вод, автоматически корректируя их.
3. Прогнозирование спроса на воду: На основе данных о потреблении, погодных условиях, времени суток/дня, ИИ может предсказывать будущий спрос, что позволяет оптимизировать работу водозаборных станций и насосов, повышая энергоэффективность.
4. Повышение энергоэффективности: ИИ-алгоритмы могут анализировать режимы работы насосного оборудования, данные о тарифах на электроэнергию и гидравлических условиях, предлагая оптимальные графики работы для минимизации энергопотребления. Это способствует снижению эксплуатационных расходов на 15–25%.
5. Автоматизированный поиск утечек и аномалий: В Кировской области, например, внедрена автоматизированная система управления водонасосными станциями на базе ПО «Акватория», которая отслеживает работу оборудования и помогает находить утечки. Росводресурсы достигли 94% точности при использовании ИИ в процессе бюджетного планирования.

Другие технологии ИИ:

Помимо МО и ИНС, в ВКХ находят применение и другие технологии ИИ:

• Экспертные системы: Базы знаний, содержащие правила и опыт экспертов, используются для диагностики неисправностей и поддержки принятия решений.
• Нечеткая логика: Позволяет работать с неточными и неопределенными данными, что часто встречается в системах водоотведения, для принятия более гибких управляющих решений.
• Генетические алгоритмы: Могут использоваться для поиска оптимальных конфигураций сети или режимов работы оборудования.

Перспективы:

Интеграция ИИ, МО и ИНС в АСУ водоотведения открывает путь к созданию по-настоящему «умных» и автономных систем. К 2025 году ожидается, что ИИ будет играть ключевую роль не только в оптимизации, но и в оперативном обнаружении утечек и других проблем, а также в управлении процессами очистки сточных вод, постоянно корректируя их для соответствия экологическим нормам. Это обеспечит беспрецедентный уровень эффективности, надежности и устойчивости систем водоотведения.

Цифровые двойники и предиктивная аналитика

В контексте инновационных технологий, трансформирующих АСУ водоотведения, концепции цифровых двойников и предиктивной ан��литики выделяются своим потенциалом для глубокой оптимизации, повышения надежности и автономности систем. Эти подходы позволяют перейти от традиционного реактивного управления к проактивному, основанному на глубоком понимании и прогнозировании.

Цифровой двойник: Виртуальное зеркало реальной системы

Цифровой двойник (Digital Twin) – это виртуальная копия физического объекта, процесса или системы, которая постоянно синхронизируется с реальным миром посредством данных, собираемых с датчиков. Для АСУ водоотведения цифровой двойник представляет собой комплексную компьютерную модель, включающую:

• Геометрические и топологические данные: Точное отображение трубопроводов, коллекторов, насосных станций, очистных сооружений.
• Физические модели: Гидравлические модели, модели распространения загрязнений, модели работы насосов и клапанов.
• Данные в реальном времени: Информация от IoT-датчиков (давление, расход, уровень, качество воды) непрерывно поступает в цифровую модель.
• Исторические данные: Архивы работы оборудования, данные об авариях, потреблении, погодных условиях.

Функции и преимущества цифровых двойников в водоотведении:

1. Моделирование и оптимизация: Позволяет инженерам и операторам моделировать различные сценарии («что если?») без риска для реальной системы. Например, можно оценить, как изменение графика работы насосов повлияет на энергопотребление или как поведет себя система при внезапном увеличении притока сточных вод. Это позволяет находить оптимальные режимы работы, минимизировать потери и повышать эффективность.
2. Прогнозирование поведения системы: Цифровой двойник способен прогнозировать состояние инфраструктуры, предсказывать засоры, перегрузки, износ оборудования.
3. Обучение и тестирование: Используется для обучения персонала в безопасной виртуальной среде и для тестирования новых алгоритмов управления перед их внедрением в реальную систему.
4. Поддержка принятия решений: Предоставляет операторам и руководителям комплексную картину состояния системы, дополненную прогнозами, что позволяет принимать более обоснованные и своевременные решения.

Предиктивная аналитика: Прогнозирование будущего на основе данных

Предиктивная аналитика – это раздел анализа данных, который использует статистические алгоритмы, методы машинного обучения и исторические данные для прогнозирования будущих событий или поведения. В АСУ водоотведения ее роль особенно важна для повышения надежности и снижения эксплуатационных затрат.

