Training on Online Monitoring-TR
Transkript
Training on Online Monitoring-TR
Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni ÇEVRİMİÇİ İZLEME SİSTEMLERİ İşbu belge 4 Aralık 2014 tarihli çevrimiçi izleme sistemleri hakkında eğitim için eğitim malzemesi olarak sağlanmaktadır. This publication has been produced with the financial assistance of the European Union Bu yayın Avrupa Birliği’nin mali desteğiyle hazırlanmıştır Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. Kouvas Dimitris ENVECO S.A. 2014 p.i Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. İçindekiler 1. Giriş............................................................................................................................ 1 2. Çevrimiçi izleme sistemlerinin avantajları ................................................................ 3 3. Çevrimiçi izleme sistemlerinin dezavantajları ........................................................... 4 4. Ölçülen parametreler .................................................................................................. 4 4.1. Su Miktarı ........................................................................................................... 5 4.2. Su Kalitesi ........................................................................................................... 8 4.2.1. Organik Parametreler ................................................................................. 11 5. Bir çevrimiçi izleme ağının bileşimi ........................................................................ 13 5.1. Veri kaydedici ................................................................................................... 13 5.1.1. Tanım ......................................................................................................... 13 5.2. Uzaktan ölçüm birimi ....................................................................................... 14 5.2.1. Tanım ......................................................................................................... 14 5.2.2. Bir uzaktan ölçüm biriminin temel özellikleri ........................................... 14 5.3. Güç Kaynağı ..................................................................................................... 15 5.3.1. Tanım ......................................................................................................... 15 5.3.2. Güneş paneli güç sistemleri ....................................................................... 15 5.3.3. Ana güç sistemleri (220 V) ........................................................................ 16 5.4. Yardımcı donanımlar ........................................................................................ 16 5.5. Uzak veri alma ve işleme merkezi (UVAM) .................................................... 17 5.5.1. Donanım ..................................................................................................... 17 5.5.2. Yazılım....................................................................................................... 17 6. Bir Çevrimiçi İzleme Ağı tasarlanırken temel noktalar ........................................... 17 7. SONSÖZ .................................................................................................................. 19 7.1. Değerlendirme ve Destek Ekibi ........................................................................ 19 7.2. Uluslararası eğilimler ........................................................................................ 19 p.ii Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. 