在過去幾年中，世人都紛紛關(guān)注全球變暖、溫室效應(yīng)和如何保護寶貴的自然資源。其中最后一項中包含清潔的水，而大部分水網(wǎng)中發(fā)生的重大損失已引起廣泛重視。為了直面這一挑戰(zhàn)，以及客戶對節(jié)省飲用水的要求，ABB開發(fā)并推出了一種用于水行業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)品。新型改進流量計Aqua- MasterTM SMS可通過互聯(lián)網(wǎng)從遠程位置向客戶發(fā)送測量數(shù)據(jù)，代表了水泄漏管理技術(shù)的新時代。 　　 AquaMasterTM是一種采用最新技術(shù)的產(chǎn)品，具有節(jié)水與配水市場中獨一無二的功能與應(yīng)用。　　 　　 本文追溯了具體應(yīng)用的歷史、講述它們的特點以及其成功經(jīng)驗如何推動了最新一代計量裝置的發(fā)展。還說明了它們在當今的現(xiàn)代化配水及收費飲用水系統(tǒng)中的地位?！? 　　 ABB于1999年推出了AquaMasterTM流量計。自那時以來，其基本概念（在由機械式流量計主導(dǎo)的市場中推行電磁技術(shù)）已經(jīng)獲得了長足的發(fā)展。在它推出之前，水務(wù)公司只在較大管道直徑應(yīng)用（如區(qū)域干線中使用電磁裝置。在費用收集應(yīng)用中采用同一方法是一條新思路。 　　 AquaMasterTM的銷量從1998年的零臺上升到了2005年的數(shù)千臺。現(xiàn)在，2006年，客戶要求流量計不僅僅完成流速測量。ABB認識到，客戶對儀器本身并不感興趣，而是關(guān)注作為其管理信息系統(tǒng)的一部分提交給他們的流速數(shù)據(jù)。新型AquaMasterTM SMS是AquaMasterTM流量計系列中的一員，能夠滿足這些需求?！? 　　 AquaMasterTM –不斷成長的家族 　　 AquaMasterTM與機械式流量計相比，由電池供電的電磁流量計AquaMasterTM確立了新的性能水平。水務(wù)公司一直不得不滿足于±2％的精度。但是，使用ABB AquaMasterTM電磁流量計后，精度可達到±0.5％（管道口徑在DN100以上）。通過提高水測量與收費的精度，流量計的成本可在一個月內(nèi)收回。例如，用AquaMasterTM代替機械式DN150流量計（精度達±2％）后，運營商可節(jié)省大約4730美元。因此，許多客戶正在逐步采用AquaMasterTM作為流量計，甚至在DN40這樣的小口徑中。　　 　　 與機械式流量計相比，電磁式流量計的最大及最小流速（即運行范圍）更有利于節(jié)省成本和增加收入。其獨特的低流速功能使之前無法記錄的極低夜間流速可以得到正確計量，從而使每年節(jié)省的費用翻倍（達9000美元）。 　　 除了精度方面的重大提高，由于電測量技術(shù)的固有特性，AquaMasterTM還有許多其他優(yōu)點，包括： 無可動部件，無需日常維護。 在進行維護和更換作業(yè)時，用戶不需要用閥門隔離流量計，從而降低安裝成本?？梢越]在水中或埋在繁忙的道路下，而無需儀表安裝井，從而進一步降低終身成本。 　　 由于沒有可動部件，電磁式流量計的讀數(shù)精度不會因為磨損而變差，而機械式流量計的精度會隨著老化而發(fā)生讀數(shù)過低的情況。需要極高的衰減比，來確保高流量與低流量時的讀數(shù)精度。目前的AquaMasterTM流量計具有經(jīng)過ISO認證、符合測量儀表指令的衰減比（1000：1）！ 　　 流量計具有新穎的水力曲線，使其對上游或下游的水力擾動極不敏感（即使位于彎頭或閥門附近）?！　? 　　 1 泄漏探測：逐步測試 –15 分鐘a 與1分鐘b 數(shù)據(jù) 　　 2 AquaMasterTM SMS 變送器 　　　 　　 AquaMasterTMS 　　 AquaMasterTM系列的變型之一，根據(jù)最終用戶的具體需求，具有多種誘人的選項。流量測量常常伴有其他設(shè)備（例如壓力傳感器），而顯然下一步則是把集成壓力傳感器作為一個選項?！　