Применение предиктивной аналитики:

1. Раннее обнаружение аномалий: Анализируя потоки данных с датчиков (давление, расход, вибрация насосов, состав стоков), предиктивная аналитика способна выявлять паттерны, предшествующие неисправностям или авариям.
   • Пример: Незначительное, но постоянное повышение вибрации насоса в течение нескольких дней может быть сигналом о начале износа подшипника, что позволит провести плановое обслуживание до того, как произойдет поломка.
2. Прогнозирование отказов оборудования: На основе данных о наработке, условиях эксплуатации и характеристиках оборудования, предиктивная аналитика может прогнозировать вероятность и сроки отказа насосов, задвижек, трубопроводов. Это позволяет перейти от планово-предупредительного ремонта к ремонту «по состоянию», что значительно сокращает простои и затраты.
3. Оптимизация технического обслуживания: Зная, когда и какое оборудование, скорее всего, потребует ремонта, можно более эффективно планировать графики обслуживания, закупки запчастей и распределение ресурсов.
4. Предотвращение аварийных ситуаций: Прогнозирование пиковых нагрузок или засоров позволяет системе автоматически принимать меры по предотвращению аварий, например, запуская резервные насосы или изменяя режимы работы.

В совокупности, цифровые двойники и предиктивная аналитика, работающие на базе ИИ и МО, являются мощными инструментами для управления водными ресурсами, обеспечивая интеллектуальную устойчивость систем водоснабжения и водоотведения (ВиВ) к внешним стрессовым факторам и трансформируя их в высокоэффективные, надежные и автономные инфраструктурные комплексы.

Надежность, кибербезопасность и экономическая эффективность АСУ водоотведения

Предотвращение аварийных ситуаций и повышение устойчивости систем

Надежность функционирования систем водоотведения является одним из фундаментальных требований, продиктованных как соображениями санитарной безопасности, так и экологическими нормами. Аварии в этих системах могут иметь катастрофические последствия, от загрязнения окружающей среды до прекращения жизнеобеспечения населенных пунктов. Автоматизация играет ключевую роль в предотвращении таких инцидентов и повышении общей устойчивости системы.

Основные причины аварий и роль автоматизации:

Отказы энергообеспечения и автоматики являются одной из наиболее частых причин аварий в системах водоотведения. Внезапное прекращение подачи электроэнергии к насосным станциям приводит к остановке перекачки стоков. В условиях непрерывного притока это быстро ведет к переполнению приемных резервуаров КНС и, как следствие, к аварийному сбросу неочищенных стоков в окружающую среду.

Автоматизация, основанная на ПЛК, позволяет внедрять целый комплекс мер для предотвращения серьезных последствий:

1. Контрольные включения и работа обратным ходом насосов: Засорение насосов крупными примесями в стоках – распространенная проблема. Современные АСУ могут периодически (например, в период низкого притока) осуществлять короткие контрольные включения насосов или даже их работу в реверсивном режиме («обратным ходом»). Это позволяет предотвратить заклинивание рабочего колеса, удалить мелкие засоры и поддерживать оборудование в рабочем состоянии.
2. Мониторинг состояния оборудования: Постоянный мониторинг таких параметров, как вибрация, температура подшипников, ток двигателя, позволяет выявить потенциальные неисправности на ранней стадии. Например, аномальное увеличение тока при нормальной нагрузке может свидетельствовать о начале заклинивания.
3. Автоматическое переключение на резерв: При выходе из строя одного насоса или его автоматическом отключении по аварии, АСУ немедленно переключает нагрузку на резервный насос, обеспечивая непрерывность перекачки.
4. Интеллектуальное управление притоком: В условиях пиковых притоков (например, во время ливней), АСУ может временно увеличить производительность насосов или перенаправить часть потока в резервные емкости, предотвращая переполнение КНС.
5. Минимизация простоев и повреждения оборудования: Быстрое реагирование на аварийные ситуации, автоматическое отключение неисправного оборудования и переключение на резервные системы значительно сокращают время простоя и предотвращают каскадные отказы, уменьшая риск полного повреждения дорогостоящего оборудования.

Экономический эффект от предотвращения аварий:

Предотвращение аварий имеет значительный экономический эффект. По оценкам, снижение затрат на ликвидацию аварий составляет 90–130 рублей в год на одного жителя. Для города с населением 100 тыс. человек это означает экономию не менее 10 млн рублей в год. Эти средства, которые могли бы быть потрачены на ремонт и устранение последствий, могут быть направлены на модернизацию и развитие инфраструктуры.

Внедрение систем диагностики и мониторинга сетей:

Помимо оборудования насосных станций, важным аспектом является состояние самих канализационных сетей. Внедрение систем диагностики (например, телеинспекция, акустический мониторинг утечек) и постоянного мониторинга позволяет выявлять дефекты трубопроводов на ранней стадии и прогнозировать риски аварий. Разработанные вероятностно-статистические методы оценки риска и объемов аварийных сбросов, учитывающие экспериментальные функции плотности распределения притока и подачи КНС, а также свободный регулирующий объем в сети, позволяют повысить точность такого прогнозирования.

