Metodologia de achizitie si prelucrare a datelor

1.   Notiuni generale

Utilizarea calculatoarelor numerice in industrie si cercetare se face pe scara din ce in ce mai larga pentru :

rezolvarea problemelor numerice si prelucrarea datelor;

in aplicatiile concrete care implica cercetarea stiintifica fundamentala si experimentele de laborator;

la simularea proceselor;

pentru controlul si conducerea proceselor;

in aplicatiile din domeniul transmiterii informatiei.

Echipamentele care formeaza un sistem de calcul (numite hardware) sunt urmatoarele :

unitatea centrala de prelucrare, care efectueaza calculele si urmareste realizarea secventiala a programului (interpreteaza si proceseaza informatiile);

memoria centrala in care sunt pastrate temporar instructiunile si datele procesate;

echipametele periferice utilizate pentru introducerea datelor in calculator (echipamentele de intare), pentru extragerea datelor din calculator (echipamentele de iesire) si memorarea pe termen lung a programelor si datelor (echipamentele de memorie auxiliara).

Programele de calcul sunt numite generic software. Exista 3 mari categorii de programe:

Programe sistem : controleaza operatiile efectuate de sistemul de calcul si asigura legatura intre componentele acestuia si programele de aplicatie si utilizare.

Rolul acestora este de a usura sarcina utilizatorilor, simplificand operatiile de alocare a memoriei, afisarea a caracterelor pe ecran si la imprimanta citire a caracterelor de la tastatura , accesul la informatiile stocate pe discurile magnetice etc.

Programe de aplicatie : interactioneaza direct cu utilizatorul fiind specializate in executarea unor prelucrari strict definite. In aceasta categorie intra editoarele de taxe , programele prnteu gestiunea bazelor de date, programele de tehnoredactare si grafica asistata de calculator etc.

Programe utilizare : interactioneaza direct in utilizatorul , dar spre deosebire de programele de aplicatie realizeaza prelucrari de uz general. Ele ajuta utilizatorul sa "administreze" sistemul de calcul si produse software prin copierea fisierelor, pregatirea discurilor magnetice pentru utilizare , creeare de copii pentru salvare, tastarea sistemului de calcul etc.

2. Sisteme de conducere a proceselor cu calculatorul

Primele aplicatii de utilizare a calculatoarelor impreuna cu sistemele industriale au fost de tip "conducere off - line"   calculatorul de tip universal necesita conditii de utilizare extrem de pretentioasa , mediu climatizatt si lipsit de praf). De asemenea , prezinta marele dezavantaj al incompatibilitatii dintre tipul si forma datelor pe care le accepta (numerice si sub forma de caractere ) si cele oferite de procesul " condus" (analogice, semnal electric). Aceasta incompatibilitate a impus citirea de catre operator a datelor din proces, trecerea lor pe un suport adecvat calculatorului, prelucrarea datelor de catre aceasta si emiterea rezultatelor sub forma scrisa pentru a servi operatorului ca ghid de manevrare a posibilitatilor de comanda pe care le avea la dispozitie. Modul de conducere off-line exclude orice legatura intre calculator si procesorul "condus".

Aparitia sistemelor de interfata cu procesorul a deschis perspective largi utilizarii calculatoarelor in conducerea proceselor. Sistemul de interfata realizeaza adaptarea caracteristicilor informatiilor din proces la cele ale informatiilor care pot fi introduse in calculator precum si a caracteristicilor infrmatiilor produse de calculator la cele ale comenzilor accptate de proces. Astfel, s-a trecut la o noua etapa in care calculatorul este mult mai aproape de proces avand si posibilitatea de functionare in conditii industriale.

Conducerae unui proces in regim "ghid operator" presupune utilizarea unui calculator care realizeaza numai achizitia de date din procesul condus, pe care le prelucreaza in conformitate cu strategia de conducere impusa prin programare, elaborand nu o comanda spre procesul condus, ci informatii pentru operator asupra modului in care ar trebui condus procesul in scopul realizarii unui criteriu de performanta prestabilit.

Un asemenea mod de conducere presupune o echipare adecvata a procesului cu mijloace de automatizare conventionala ( regulatoare, traductoare etc). cu toate acestea , utilizarea unui echipament complex, cum este sistemul decalcul numai pentru a ajuta operatorul la luarea deciziilor pe care tot el le implementeaza nu se justifica , in majoritatea cazurilor din punct de vedere economic.

Un pas inainte spre integrarea deplina a calculatorului in conducerea proceselor il face conducerea prin fixarea marimilor de referinta in care calculatorul furnizeaza valorile marimilor de referinta ale regulatoarelor cu care este echipat procesorul. Intrarile in calculator sunt valorile parametrilor regulati , precum si valorile altor parametri asociati acestora.