? 　　 數(shù)據(jù)日志是另一項常見要求，因此AquaMasterTM系列提供了流速及壓力記錄選項（每15分鐘）借助流量測量裝置與數(shù)據(jù)記錄儀之間的數(shù)字化連接，可以用傳統(tǒng)解決方案無法企及的速度來記錄高分辨率數(shù)據(jù)。其作用遠遠大于表面意義。在傳統(tǒng)的外部數(shù)據(jù)日志儀解決方案中，脈沖在記錄間隔中被捕捉到，但由于流量計對最高頻率的限制，在記錄間隔期間只能對數(shù)目有限的脈沖進行計數(shù)。因此，對于衰減比較大的流量計，測量或“量子化”誤差常常會達到約10％或更高，數(shù)據(jù)高度階梯化或被“量子化”。AquaMasterTM與數(shù)據(jù)日志儀之間有直接的數(shù)字化連接，可以把由量子化引起的誤差降低到可以忽略的水平。此外，AquaMasterTM還有第二個頻道，可以按照長達15秒的間隔實現(xiàn)高速、高分辨率記錄。這對捕捉網(wǎng)絡(luò)逐步測試中的瞬變十分有利。在水網(wǎng)中，逐步測試是一種成熟技術(shù)，用于在分區(qū)配水系統(tǒng)中局限水的損失。它需要建立分區(qū)，以便在所有邊界和流通閥門均被關(guān)閉后，可以通過單一流量計供水。關(guān)閉一個閥門可以隔離分區(qū)的某一部分。流量的顯著下降表示該部分有泄漏。在這類逐步測試中，AquaMasterTMS的優(yōu)點可通過1a（采用傳統(tǒng)的15分鐘記錄間隔）與 1b（用第二頻道捕捉的詳細數(shù)據(jù)，記錄間隔1分鐘）的對比得到最佳體現(xiàn)?！　? 　　 在這一逐步測試中，在02：20時關(guān)閉一個分區(qū)閥門，并于02：40左右關(guān)閉其他分區(qū)閥門。在一分鐘記錄中，可以根據(jù)流量的突然下降清楚地發(fā)現(xiàn)具有顯著泄漏的區(qū)域，而第二區(qū)內(nèi)有第二處較小的泄漏。兩個區(qū)內(nèi)的泄漏幅度很大，在2m3/hr左右。 　　 與現(xiàn)有做法相比，采用AquaMasterTM進行的逐步測試非常簡單、廉價而快速。它不再需要熟練的技師以及外部逐步測試數(shù)據(jù)日志儀。只需簡單的程序，以及一名人員在預(yù)定時間關(guān)閉閥門。此外，通過把閥門關(guān)閉時間限制在幾分鐘以內(nèi)，對水用戶的干擾被充分減少。在下一周內(nèi)，可以對高分辨率日志儀進行下載與分析，來找出水泄漏源。借助無線電通信技術(shù)來獲取流量計數(shù)據(jù)，這種逐步測試過程得到顯著改進，從而發(fā)展出ABB的最新改進型號AquaMasterTM SMS?！　? 　　 AquaMasterTM SMS 　　 傳統(tǒng)上，從流量測量裝置進行外部數(shù)據(jù)記錄，并通過人工方式（向現(xiàn)場派出人員進行數(shù)據(jù)下載，或有時取回整臺數(shù)據(jù)日志儀并用另一臺更換）取回。最近，客戶逐漸轉(zhuǎn)向使用無線電技術(shù)進行流量計讀數(shù)?！　? 　　 ABB的新發(fā)明是為AquaMasterTM S流量計配備GSMSMS無線電技術(shù)選項 2 。這種產(chǎn)品最初于2003年底發(fā)布，采用了基于GSM撥號的技術(shù)。2005年，這種功能得到升級，可以使用SMS文字信息來傳遞流量與壓力數(shù)據(jù)。 　　 SMS文字信息被自動發(fā)送（通常每天一次），在用電池供電的AquaMasterTM中節(jié)省電力。如發(fā)生故障（例如流量計遭到破壞時），則發(fā)送一條SMS信息作為警報。 　　 AquaMasterTM還能對收到的SMS文字信息（例如配置修改或?qū)唧w數(shù)據(jù)的要求）做出響應(yīng)?？梢员４骈L達三個月的數(shù)據(jù)。 　　 向客戶傳送測量數(shù)據(jù) 　　 流量與壓力（選購）的測量及記錄只是工作的一部分。其他工作還包括把所收集的數(shù)據(jù)傳遞到客戶的計算機、管理信息或泄漏管理系統(tǒng)上。