Таким образом, комплексный подход к автоматизации, включающий интеллектуальное управление оборудованием, предиктивную диагностику и мониторинг сети, является фундаментальной основой для повышения устойчивости и надежности всей системы водоотведения, минимизируя как экономические, так и экологические риски.

Кибербезопасность АСУ водоотведения как критической инфраструктуры

В эпоху цифровизации, когда АСУ водоотведения становятся все более сложными и взаимосвязанными, вопрос кибербезопасности выходит на первый план, приобретая статус критически важного. Системы водоотведения, наряду с энергоснабжением и транспортом, признаны объектами критической инфраструктуры, успешная кибератака на которые может иметь разрушительные последствия для общества и экологии.

Современные угрозы кибербезопасности:

АСУ ТП водоотведения подвержены широкому спектру киберугроз, которые постоянно эволюционируют:

• Вредоносное ПО и вымогательство (ransomware): Вирусы, шифрующие данные и блокирующие работу систем до выплаты выкупа.
• Целевые атаки: Специально разработанные атаки, направленные на получение контроля над элементами АСУ, изменение параметров управления или нарушение работы оборудования.
• Фишинг и социальная инженерия: Методы обмана персонала для получения доступа к системам.
• Инсайдерские угрозы: Угрозы со стороны недобросовестных сотрудников или бывших работников, имеющих доступ к системе.
• Угрозы со стороны государственно-спонсируемых групп: Целенаправленные атаки, направленные на нарушение функционирования критической инфраструктуры.

Последствия успешной кибератаки могут быть крайне серьезными:

• Нарушение водоотведения: Вывод из строя насосных станций, что приведет к переполнению коллекторов, аварийным сбросам неочищенных стоков, загрязнению водоемов и почвы.
• Нарушение водоснабжения: Косвенное воздействие на системы водоснабжения через прекращение очистки стоков или вывод из строя общей инфраструктуры.
• Экономический ущерб: Затраты на ликвидацию последствий, ремонт оборудования, штрафы за экологические нарушения, потерю репутации.
• Угроза здоровью населения: Распространение инфекций, ухудшение санитарно-эпидемиологической обстановки.

Необходимые меры защиты информации и стандарты:

Для обеспечения адекватного уровня кибербезопасности в АСУ водоотведения требуется комплексный подход, включающий организационные, технические и правовые меры:

1. Сегментация сети: Отделение промышленных сетей АСУ ТП от корпоративных ИТ-сетей. Использование межсетевых экранов (файрволлов) и систем предотвращения вторжений (IPS) для контроля трафика.
2. Защита конечных точек: Установка антивирусного ПО, средств обнаружения и предотвращения вторжений (EDR) на рабочих станциях и серверах АСУ.
3. Управление доступом: Строгое разграничение прав доступа к системам и данным. Применение принципа наименьших привилегий. Многофакторная аутентификация для критически важных операций.
4. Мониторинг и логирование: Постоянный мониторинг сетевого трафика и системных событий. Сбор и анализ логов для выявления подозрительной активности.
5. Шифрование данных: Защита передаваемых и хранимых данных с помощью современных алгоритмов шифрования.
6. Резервное копирование и восстановление: Регулярное создание резервных копий всех критических данных и конфигураций, а также разработка планов аварийного восстановления.
7. Обучение персонала: Проведение регулярных тренингов по кибербезопасности для всех сотрудников, работающих с АСУ.
8. Физическая безопасность: Защита оборудования АСУ от несанкционированного физического доступа.

Нормативные документы и лучшие практики для критической инфраструктуры:

В Российской Федерации вопросы кибербезопасности критической инфраструктуры регулируются рядом законодательных актов и стандартов:

• Федеральный закон №187-ФЗ «О безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации»: Определяет основные понятия, требования и ответственность в области обеспечения безопасности КИИ.
• Приказы ФСТЭК России: Устанавливают требования по защите информации, категорированию объектов КИИ и порядку проведения оценки соответствия.
• ГОСТ Р 56939-2016 «Защита информации. Разработка безопасного программного обеспечения. Общие требования»: Определяет подходы к разработке ПО с учетом требований безопасности.
• Международные стандарты: Несмотря на национальные требования, полезно ориентироваться на международные стандарты, такие как IEC 62443 (Безопасность промышленных сетей и систем), который предоставляет комплексный фреймворк для обеспечения кибербезопасности в промышленных АСУ.