Calculatorul mai primeste si semnale de tip numeric care furnizeaza informatii supra starii diverselor elemente componente ale procesului, informatii de tipul pornit - oprit, normal - avarie, in functiune - in rezerva etc. inafara referintelor regulatoruluiprocesului, calculatorul comanda si oprirea sau pornirea unor elemente componente ale procesului tehnologic condus.

Activitatea pe care o desfasoara calculatorul este implementata intru-un pachet de programe care contine toti algoritmii necesari aplicarii strategiei de conducere.

Metoda de conducere asigura in general o eficienta economica de aproape 10 ori mai ridicata decat a oricarei alte metode, deoarece valoarea investitiilor legate de introducerea conducerii cu calculatorul este redusa in raport cu valoarea intregii automatizari a procesului. Deoarece , un proces bine dotat cu aparatura de automatizare conventionala este foarte bine cunscut, programele necesare conducerii pot asigura in plus o buna realizare a indicelui de performanta ales drept criteriu de conducere.

Eliberand procesul de aparatura de automatizare conventionala si cupland la el un calculator, se poate realiza o conducere numerica directa in cadrul careia calculatorul comanda elementul de executie cu care este prevazut sistemul condus. Astfel, functiile de reglare ale regulatoarelor cu care este prevazut procesul sunt preluate de calculator , intregul complex de echipamente se micsoreaza , se ieftinesc si se asigura o crestere a calitatii conducerii datorita algoritmilor noi folositi si a preciziei de calcul. Aceasta structura nu poate asigura conducerea numerica directa in cazul unui proces complex, la care numarul de bucle de reglaj ar necesita un volum foarte mare de calcul ceea ce ar duce la un timp de raspuns foarte mare din partea calculatorului.

Conducerea optimala reprezinta de regula , un caz particular al conducerii prin fixarea marimilor de referinta , deoarece determinarea valorii referintelor se face in urma extremizarii unui indice de performanta.

Conducerea optima se recomanda a fi aplicata in special proceselor continue in care exista un numar mare de variabile care interactioneaza simultan , influentand procesul, produsul si performanta economica.

Conducerea adaptiva reprezinta, in general , o forma particulara a conducerii numerice corecte , deoarece este folosita in cadrul proceselor ale caror parametrii tehnologici se modifica , ceea ce impune reajustarea parametrilor regulatoarelor in anumite situatii, acest lucru nu poate rezolva complet problemka , fiind necesara si o modificare de structura.

2.1. Structura sistemelor de conducere

Utilizarea calculatoarelor in conducerea proceselor industriale trbuie privita ca fiind o componenta dintr-un sisitem complecs de conducere automatizat.apare astfel, in mod firesc, abordarea ierarhizata a problemei conducerii sistemelor complexe, asigurandu-se distribuirea functionala si geografica a functiilor de conducere.

O structura ierarhizata se caracterizeaza prin:

aranjarea verticala a subsistemelor componente;

prioritatea de actune a nivelurilor superioare;

dependenta bunei functionari a nivelurilor superioare de performanta nivelurilor inferioare.

Pentru realizarea unei astfel de structuri este necesara:

descompunerea sistemului condus si / sau acelui de conducere (sau a problemei de conducere) in parti a caror analiza, proiectare si implementare este mai simpla;

realizarea unui macanism de coordonare in scopul asigurarii obiectivelor globale.

2.2 Calculatorul de proces

Necesitatea cuplari unui sistem de calcul la procesul care trebuie condus a adus modificari in structura standard a acestuia. Astfel se poate defini calculatorul de proces ca fiind o entitateformata dintr-un calculator universal de uz general si un sistem de interfata care cuprinde sistemul de interfata al intrarilor si sistemul de interfata al iesirilor.

In structura unui calculator de proces conectat la un proces industrial se remarca:

echipamentele periferice generale (consola calculatorului, unutatile de disc, imprimanta, etc.);

consola operatorului de proces echipament destinat asigurari unei comunicatii eficiente intre operator si proces, astfel incat operatorul procesului sa nu sesizeze existenta unui mediu intermediar intre el si procesul pe care il va conduce.

Spre deosebire de calculatorul universal, calculatorul de proces are o structura modulara, deoarece fiecare bloc al acestuia realizeaza o anumita functie: culegerea si conversia informatiei de intrare, stocarea informatiei, prelucrarea ei, etc.

Calculatorul universal poate functiona in timp real, in timp accelerat sau in timp dilatat pe cand calculatorul de proces trebuie sa functioneze numai in timp real. Functionarea in timp real conditioneaza necesitatea sincronizarii procesului prelucrarii electronice cu ritmul prelucrari informatiilor de intrare si implicit, cu dinamica desfasurarii procesului tehnologic. Informatia achizitionata prin sistemul de interfata trebuie sa fie prelucrata si memorata intr-un interval de timp minim, pentru ca rezultatul calculului sa fie obtinut in timp util transmiterii marimii de comanda la procesul condus.