與重要全球客戶的探討表明，他們可以被分為具有不同要求的兩組： 　　 1） 已有基礎(chǔ)設(shè)施及成熟的水管理系統(tǒng)的客戶?！　? 2） 具有測量要求、但沒有上位系統(tǒng)來處理所測數(shù)據(jù)的綠地客戶。 　　 一項主要的設(shè)計目標是使系統(tǒng)盡可能地易于配置。　　 　　 為了滿足這兩類客戶的需求，ABB 設(shè)計了一種解決方案，其基礎(chǔ)是采用工業(yè)標準編程機制、通過 SMS 文字信息向幾乎所有數(shù)據(jù)庫發(fā)送遠程流量計數(shù)據(jù)。SMS日志儀服務(wù)器通過無縫方式把數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)庫（如 Oracle，SQL Server，MS Access），解決第 1 組客戶的數(shù)據(jù)傳輸問題。對于第2 組客戶，有兩種選項：按照所支持的任何數(shù)據(jù)庫，并用 ABB 提供的 SMS 日志儀服務(wù)器軟件以及第三方軟件來管理和顯示流量數(shù)據(jù)。使用與上述內(nèi)容相同的設(shè)置，但采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、通過互聯(lián)網(wǎng)來傳輸數(shù)據(jù)。這類服務(wù)器應(yīng)用的示例之一便是由英國 I+P Services 提供的 AutoChartTM。 　　 3 通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸 AquaMasterTM 數(shù)據(jù) 　 4 AquaMasterTM SMS 數(shù)據(jù)處理 　 　　 關(guān)于如何處理來自AquaMasterTM、通過互聯(lián)網(wǎng)獲取的SMS數(shù)據(jù)，最好參照3 。在與PC連接的SMS引擎上通過ABB提供的SMS網(wǎng)關(guān)接收SMS數(shù)據(jù)，或者對于流量計數(shù)量較多的情況，使用直接來自SMS服務(wù)供應(yīng)商的X25鏈接?！　? 　　 加密 　　 在某些應(yīng)用中，信息的安全性十分重要。為了保護數(shù)據(jù)不被竊取，AquaMasterTM SMS用一種雙密鑰加密系統(tǒng)對流量數(shù)據(jù)進行編碼。加密算法以一種常用的公共域技術(shù)為基礎(chǔ)，目前被認為無法破解。世界上的每一臺AquaMasterTM都擁有一個獨一無二的、經(jīng)過雜亂編碼的服務(wù)密碼，每次使用時它都會改變，從而保護第一個安全密鑰。所收到的SMS日志儀數(shù)據(jù)信息由ABB提供的Windows DLL進行譯碼。用于對編碼信息進行譯碼的第二個密鑰由安全的ABB SMS 日志儀服務(wù)器應(yīng)用程序產(chǎn)生。借助這種雙密鑰加密程序，客戶可以完全放心其AquaMasterTM SMS流量計的數(shù)據(jù)傳輸安全性?！　? 　　 數(shù)據(jù)庫種群 　　 關(guān)于 ABB 服務(wù)器 r 應(yīng)用程序?qū)MS 數(shù)據(jù)的處理，可參照 4 。ABB 應(yīng)用程序處理所有收到、發(fā)出的 AquaMasterTM SMS 信息，與數(shù)據(jù)庫的連接采用工業(yè)標準開放數(shù)據(jù)庫連接（ODBC）?？蛻舳藢α髁坑嫷牟樵儾捎肏TTP請求。這便于對幾乎所有數(shù)據(jù)庫進行設(shè)置并傳輸AquaMasterTM數(shù)據(jù)。所有ABB應(yīng)用均基于.NET技術(shù)，并可在Microsoft Windows 2000以上系統(tǒng)運行?！　? 　　 自動配置 　　 一項主要的設(shè)計目標是使系統(tǒng)盡可能地易于配置。為了充分做到這一點，設(shè)計師建立了一種自配置實施方式，可以不需對ABBSMS 日志儀服務(wù)器應(yīng)用進行任意數(shù)目的AquaMasterTM　　 SMS流量計連接起來。