Игнорирование вопросов кибербезопасности в АСУ водоотведения – это не просто риск, а прямая угроза национальной безопасности, здоровью населения и окружающей среде. Только комплексный и системный подход, основанный на актуальных стандартах и передовых практиках, способен обеспечить устойчивую и защищенную работу критически важной инфраструктуры.

Методы технико-экономического обоснования внедрения АСУ

Внедрение и модернизация автоматизированных систем управления водоотведением — это значительные инвестиции, требующие тщательного технико-экономического обоснования (ТЭО). Цель ТЭО — не просто показать окупаемость, но и всесторонне оценить все выгоды и затраты, включая те, которые сложно выразить в денежном эквиваленте. Для академического и практического анализа применяются различные методы, которые позволяют получить комплексную картину.

Основные академические методы ТЭО:

1. Расчет срока окупаемости инвестиций (Payback Period, PP):
   • Суть: Определение периода времени, за который чистые денежные потоки от проекта покроют первоначальные инвестиции.
   • Формула: PP = Первоначальные инвестиции / Ежегодный чистый денежный поток.
   • Пример: Энергоаудит показывает, что замена устаревшего оборудования на современное с АСУ может экономить почти 50% электроэнергии. Если, например, годовая экономия электроэнергии составляет 10 млн рублей, а стоимость внедрения АСУ и нового оборудования — 25 млн рублей, то срок окупаемости составит 25 млн / 10 млн = 2,5 года.
   • Достоинства: Простота расчета, наглядность.
   • Недостатки: Не учитывает временную стоимость денег и денежные потоки после периода окупаемости.
2. Чистая приведенная стоимость (Net Present Value, NPV):
   • Суть: Оценка ценности проекта путем дисконтирования всех будущих денежных потоков к текущему моменту времени и вычитания из них первоначальных инвестиций.
   • Формула: NPV = Σ _t=1ⁿ (CF_t / (1 + r)^t) — I₀
     • Где: CF_t — чистый денежный поток в период t, r — ставка дисконтирования (стоимость капитала), t — период времени, n — количество периодов, I₀ — первоначальные инвестиции.
   • Достоинства: Учитывает временную стоимость денег, позволяет сравнивать проекты с разным горизонтом планирования.
   • Недостатки: Требует точного определения ставки дисконтирования и прогнозирования будущих денежных потоков.
3. Внутренняя норма доходности (Internal Rate of Return, IRR):
   • Суть: Процентная ставка, при которой NPV проекта становится равной нулю. Показывает максимальную ставку дисконтирования, при которой проект остается выгодным.
   • Достоинства: Учитывает временную стоимость денег, интуитивно понятна, позволяет сравнивать проекты по «доходности».
   • Недостатки: Может быть сложна в расчете без специализированного ПО, может иметь несколько значений или не иметь их вовсе для нетипичных денежных потоков.
4. Анализ совокупной стоимости владения (Total Cost of Ownership, TCO):
   • Суть: Комплексная оценка всех прямых и косвенных затрат, связанных с владением и эксплуатацией АСУ на протяжении всего ее жизненного цикла (от проектирования до утилизации). Включает капитальные затраты (CAPEX), операционные затраты (OPEX), затраты на обслуживание, обучение, модернизацию, лицензии, энергопотребление, а также затраты на ликвидацию аварий.
   • Достоинства: Дает наиболее полное представление о затратах, позволяет оценить долгосрочную экономическую выгоду.
   • Недостатки: Требует сбора большого объема данных и сложна в реализации.

Снижение эксплуатационных расходов и учет экологических/социальных эффектов:

Автоматизация приносит значительное снижение эксплуатационных расходов, что является основным источником экономии:

• Экономия электроэнергии: Оптимизация работы насосного оборудования (как уже упоминалось, до 50%).
• Снижение потерь воды: Автоматизация позволяет снизить потери воды в водопроводных сетях с текущих 35% до 10–12% от объема подачи в течение 5–6 лет за счет оперативного обнаружения утечек.
• Сокращение численности персонала: Автоматизация может привести к сокращению количества обслуживающего персонала на некоторых объектах до 100% за счет удаленного мониторинга и управления.
• Снижение затрат на ликвидацию аварий: Автоматизация позволяет предотвращать аварии, что снижает затраты (90–130 рублей в год на жителя).

Экологические и социальные эффекты:

Эти эффекты сложно выразить в денежном эквиваленте, но они имеют колоссальное значение:

• Улучшение экологической обстановки: Снижение аварийных сбросов неочищенных стоков, более эффективная очистка.
• Повышение качества жизни населения: Стабильное и надежное водоотведение, снижение рисков заболеваний.
• Улучшение имиджа предприятия: Повышение доверия со стороны потребителей и регулирующих органов.