Calculatorul de proces trebuie sa ia permanent in considerare toate solicitarile de rezolvare a anumitor algoritmi si sa determine pentru situatia data succesiunea optima a executarii lor pe durata perioadei date de discretizare.

O alta caracteristica calculatorului de proces consta in aceea ca rezolva diferite probleme de supraveghere di de comanda, care raman relativ neschimbate pe durate de timp relativ lungi de exploatare a instalatiei.

Calculatorul de proces dispune fata de calculatorul universal de un sistem de interfata cu ajutorul caruia rezolva , pe langa problemele de calcul si problemele legate de schimbul de informatii( conversie) cu obiectul condus.

Calculatorul de proces trebuie sa functioneze neintrerupt o perioada de timp, deci trebuie sa aibao fiabilitate si o stabilitate la perturbatii ridicata, deoarece orice defectiune sau intrerupere in functionare poate produce o avarie in instalatie.

Configuratia calculatorului de proces depinde de caracterul aplicatiei. Exista 2 clase de aplicatie :

informationale, de culegere si prelucrare a informatiei Calculatorul de proces asigura culegerea datelor de la traductarele din proces, filtrarea semnalelor pentru separarea semnalului util, compararea semnalului cu valoarea admisa, prelucrarea informatiei in vederea diagnosticarii si prognozarii starii instalatiei industriale. Calculatorul de proces va semnaliza momentul iesirii parametrilor tehnologici inafara valorilor admise , precum si momentul in care sunt atinse valorile prescrise.

de conducere. Calculatorul de proces asigura pe langa functia de prelucrare a datelor efectuate in aplicatiile informationale si probleme de conducere : pornirea si oprirea echipamentelor conduse, optimizarea functionarii instalatiei dupa un criteriu impus de programator, identificarea proceselor conduse in cazul variatiei parametrilor lor, schimbul de informatii cu calculatorul de conducere de la nivelurile superioare ale sistemului ierarhic de conducere. Calculatoarele de proces din aceasta clasa au o configuratie si o structura mai complexa decat cele din alicatiile informationale.

Trasaturile calculatoarelor de proces specificate anterior se asigura prin utilizarea in cadrul acestor calculatoare a unor solutii arhitecturale si structurale adecvate.

Astfel, prin utilizarea unei magistrale comune, toate blocurile si dispozitivele calculatorului se conecteaza la un sistem comun de circuite informationale si de comanda, realizat sub forma unui canal de comunicatii unificat, utilizat pentru transmiterea informatiei intre procesor, memorie, sistemul de interfata si echipamentele periferice. Pe canalul unic de comunicatii se transmit date, adrese, instructiuni, informatii despre starea echipamentelor periferice, semanle de comanda. Informatia transmisa este insotita de adresa blocului sau dispozitivului caruia ii este adresat mesajul, deci informatia va fi acceptata numai de blocul caruia ii este destinata.

Utilizarea unei magistrale unice reduce productivitatea calculatorului, deoarece intr-un ciclu de functionare al acestuia, pe canalul comun se poate transmite numai un cuvant, dar , datorita magistralei unice de comunicatii, in calculator se poate organiza schimbul direct de informatii intre dispozitivele periferice si memorie, fara participarea procesului.

O alta solutie adoptata este modularitatea care se manifesta prin aceea ca sistemele de conducere cu calculatorulse construiesc pe baza unei familii de module care se caracterizeaza prin autonomie functionala, universalitate structurala si standardizare constructiva.

2.3. Cuplarea la procesul condus a calculatorului de proces

Legatura dintre procesul condus si calculatorul de proces se realizeaza in principiu astfel :

parametrii fizici ai procesului industrial sunt masurati cu ajutorul unor traductoare de masura adecvate ale caror demnale de iesire, sub forma de marime electrica cu valoare proportionala cu marime fizica masurata.

informatiile de comanda emise de CP in urma preluarii datelor numerice primite de la SI, conform algoritmului de conducere, sunt transformate de SI in semnale electrice adecvate si transmise elementului de executie, care va actiona in sensul dorit asupra procesului industrial.

Fig . - Schimbul de informatii intre sistemul de conducere si proces

Principalele probleme tehnice care trebuie luate in considerare si rezolvate la fiecare aplicatie sunt :

alegerea traductoarelor si a elementelor de executie adecvate;

transmiterea semnalelor de masura si de comanda la/ de la CP;

modul de prelucrare de catre calculatorul de proces a fiecarui semnal de masura, tip semnal, necesitati de filtrare, separare electrica;

alegerea tipului si parametrilor calculatorului de proces care costa in alegerea acelor echipamente si configuratii de sistem de interfata care sa permita asigurarea performantelor sistemului de conducere a procesului in conditii de restrictii date.