客戶只需把服務(wù)器的電話號碼輸入位于現(xiàn)場的AquaMasterTM SMS流量計。然后，每天會從它自動發(fā)送一個數(shù)據(jù)集。在規(guī)模較大的系統(tǒng)（有數(shù)以千計的AquaMastersTM）中，這能立即節(jié)省時間和成本?！　? 　　 通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸測量數(shù)據(jù)　　 本節(jié)說明了一項案例研究，通過互聯(lián)網(wǎng)把真實數(shù)據(jù)傳輸給客戶A。這一解決方案采用了具有SQL服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的AutoChartTM，以及ABB SMS 日志儀服務(wù)器應(yīng)用。以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，世界各地的任何注冊用戶都可獲得有關(guān)信息?？蛻舻腜C上無需任何專有軟件，而只需要網(wǎng)絡(luò)瀏覽器和互聯(lián)網(wǎng)連接?！　? AutoChartTM把客戶AquaMasterTM流量計上的信息單獨或成組傳輸，并用易于使用的圖形化或表格化說明格式提供數(shù)據(jù)。兩臺流量計的每日形式的典型范例如 5 所示。客戶主要關(guān)注12月30日（周五）的消耗量與其他日常情況相比的突然增加。 　　 借助互聯(lián)網(wǎng)，不僅可以讓水務(wù)公司看到消耗情況及營業(yè)額信息，還可（如已啟用）讓消費者訪問這一數(shù)據(jù)。這種方法為水使用情況的管理和泄漏探測工作創(chuàng)造了許多機會。例如，一名用戶最近發(fā)現(xiàn)水的使用情況異常，這是由于小便池持續(xù)不斷地自動沖洗而引起的。通過安裝簡單的運動探測器來控制沖洗操作，水的消耗量降低了 30％以上。 6 中說明了一個類似的例子，即對酒店中的給水情況進行計量。　 　 　　AquaMasterTM SMS的獨特性還在于，儀表指標寄存器中的體積總數(shù)也通過SMS文字信息發(fā)送。在AutoChartTM中，這些與情況信息一起顯示，也可作為日常消耗量顯示，如 7 所示。實際上，通過把AquaMasterTM SMS 和AutoChartTM結(jié)合起來，ABB現(xiàn)在可以為客戶提供等同于人工流量計（抄表員每天查看流量計，記錄顯示屏上的累加器讀數(shù)）的電子設(shè)備，后者能夠自動完成任務(wù)，并通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送結(jié)果。 　　 5 對 AquaMasterTM流量計的曲線 　 　　 6 卡塔爾的酒店給水應(yīng)用-水消耗量曲線 　 　　 7 酒店給水-每日總數(shù) 　 　　 挑戰(zhàn)　　 AquaMasterTM流量計于1999上市時，它是獨一無二的產(chǎn)品?，F(xiàn)在，七年之后，ABB已經(jīng)克服了障礙，能夠為遠程計量應(yīng)用提供一種全面的測量數(shù)據(jù)傳輸解決方案，用于現(xiàn)有的客戶信息系統(tǒng)，以及基于互聯(lián)網(wǎng)、用于偏遠地區(qū)安裝的新型傳輸方式。但是，為了在未來幾年中繼續(xù)保持領(lǐng)先地位，我們必須傾聽客戶的需求，并把幫助AquaMasterTM系列取得現(xiàn)有成就的創(chuàng)新工作堅持不懈地開展下去。 　　 Ray Keech Terry Mizzii ABB Ltd Stonehouse,Uk ray.keech@gb.abb.com terry.mizzi@gb.abb.com 　　 Brian Hayes ABB Automation Warminster PA，USA brian.hayes@us.abb.com　 　　 致謝： 　　I+P Services的Thomas，他提供了關(guān)于AutoChartTM的信息及截屏圖。