Разработанный вероятностно-статистический метод оценки риска и объемов аварийных сбросов сточных вод также может быть интегрирован в ТЭО для более точной оценки потенциальных экологических и финансовых потерь. Цифровые технологии, в свою очередь, позволяют оптимизировать планирование инвестиций в развитие инфраструктуры, более эффективно управлять ресурсами и повысить качество предоставляемых услуг, что в конечном итоге сказывается на общей экономической эффективности.

Нормативно-правовая база РФ и примеры реализации проектов АСУ водоотведения

Обзор ключевых нормативных документов РФ

Проектирование, внедрение и эксплуатация автоматизированных систем управления водоотведением в Российской Федерации строго регламентируются обширной нормативно-правовой базой. Эта база призвана обеспечить безопасность, надежность, экологичность и соответствие мировым стандартам. Понимание и строгое следование этим документам критически важно для студентов, инженеров и всех участников процесса.

Ключевые нормативные документы включают:

1. СП 32.13330.2018 «Канализация. Наружные сети и сооружения» (актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85):
   • Назначение: Основной документ, регламентирующий проектирование и строительство наружных сетей и сооружений канализации.
   • Требования: Определяет базовые требования по категориям аварий, порядку их расследования и регистрации. Содержит указания по расстановке контрольно-измерительной аппаратуры (КИП) на насосных станциях, что напрямую влияет на структуру АСУ.
2. СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»:
   • Назначение: Регламентирует проектирование и строительство наружных сетей и сооружений водоснабжения.
   • Требования: Пункт 4.4 этого документа подразделяет насосные станции по степени обеспеченности подачи воды на три категории. Для установленной категории насосной станции должна приниматься такая же категория надежности электроснабжения по «Правилам устройств электроустановок» (ПУЭ).
3. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), издание 7:
   • Назначение: Основной документ, устанавливающий требования к электроустановкам.
   • Требования: Определяет категории надежности электроснабжения потребителей. Для объектов жизнеобеспечения (к которым относятся насосные станции водоотведения) чаще всего устанавливается I категория надежности, требующая питания от двух независимых источников с автоматическим включением резерва (АВР). (ПУЭ 7, п. 1.2.18).
4. Постановление Правительства РФ №861 от 27.12.2004 г. «Об утверждении Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг, Правил недискриминационного доступа к услугам по оперативно-диспетчерскому управлению в электроэнергетике и оказания этих услуг, Правил недискриминационного доступа к услугам администратора торговой системы оптового рынка и оказания этих услуг и Правил технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, объектов по производству электрической энергии, а также объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих сетевым организациям и иным лицам, к электрическим сетям»:
   • Назначение: Регулирует вопросы технологического присоединения к электрическим сетям и обеспечения надежности электроснабжения.
   • Требования: Дополняет ПУЭ в части требований к надежности электроснабжения для различных категорий потребителей, подтверждая необходимость I категории для критических объектов водоотведения.
5. СП 265.1325800.2016 «Коллекторы коммуникационные. Правила проектирования и строительства»:
   • Назначение: Определяет требования к проектированию и строительству коммуникационных коллекторов.
   • Требования: Регламентирует принципы секционирования коллекторов, что важно для локализации аварий и проведения ремонтных работ без полного вывода из строя системы.
6. ГОСТы по АСУ и электротехнике: Многочисленные ГОСТы, такие как ГОСТ Р 53780-2010 «Энергетическая эффективность. Нормирование энергопотребления. Системы автоматизации зданий и сооружений», ГОСТ Р 21.1101-2013 «Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации», и другие, устанавливают общие требования к АСУ, их компонентам, оформлению документации и энергоэффективности.
7. СанПиНы (Санитарные правила и нормы): Определяют гигиенические требования к качеству воды и условиям водоотведения, косвенно влияя на требования к функционалу АСУ, особенно в части контроля качества сточных вод.

Эти документы формируют жесткие рамки для проектирования и эксплуатации АСУ водоотведения, гарантируя их соответствие стандартам безопасности и надежности.

Российский и международный опыт внедрения АСУ

Практическое применение АСУ водоотведения демонстрирует их высокую эффективность и актуальность как в России, так и за рубежом. Многочисленные реализованные проекты служат подтверждением значительного экономического, экологического и социального эффекта от автоматизации.