3. Masurarea si monitorizarea continutului

3.1. Introducere

Calitatea apei de izvor, monitorizarea proceselor de tratare, integritatea retelei de distributie, serviciile laboratorului, inspectia si aplicarea legii, increderea publicului si masurile in caz de urgenta; toate acestea depind de obtinerea rapida a informatiei exacte.

3.2. Obtinerea rapida a informatiei

Este necear sa facem o distinctie fundamentala intre diferitele moduri de luare a masurilor. Multi parametrii - de genul: temperatura, turbulenta, presiunea si debitele - pot fi masurati instantaneu (in timp real).

Rezultatele pot fi transmise ca masuratori la centrele de monitorizare, unde operatorii pot regla procesele pentru a mentine o calitate ridicata a apei. Totusi, masurarea unor alti parametrii se dovedeste a fi destul de critica (in special a acelora care indica prezenta factorilor patogenici si, de asemenea, a poluantilor chimici) necesita ca mostrele sa fie prelevate si trimise la laborator, la capatul analizei.

Toate testele efectuate in laborator necesita timp - timp in cursul caruia, oamenii consuma probabil apa contaminata, daca nu au la dispozitia lor cantitati importante de apa tratata si stocata. Totusi, diverse alte mecanisme pot, de asemenea, contribui la degradarea calitatii apei in timpul stocarii.

Aceasta distinctie intre masuratorile in timp real si masuratorile de la distanta ridica doua observatii :

Deoarece este imposibil actualmente de masurat contaminarea microbiana in timp real, inginerii care concep sistemele si operatorii, care le exploateaza, trebuie sa aiba incredere ca procesele de tratare asigura calitatea apei. Masuratorile, care au drept obiectiv detectarea posibilei prezente a microbilor pot fi folosite numai ca mijloace de verificare ulterioara a integritatii tratarii.

Daca masuratorile directe si cele in timp real nu sunt posibile, dezvoltarea masuratorilor indirecte ale contaminantilor microbieni, sau ale parametrilor substitutiei prezinta avantaje clare.

3.2.1. Masuratorile in timp real

Multe masuratori critice pot fi efectuate instantaneu, in timp real. Rezultatul acestor masuratori continue ( numite, de asemenea, masuratori online) pot fi transmise la distanta sau pot fi folosite pentru controlul proceselor, pentru a fi puse la dosar, referitor la conformitatea cu regulamentele si pentru motivarea intreruperii servicilor de furnizare sau pentru a fi condensate pentru organizatiile care intocmesc regulamentele si pentru public. Numerosi parametri pot fi masurati online, cu precizie si intr-un mod economic:

Turbulenta = masurarea solidelor totale in suspensie in apa. Aceasta masuratoare este importanta, deoarece factorii patogenici sunt particule fine. Ei pot fi mascati de alte particule aflate in suspensie, ceea ce poate pune o problema importanta in cazul dezinfectiei cu raze ultraviolete. O crestere a turbulentei din apa tratata reprezinta deseori rezultatul deteriorarilor , care au permis trecerea factorilor patogenici in timpul tratarii, si astfel este deosebit de important sa fim capabili sa modificam rapid cantitatile de dezinfectanti.

Conductivitatea = masurarea capacitatii apei de a conduce curent electric. Conductivitatea indica cantitatea de solide dizolvata in apa : cu cat aceasta este mai ridicata, cu atat apa contine mai multe solide dizolvate.

pH = masurarea activitati ionilor de hidrogen in apa, o caracteristica care este asociata alcalinitatii sau aciditatii apei. Controlul pH-ului este important pentru optimizarea proceselor, pentru asigurarea intretinerii infrastructurii (inclusiv protectia contra coroziunii) si pentru a realiza obiectivele "estetice" (gust, miros si culoare).

Temperatura = deosebit de importanta in cazul apei brute. Modificarea temperaturii apei poate necesita reglaje in secventa de tratare. Un numar mare de parametrii care influenteaza viteza de corodare a retelelor de distributie, sunt sensibili la temperatura. Intretinerea cu clor rezidual a retelei de distributie depinde de asemenea, de temperatura, deoarece anumite chimicale sunt mai eficiente la anumite temperaturi.

Presiunea = masuratoarea de baza a calitatii serviciilor oferite de statia de tratare si reteaua de distributie. Acest parametru este deosebit de important pentru reteaua de distributie, datorita modificarilor rapide a presiunii, care poate indica o ruptura (intrerupere) a controlului, in vreme ce modificarile incete pot indica scaparile (scurgerile de presiune).

Debitul = Monitorizarea debitelor face posibila localizarea scurgerilor si facturarea cu exactitate catre clienti.

Clorul rezidual = cantitatea de clor care ramane in apa pentru a o dezinfecta. Clorul liber transformat in cursul oxidarii materiilor organice, proces care presupune distrugerea factorilor patogenici. Clorul rezidual constituie astfel un mijloc de control asupra corectitudinii cantitatii de dezinfectant. Reactia de oxidare incetineste, chiar inceteaza, pe masura ce cantitatea de materii organice disponibile pentru oxidare se reduce. Daca un rezidu de clor este masurabil dupa un timp de contact adaptat, este extrem de probabil ca dezinfectia este terminata.

Recomandare 36 : Toti furnizorii de apa municipala trebuie sa efectueze, cel putin, o monitorizare a liniei continue de turbulenta, a produselor secundate ale dezinfectiei, precum si a presiunii instalatiei de tratatre, pe langa faptul ca trebuie sa aiba sisteme de avertizare, care sa anunte imediat orice functionare iesita din parametrii legali. Produsele secondare din dezinfectare trebuie sa fie supuse unor masuratori constante si frecvente de-a lungul retelei de distributie. Daca este nevoie, sistemele de avertizare trebuie sa fie insotite de dispozitive automate de oprire.

3.2.2. Observatii

Este imposibil din punct de vedere tehnologic, in prezent, de a masura in timp real anumiti parametrii privind contaminantii. Timpii sunt atribuibili diverselor motive, in particular, timpului necesar pentru a transporta si pregati mostrele, de exemplu, a creste culturile, si necesitatea folosirii de material sofisticat, ceea ce face a fi nu foarte practica folosirea monitorizarii online.

a. Parametrii microbieni

Cu privire la masurarea factorilor patogenici, se ridica doua probleme importante: timpul necesar pentru efectuarea testelor si numarul ridicat de rezultate false. Exista putine tehnici de detectare directa. Cele care au fost dezvoltate sunt destul de dificile de folosit, scumpe si prea incete pentru controlul proceselor. Majoritatea lor necesita cresterea culturilor in laborator inainte ca testele de identificare sa poata fi efectuate. Ceea ce aduce argumente in plus pentru faptul ca identificarea substantelor constituie deseori un proces obositor de eliminare, bazat pe caracteristicile cunoscute ale fiecarei specii. Analiza ADN ofera posiblitati promitatoare privind imbunatatirile tehnicilor, dar metodele actuale sunt prea costisitoare si iau prea mult timp, astfel incat ele se pot folosi drept instrumente pentru controlul regulat. Tebuie tinut cont de faptul ca astfel de teste trebuie sa fie efectuate de analisti foarte calificati, si ca usoarele variatii in functie de metoda folosita pot produce diferente apreciabile in ceea ce priveste rezultatele.

In anumite cazuri, interpretarea poate fi chiar mai complicata decat testul in sine. Numeroase teste dau un procent ridicat de rezultate false, care sunt pozitive sau negative. Mai mult, simplul fapt de a cunoaste ca factorul patogenic este prezent, nu ofera nici un fel de informatie asupra probabilitatii ca el sa infecteze oamenii deserviti de reteaua, din care s-au prelevat mostrele, si nu ne ofera informatii asupra altor factori patogeni care pot fi prezenti.

O solutie la aceasta problema consta in gasirea unei masuratori a substitutiei, dar care nu este usor de realizat. Orice parametru al substitutiei trebuie sa fie usor de masurat, sa fie prezent cand factorul patogenic este prezent si sa fie in cantitate suficienta pentru a putea fi detectat si identificat la cost redus. Coliformele bacteriilor constituie o clasa importanta de bacterii, care se impart in anumite caracteritici metabolice. Ele sunt prezente oriunde in pamant, si in marea lor majoritate, sunt inofensive. Colimormele totale, ca cele ale clasei chiar mai mari, care este masurata prin numarare pe o placa de bacterii heterotrofice, constituie in principal o masura a activitatii biologice si nu indica in mod necesar daca exista contaminare de origine fecala.

Problemele legate de testele de laborator sunt exacerbate de problemele prelevarii de mostre, asociate cu factorii patogenici. Intra-devar, micro-organismele nu sunt in mod uniform distribuite in coloana de apa: cand ele sunt prezente, ele sunt in general in mod intermitent si in numar scazut. Mostrele prelevate la un anumit loc pot indica sau nu prezenta micro-organismelor in alte locuri. Aceasta problema legata de prelevarea de mostre limiteaza increderea ca cineva se poate baza pe interpretarea statistica a testelor.

b. Amenintarile cronice

Contaminanti chimici, fizici si radiologici sunt aproape intotdeauna masurati in laborator. Cromatografia in gaz si spectometria masei constituie metodele cele mai frecvent folosite pentru masurarea contaminantilor organici. Spectrofotometria absorbtiei atomice si spectrometria masei la plasma inductiva constituie metode ale optiunii de a masura concentratiile de metal. Aceste tehnici dificile folosesc aparatura costisitoare, care trebuie sa fie folosita de specialisti bine instruiti.