Российский опыт:

1. Проект Минстроя России «Развитие систем водоснабжения и водоотведения в городах Российской Федерации»
   • С 2019 года Минстрой России активно реализует этот масштабный проект, финансируемый, в том числе, за счет заемных средств Нового банка развития стран БРИКС.
   • Цель: Повышение качества и надежности услуг водоснабжения и водоотведения, а также улучшение экологической обстановки, особенно в бассейне реки Волги. В рамках федерального проекта «Оздоровление Волги» планировалось сократить сброс загрязненных сточных вод в Волгу в три раза – с 3,17 км³/год до 1,05 км³/год к 2024 году, а также построить и модернизировать около 140 очистных сооружений.
   • Реализация: Полномасштабные мероприятия ведутся в городах Волжский, Чебоксары, Иваново, Дзержинск и других.
   • Пример (г. Волжский): Завершена реконструкция канализационного коллектора № 9 протяженностью более 950 погонных метров, обеспечивающего водоотведение для 20% территории города. Это позволило снизить аварийность, обеспечить бесперебойную работу и сократить износ сетей. Экономия для бюджета от реконструкции оценивается примерно в 5 млн рублей в год, а срок службы коллектора продлен более чем на 50 лет.
2. Частные инжиниринговые компании:
   • «Каскад Автоматика»: Компания реализовала множество проектов систем автоматического управления (САУ) водоподготовительных установок, которые являются частью систем водоснабжения, водоподготовки и водоотведения. Эти проекты включают внедрение современных ПЛК и SCADA-систем.
   • «НТФ Микроникс» и «НПФ КРУГ»: Эти и другие российские компании активно разрабатывают и внедряют АСУ ТП для объектов водоотведения, включая автоматизированные системы сбора, обработки и представления информации об эксплуатационных параметрах, АСУ ТП водозаборных сооружений и системы удаленного радиомониторинга водопроводных станций.
3. Примеры АСУ ТП в ЖКХ: Существуют многочисленные примеры проектов АСУ ТП, выполненных на базе Master SCADA, которые демонстрируют успешную автоматизацию объектов водоснабжения и водоотведения, обеспечивая удаленный контроль, управление и диспетчеризацию.

Международный опыт:

1. Канадский город Сильван Лейк: Проект по модернизации систем водоснабжения и канализации в этом городе стал ярким примером успешного внедрения АСУ.
   • Решение: Использование SCADA-систем в сочетании с беспроводной сетью для удаленного мониторинга и управления.
   • Результаты: Позволило отказаться от трудоемких ручных проверок и частых замен оборудования, значительно повысив эффективность эксплуатации и снизив затраты. Операторы теперь могут контролировать всю систему с центрального пункта, получая данные в реальном времени.

Эти примеры наглядно демонстрируют, что инвестиции в автоматизацию систем водоотведения оправданы и необходимы для обеспечения устойчивого развития, защиты окружающей среды и повышения качества коммунальных услуг. Современные АСУ — это не только технологический прогресс, но и залог надежного будущего для городской инфраструктуры.

Заключение: Перспективы развития АСУ водоотведения

Мы прошли путь от базовых принципов до инновационных горизонтов автоматизированных систем управления водоотведением. Анализ показал, что АСУ — это не просто набор технологий, а комплексный стратегический инструмент, способный кардинально улучшить функционирование критической инфраструктуры, обеспечивая ее надежность, эффективность и экологическую безопасность.

Ключевые выводы нашей деконструкции:

• Фундаментальное значение АСУ: Автоматизация жизненно важна для непрерывного контроля и управления подачей воды, минимизации аварий и оптимизации затрат (до 15% экономии электроэнергии, до 10% экономии гидроресурсов).
• Сложность архитектуры: Современные АСУ строятся по иерархическому принципу, с четким разделением на низовой, средний и верхний уровни, где SCADA-системы играют центральную роль в диспетчеризации и управлении.
• Выбор оборудования: ПЛК являются «сердцем» АСУ, обеспечивая реализацию сложных алгоритмов управления насосами. В сочетании с «умными» датчиками и частотно-регулируемым электроприводом (ЧРП, дающим до 50% экономии электроэнергии) они формируют высокоэффективную и гибкую систему.
• Оптимизация через алгоритмы и моделирование: Детальные алгоритмы управления насосами (взмучивание, поддержание уровня для создания избыточного давления в 0,3–0,5 атмосферы) и математическое моделирование (для расчета эффективности очистки сточных вод, прогнозирования биогенной нагрузки) позволяют не только предотвращать аварии, но и достигать наивысшего КПД системы.
• Инновационный прорыв: Внедрение IoT, ИИ и предиктивной аналитики трансформирует АСУ, обеспечивая удаленный мониторинг, автоматическое реагирование, прогнозирование отказов (сокращение потерь на 15–30%) и оптимизацию очистных сооружений. Цифровые двойники обещают новый уровень моделирования и управления.
• Надежность и кибербезопасность: Насосные станции относятся к I категории надежности электроснабжения, требующей двукратного резервирования. Вопросы кибербезопасности АСУ как критической инфраструктуры требуют особого внимания, следования ФЗ №187-ФЗ и ГОСТам.
• Экономическая эффективность: Методы ТЭО (NPV, IRR, TCO) подтверждают окупаемость инвестиций (около 2,5 лет) за счет снижения эксплуатационных расходов и предотвращения аварий (экономия до 90–130 рублей на жителя в год).
• Нормативная база и практический опыт: Российская нормативно-правовая база (СП 32.13330.2018, СНиП 2.04.02-84*, ПУЭ 7) строго регламентирует проектирование и эксплуатацию АСУ. Многочисленные реализованные проекты в РФ (проект Минстроя «Оздоровление Волги») и за рубежом демонстрируют успешность автоматизации.

Перспективы дальнейших исследований:

Будущее АСУ водоотведения неразрывно связано с дальнейшим развитием и более глубокой интеграцией цифровых технологий. Перспективные направления включают:

• Развитие цифровых двойников: Создание высокоточных, динамически обновляемых цифровых моделей всей инфраструктуры водоотведения, которые смогут в реальном времени имитировать поведение системы, прогнозировать аварии и оптимизировать операции.
• Усиление кибербезопасности: Разработка и внедрение новых архитектур безопасности, таких как «нулевое доверие», применение искусственного интеллекта для обнаружения аномалий и защиты от кибератак в критической инфраструктуре.
• Более широкое применение ИИ для полностью автономных систем: Переход к системам, способным самостоятельно принимать комплексные решения, адаптироваться к изменяющимся условиям и оптимизировать свою работу без постоянного участия человека, опираясь на глубокое машинное обучение и предиктивную аналитику. Это включает самоуправляемые насосные станции, автономные очистные сооружения и самовосстанавливающиеся сети.
• Интеграция с городскими экосистемами: Создание единых информационных пространств, где АСУ водоотведения будет взаимодействовать с системами управления водоснабжением, энергоснабжением, городской средой для достижения синергетического эффекта.

Таким образом, АСУ водоотведения продолжат эволюционировать, превращаясь из просто автоматизированных в интеллектуальные, адаптивные и автономные комплексы, способные эффективно отвечать на вызовы будущего и обеспечивать устойчивое развитие наших городов и поселков.