3.3. Prelevarea mostrelor

Calitatea unui test depinde in mare masura de modul in care mostra este testata. Locul si procedura de prelevare a unei mostre, precum si conditiile transportarii sale la laborator, influenteaza calitatea si utilitatea rezultatului. Oamenii care preleveaza mostrele trebuie sa detina competentele si formarea corespunzatoare.

In acest context, obtinerea unor rezultate reprezentative merge dincolo de o simpla prelevare a unor mostre de la sursa, statia de tratare sau reteaua de distributie. Mostrele trebuie de asemenea, sa fie prelevate in conditii extreme ( de exemplu, dupa ploi intense si la punctele cele mai distantate sau incete din reteaua de distributie). Este, de asemenea, necesar sa se colecteze suficiente date pentru a avea incredere in calitatea apei, pentru fiecare parametru avut in vedere de regulament, de pe toata reteaua de distributie. In cele din urma, mostrele prelevate trebuie sa faca posibila obtinerea de date necesare pentru administrarea durabila a creditului.

Proiectarea prelevarii de mostre este de asemenea, cruciala daca cineva doreste sa se asigure de calitatea apei si eficacitatea barierelor. O metoda prea mecanica ar putea avea drept rezultat investitii nefolositoare.

Ar trebui sa fie solicitat ca pentru anumiti parametrii sa fie prelevate mostre mai frecvent decat pentru altii, in vederea unei evaluari a riscurilor cu privire la calitatea apei de izvor, ceea ce consta in evaluarea surselor potentiale de contaminare in zona de captare si probabilitatea sa aiba loc o contaminare.

Recomandare. Toti furnizorii pentru apa municipala ar trebui determinati sa elaboreze un plan adecvat de prelevare a mostrelor si masurare continua, care ar putea sa faca parte din planul lor operational. Furnizorii de apa ar trebui sa faca profitabile fisierele lor asupra apei brute, si daca acestea sunt disponibile si fiabile, fisierele lor sa determine o strategie a prelevarii de mostre, care sa fie in acelasi timp, profitabila si eficace, tinand cont de locul lor particular. O proiectare adaptata a prelevarii de mostre trebuie sa fie elaborata pentru fiecare retea de furnizare a apei. In general, aceste instalatii asigura ca mostrele sa fie prelevate din locuri si la ore diferite, astfel incat sa se obtina o reprezentare completa si fiabila a substantelor in discutie. O mostra trebuie sa fie suficient de mica pentru a fi masurata, dar in acelasi timp, suficient de mare pentru a fi reprezentativa. Ea trebuie sa fie manipulata de asa maniera, incat sa-si pastreze caracteristicile intre momentul prelevarii si momentul analizei. Mostrele trebuie de asemenea, sa fie identificate in mod clar si depuse in mod coerent, ceea ce sa indice momentul si locul prelevarii. In general, cu cat mai devreme este analizata o mostra dupa prelevarea sa, cu atat mai bune sunt rezultatele. Conditiile atmosferice joaca un rol important cu privire la calitatea si cantitatea apei. Calitatea si tipul precipitatiilor au impreuna un efect asupra calitatii si cantitatii apei., exact ca la topirea zapezilor, inghet , temperatura si modul in care bate vantul. Exista o puternica corelatie intre precipitatiile intense si epidemiile de boli de origine hidrica. Totdeauna, trebuie efectuata o prelevare de mostre, cand analiza riscurilor indica faptul ca sistemul este cel mai probabil supus unor conditii anormale.

Recomandare : Proiectele de prelevare ar trebui sa infatiseze prelevarea in cele mai dificile conditii pentru retea, in special, dupa o ploaie puternica, sau la momentul cresterii izvoarelor. Amabilitatea indreptata catre ceva care indulceste si catre aspectul banal, reprezinta totdeauna un pericol.

Recomandare :. Trebuie subliniate unele dificultati de care trebuie sa se tina cont, cand se concepe proiectul de prelevare, si aceasta numai fiindca unele dintre aceste puncte sunt fixe - sau cel putin ar trebui sa fie - cu cerintele regulamentului, in ceea ce priveste analizele standardizate.

Mostrele pot fi prelevate in mod manual sau neintrerupt. Una din cele doua metode poate influenta calitatea, prima datorita erorilor umane, iar a doua datorita contaminarii. Numarul de mostre necesare depinde de gradul de incredere dorit. Cu cat sunt prelevate mai multe mostre, cu atat rezultatele sunt mai reprezentative. Protocoalele de prelevare mostre difera conform substantelor. Trebuie tinut cont de problemele legate de absorbtia de pe filtru.   Mostrele pentru majoritatea metalelor trebuie sa fie acidificate pentru a facilita pastrarea in siguranta (pH < 2). In ceea ce priveste substantele volatile, nu ar trebui prelevate mostre in locurile unde exista turbulenta, deoarece amestecul va mari pierderea acestor componente in atmosfera. Starea surselor apei de suprafata poate varia in functie de suprafata, adancime, timp si debit. Trebuie tinut cont de aceste variatii pentru a se putea preleva mostre reprezentative. Pentru a fi reprezentative, mostrele trebuie sa fie prelevate din reteaua de distributie dupa ce aceasta a fost purjata. Acestea pot constitui exceptii in cazul testelor principale si a altor teste, care sunt efectuate in conditii de debit redus sau restrictionat. Pentru a evita contaminarea, trebuie ales locul pentru preluarea mostrelor bacteriologice tinand cont de aranjamentele sanitare din apropierea punctului de prelevare. Numai o mostra este rareori suficienta pentru a obtine o evaluare precisa. Evaluarile bune necesita masuratori de referinta in mod obisnuit, care vor fi fost stabilite in cursul unei perioade lungi de timp. Mostrele trebuie sa fie prelevate in containere sterilizate si care sa nu reactioneze. Dupa prelevare, mostrele trebuie racite pana la analizarea lor. Mostrele de apa tratata trebuie sa fie declorinate pentru a impiedica intreruperea biologica. Intr-un studiu, se propune folosirea de volume mai mari de mostre pentru a avea o mai buna sensibilitate si pentru a masura numerosi indicatori de fecale, pentru a imbunatati fiabilitatea testelor. Din sursele de apa bruta ar trebui sa fie prelevate mostre cat mai aproape posibil de punctul de extragere al apei, dar nu prea aproape de mal sau albie. In cazul apei de suprafata, mostrele de baza ar trebui sa fie prelevate in amontele hidrantului. In retelele de distributie, mostrele trebuie sa fie prelevate cu un robinet, care sa fie direct conectat la controlul principal, dar a carei apa nu a trecut inca de dispozitivele de stocare (daca nu, stagnarea apei ar putea constitui o sursa de interferenta). Inainte de prelevare, robinetul ar trebui sa fie purjat si el trebuie sa fie totdeauna dezinfectat, deoarece folositorul antecedent ar fi putut lasa bacterii, care nu este posibil sa fie detectate la inspectia vizuala. Pompele de mana ar trebui sa fie purjate pana cand temperatura apei se stabilizeaza, inainte de a preleva o mostra. In cele din urma, locurile din care se preleveaza ar trebui sa includa conductele de la capatul mort si ar trebui sa fie date sub forma de cooperare, autoritatilor medicale locale. Anumiti furnizori de apa, preleveaza mostre de apa mult mai frecvent decat este solicitat de regulament, pentru a intelege mai bine comportamentul retelei lor. Aceasta constituie o practica dezirabila. Dar mai presus de toate, prelevarea isi propune stabilirea de comparatii, sau la analizarea tendintelor necesita respectarea protocoalelor stricte de prelevare si analiza.

Recomandare : Cand distanta nu permite ca astfel de mostre bacteriologice sa poata fi livrate la un laborator in timpul prestabilit sau in conformitate cu conditiile garantate, Departamentul Mediului ar trebui sa determine fezabilitatea solutiilor de inlocuire pentru a face posibila efectuarea testelor microbiologice .

4. Sistemele SCADA

Municipalitatile si asociatiile din sector ar trebui poate sa incurajeze o folosire mai mare a automatizarii pentru a promova exploatarea sigura si eficace a retelelor de furnizare de apa, atat a celor mari, cat si a celor mici.

O automatizare buna face posibil ca operatorii sa se concentreze pe activitatile care lasa si solicita judecata si experimentul, si astfel sa-i elibereze de sarcinile obositoare si repetitive, care pot cauza lipsa atentiei. Automatizarea incepe cu achizitionarea datelor in timp real. In industrie, se foloseste sistemul SCADA(sistemul de achizitionare si control a datelor), care combina telemetria(transferul automat de date) cu colectarea automata a datelor si sisteme automatizate de control.