Список использованной литературы

1. Устройство мягкого пуска Siemens SIKOSTART 3RW22. Руководство по эксплуатации. 100 с.
2. Система WAGO I/O. Общие сведения. 2001. 140 с.
3. Каталог продукции ЗАО «СЕНСОР». 2014. 150 с.
4. Siemens. Логические модули LOGO!. 2014. 50 с.
5. KIPPRIBOR КНОПКИ [Электронный ресурс]. URL: http://kipknopki.ru/
6. Компания ЭТМ [Электронный ресурс]. URL: http://www.etm.ru
7. Проекты. Каскад Автоматика [Электронный ресурс]. URL: https://ka-msk.ru/proekty/
8. Орехова В. И. Математическое моделирование систем водоснабжения и водоотведения. 2021 [Электронный ресурс]. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=46104868
9. kornelik. Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения с помощью современной АСУ на основе SCADA: пример из Канады // ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ. 2025.08.09 [Электронный ресурс]. URL: https://integral-russia.ru/2025/08/09/avtomatizatsiya-sistem-vodosnabzheniya-i-vodootvedeniya-s-pomoshhyu-sovremennoj-asu-na-osnove-scada-primer-iz-kanady/
10. Баженов В.И. и др. Роль искусственного интеллекта в предотвращении утечек воды из сетей водоснабжения // КиберЛенинка. 2024 [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rol-iskusstvennogo-intellekta-v-predotvraschenii-utechek-vody-iz-setey-vodosnabzheniya/viewer
11. НПП «Технологии АСУТП». Автоматизация водоотведения. 2024 [Электронный ресурс]. URL: https://asu-tp.ru/avtomatizatsiya-vodootvedeniya/
12. Admaer. Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения [Электронный ресурс]. URL: https://admaer.ru/services/avtomatizatsiya-sistem-vodosnabzheniya-i-vodootvedeniya/
13. Реализация проекта «Развитие систем водоснабжения и водоотведения в городах Российской Федерации» // АО ВОДОКАНАЛ. 2022 [Электронный ресурс]. URL: https://vodokanal.ru/news/realizatsiya-proekta-quot-razvitie-sistem-vodosnabzheniya-i-vodootvedeniya-v-gorodah-rossiyskoy-fede/
14. Автоматизация работы систем водоотведения // Журнал СОК. 2014. №9 [Электронный ресурс]. URL: https://sok.ru/articles/avtomatizatsiya-raboty-sistem-vodootvedeniya
15. Инновационные технологии автоматизации и диспетчеризации в системах водоснабжения: повышение эффективности и надежности // Элек.ру. 2024 [Электронный ресурс]. URL: https://elec.ru/articles/innovacionnye-tehnologii-avtomatizacii-i-dispetcerizacii/
16. Rose Galloway Green. Автоматизация насосной станции и диспетчеризация водоканала // НТК Приборэнерго [Электронный ресурс]. URL: https://priborenergo.ru/blog/avtomatizatsiya-nasosnoy-stantsii-i-dispetcherizatsiya-vodokanala/
17. Энергопривод. Автоматизированные системы управления насосными агрегатами // ОДО Энергопривод [Электронный ресурс]. URL: http://energo-privod.com/asu/
18. Гурьев С.В. Принципы построения алгоритма управления насосом // Международный научно-исследовательский журнал. 2017 [Электронный ресурс]. URL: https://research-journal.org/technical/principy-postroeniya-algoritma-upravleniya-nasosom/
19. Про АСУ ТП. Водоснабжение и водоотведение [Электронный ресурс]. URL: https://proasutp.ru/vodosnabzhenie-i-vodootvedenie/
20. Теплых С.Ю., Бочков Д.С., Веселова М.В. Математическое моделирование систем водоснабжения и водоотведения // Градостроительство и архитектура — Eco-Vector Journals Portal. 2020 [Электронный ресурс]. URL: https://journals.eco-vector.com/2542-0151/article/view/58712/47957
21. Завод Адмирал. Схема автоматизации насосных станций [Электронный ресурс]. URL: https://admiral-zavod.ru/shema-avtomatizatsii-nasosnyh-stantsij/
22. Математическое моделирование систем водоснабжения и водоотведения // Eco-Vector Journals Portal. 2020 [Электронный ресурс]. URL: https://journals.eco-vector.com/2542-0151/article/view/17852
23. Кочетов О.С. Математические модели в задачах водоснабжения и водоотведения // CRUST. 2019 [Электронный ресурс]. URL: https://crust.ru/magazine/mathematical-models-in-water-supply-and-sewage-problems/
24. Про АСУ ТП. Проекты [Электронный ресурс]. URL: https://proasutp.ru/projects/
25. Как настроить автоматику на насосной станции: особенности регулировки реле давления // Pro-Greem. 2024 [Электронный ресурс]. URL: https://pro-greem.ru/articles/kak-nastroit-avtomatiku-na-nasosnoy-stantsii-osobennosti-regulirovki-rele-davleniya
26. Институт озероведения. Математические модели – limno.ru [Электронный ресурс]. URL: http://www.limno.ru/rus/science/modeling/index.shtml
27. Контролер насосной станции: как использовать в быту? // Новатек-Электро. 2024 [Электронный ресурс]. URL: https://novatek-electro.com/blog/article/kontroler-nasosnoj-stancii-kak-ispolzovat-v-bytu
28. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. 1984. С. 6 [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200003058
29. Баженов В.И., Примин О.Г., Баженов В.В. Методы оценки и пути снижения сбросов сточных вод в окружающую среду часть 1. Методы оценки и пути снижения сбросов сточных вод при засорениях или авариях на участках водоотводящих сетей // КиберЛенинка. 2024 [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-otsenki-i-puti-snizheniya-sbrosov-stochnyh-vod-v-okruzhayuschuyu-sredu-chast-1-metody-otsenki-i-puti-snizheniya-sbrosov-stochnyh/viewer
30. Северсталь — вертикально-интегрированная горно-металлургическая компания [Электронный ресурс]. URL: https://severstal.com/rus/about/
31. В администрации Новороссийска обсудили проекты, направленные на стабилизацию и развитие систем водоснабжения и водоотведения. 2025 [Электронный ресурс]. URL: https://admnvrsk.ru/novosti/v-administratsii-novorossiyska-obsudili-proekty-napravlennye-na-stabilizatsiyu-i-razvitie-sistem-vodosnabzheniya-i-vodootvedeniya/
32. Арамиль отказывает «Облводоканалу» в тарифах, а жителей предупреждают о сливах фекалий в Исеть. Концессия на миллиарды будет сорвана // Правда УрФО. 2025 [Электронный ресурс]. URL: https://pravdaurfo.ru/articles/145892-aramile-otkazyvayut-oblvodo/