Datele provenind din diverse locuri ale retelei(pompe, valve, motoare, debitmetre, presostate, termometre si calitatea apei, alarme, contacte electrice) sunt colectate din locuri indepartate si sunt trimise la un punct de control central, de unde ele pot fi supuse unei urmariri si evaluari inainte de a se comanda schimbarile din procese. Masuratorile pot deseta alarmele, secventele verificarii automatizate, chiar a rapoartelor de conformitate fata de regulament. Egalarea proceselor poate fi efectuata pe manual sau automat, in totalitate sau partial. In sistemele imbunatatite, analiza datelor asupra tendintelor si seriei de timp poate ajuta la prevenirea potentialelor probleme, si chiar constituie fisiere inviolabile ale operatiunilor statiei.

Sistemele SCADA din cadrul domeniului desfasoara modele sofisticate ale deciziei, care poate lua si efectua deciziile pe baza probabilitatilor matematice si a istoricului datelor. Anumite sisteme pot chiar testa si diagnostica propriile lor componente si pot alerta operatorii daca trebuie instalate noi piese. La aceste sisteme, sunt necesare vizite mai putin frecvente pentru simplul control al exploatarii sau pentru reglarea echipamentului, iar sistemele pot cu usurinta sa fie integrate in modelele pe termen lung, care sunt folosite pentru a planifica intretinerea preventiva si pentru inlocuirea creditelor.

Automatizarea ofera doua mari avantaje. Pe de o parte, mareste fiabilitatea prin reducerea riscurilor erorilor umane. Suplimentar, calculatoarele pot raspunde rapid cu modificarile calitatii apei pentru a optimiza procesul de tratare - nesemnificativ pentru a atinge anumite caracteristici cruciale ale capacitatii, de genul eliminarea la maxim a turbulentei. In industria apei, exista multe posibilitati de stabilire a sistemelor imbunatatite SCADA. Aceste sisteme deschid calea pentru o calitate ridicata, la costuri rezonabile.

Fiabilitatea, detectarea si colectarea evenimenteleor indezirabile, a economiilor de scala, toate aceste avantaje, de pe urma carora pot profita retelele mici, sunt importante din punct de vedere al sanatatii publice.

Sistem de achizitioare si management al datelor

1. Managementul datelor operationale si legalitatea

Pentru proprietarul unei retele de furnizare apa, un sistem bun de monitorizare constituie ceea ce va integra datele in timp real, iar datele difera pentru a oferi o reprezentare plina de incredere a intregii retele, in spatiu si in timp. Instrumentele, protocoalele de analiza si procedurile de manipulare a datelor ar functiona toate in simbioza conform standardelor stabilite de capacitate, pentru a facilita analiza tendintelor si comparatiile inter-retele.

Documentatia lantului de posesie si imbunatatirea procedurilor de completare a datelor ar facilita responsabilizarea publicului, evaluarea furnizorului si planificarea retelei. Sinopsele asupra capacitatii retelei, sunt disponibile online, sau vor fi publicate periodic in rapoartele pentru consumatori.

2. Rapoartele pentru consumatori

Cu privire la rapoartele pentru consumatori, furnizorii de apa trebuie sa prezinte astfel de rapoarte de doua ori pe an, sub forma unui director care va insoti facturile. Furnizorii ar putea oferi informatii mai detaliate publicului pe site-urile lor de web sau in cladirile lor. Sinopsele care vor insoti factura trebuie cel putin, sa prezinte valorile minime si maxime, precum si mediile pentru coli E, Criptosporidium si Giardia din apa livrata, pentru perioada la care s-a facut referire in raport. Mai mult, aceasta sinopsa trebuie sa indice cum si unde sa se obtina informatiile ulterioare. Utilitatile publice pot sa asigure alte informatii, care nu ating in mod direct sanatatea publica (tarife, planuri, servicii).

3. Rapoartele la Departamentul de Mediu

Acele rapoarte pe care organizatia de reglementare si nevoia publica, le solicita sub forma rapoartelor de calitate, reprezinta informatie condensata asupra capacitatii totale a retelei de furnizare apa. Cu privire la calitatea apei potabile, eu sugerez ca aceste informatii sa cuprinda/inteleaga cel putin masuratorile calitatii apei livrate la clienti. Sistemele SCADA pot transforma datele brute in informatii. Intr-adevar, cantitatea datelor asupra functionarii statiei, minut de minut, este voluminoasa si este mult mai mare decat aceea care trebuie transmisa, la capatul predarii socotelilor, furnizorul de apa, care constituie organizatia care guverneaza activitatile salesau in mod direct cu publicul.

Sistemul de monitorizare trebuie sa fie echipat cel putin cu alarme, astfel incat variatiile fata de valorile infatisate de regulament sa fie imediat detectate, corectate si anuntate. Bunele sisteme de monitorizare vor porni o avertizare imediat ce un parametru important pare sa iasa din limitele operationale legale, si operatorii pot chiar sa ia masuri, care sa aiba drept scop corectarea problemei, cu mult inainte ca limita sa nu fie depasita.