1. Giriş Çevrimiçi İzleme teriminin analizi Çevrimiçi izleme, suyun kalite özelliklerinin ölçülmesini ve ölçümlerin aktarımını hedefleyen farklı bir dizi teknolojiyi birleştirmektedir. Kısaca, çevrimiçi izlemenin: Su kütlelerinin nitel veya nicel özelliklerinin sahada sürekli olarak ölçülmesi, gerçek zamanlı veya neredeyse gerçek zamanlı bir şekilde uzak veri alma ve işleme merkezine kablosuz veya kablolu bir şekilde aktarılması olduğu söylenebilir. Şekil 1: Bir çevrimiçi izleme ağının örneği Sürekli terimi kullanılarak, düzenli zaman aralıklarıyla tekrarlanan ölçümlerin gerçekleştirildiği kastedilmektedir. Genellikle iki ardışık ölçüm arsındaki aralıklar bir saatten daha az olmaktadır. Su hızı (akış) gibi bazı parametreler için ölçüm çok daha fazla geniştir ve genel olarak 10 ve 15 dakika arasında olmaktadır. p.1 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. Uzak veri alma ve işleme merkezinin mesafesi ölçme noktasından birkaç metre uzaklıktan binlerce mil uzaklığa kadar değişiklik gösterebilmektedir. Veri aktarım süreci ya kablosuz iletişim hatları, ya kablosuz olmayan iletişim hatları (GSM/GPRS, UHF, VHF, WiFi, Bluetooth, vb.) ya da (kablolu yerel ağ, karasal telefon hattı bağlantısı, doğrudan veri aktarım hatları) veya hatta bunların bir birleşimini içerebilmektedir. Genellikle ölçüm noktaları ve uzak veri alma ve işleme merkezi arasındaki mesafe birkaç kilometre veya hatta birkaç yüz kilometre uzakta olmaktadır. Bu nedenle, en yaygın veri aktarım biçimi GSM/GPRS'dir. Uzak veri alma ve işleme merkezinin içerisine verileri düzeltebilen, veri tabanında depolayabilen ve birçok durumda ölçümleri işleyebilen ve açıklayabilen bir yazılım kurulmaktadır. Şekil 2: 4 istasyondan sıcaklık ölçümlerinin haritasının çıkartıldığı ve 30 günlük bir dönem boyunca karşılaştırıldığı bir veri işleme örneği Çevrimiçi izlemenin kullanılmasına duyulan ihtiyaç Su kütlelerinin miktar ve kalite parametrelerinin sürekli ve gerçek zamanlı olarak izlenmesinin tek yöntemi olduğundan çevrimiçi izleme istasyonlarının kurulması ve kullanılması kesinlikle gereklidir. Buna ilaveten, çevrimiçi izleme vaka ve alarm tespitine olanak sağlayan tek yöntemdir. Üretilen "ürünün" tanımı/betimlemesi Çevrimiçi izleme, karar veren yetkililerin gerçek verileri temel alabilmesi için güvenilir ve doğru saha verileri sağlamaktadır. Çevrimiçi izlemenin verileri yorumlamadığının ve kararlar vermediğinin anlaşılması gerekmektedir. p.2 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. 2. Çevrimiçi izleme sistemlerinin avantajları Çevrimiçi izleme kesinlikle çok sayıda avantajlara sahiptir. Bu avantajlar aşağıdaki tabloda sunulmaktadır. Tablo 1: Çevrimiçi İzlemenin faydaları AVANTAJLAR Sürekli ölçümler YORUMLAR Su kütlesinin davranışını tanımlayan gerçek bir veritabanının oluşturulması Eş zamanlı olarak geniş veya daha küçük Gerçek - hemen hemen gerçek zamanlı alanlardaki su kütlelerinin gerçek koşulları ölçümler mevcut olmaktadır. Doğru veriler Yüksek teknoloji ürünü algılayıcılar ve sahadaki cihazlar sayesinde laboratuvar seviyesinde doğruluk. Geçerli veriler Numune taşıma yok, kirlenme yok, kullanıcı hatası yok. Vaka ve Alarm tespiti Vakalar ve alarmların tespitine olanak sağlayan tek yöntem. Sakinlerin korunması ve yasa dışı faaliyetlerin yerinin tespit edilmesi kabiliyeti sağlamaktadır. Düşük işletme maliyeti Çoğu durumda düşük maliyetli malzemeyle sadece düzenli temizlik/ayara ihtiyaç duyulmaktadır. Düşük insan kaynakları ihtiyacı En kötü durumlarda 1-2 ayda bir ziyarete ihtiyaç duyulmaktadır ve çoğu durumda 4 ayda bir ziyarete ihtiyaç duyulmaktadır. Minimum altyapı gereklilikleri Binaya, karasal hatlı elektriğe ihtiyaç yoktur. Hızlı kurulum Çoğu durumda, sistem başına bir gün veya daha az bir zaman gerekmektedir. Çoklu erişim sağlayan sistemler Farklı kullanıcılar yöneticiye bağlı olarak veriler veya verilerin bir kısmını alabilmektedir. İşleme araçlarının yorumlanması Veriler analiz yazılımına ve matematiksel modellere kolaylıkla tanıtılabilmektedir. Verilerin kullanılabilirliği Masaüstü bilgisayar, tablet hatta akıllı telefon kullanılarak internet aracılığıyla her yerden verilere erişim. telefonlara p.3 veya Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. 3. Çevrimiçi izleme sistemlerinin dezavantajları Çevrimiçi izlemenin bazı dezavantajlara sahip olması da beklenmektedir. avantajlar aşağıdaki tabloda sunulmaktadır. Bu Tablo 2: Çevrimiçi İzlemenin dezavantajları DEZAVANTAJLAR YORUMLAR Yatırım maliyeti Bu sistemlerin ilk satın alma maliyeti yüksektir. Eğitimli personel gerekmektedir Sistemlerin kurulumu, bakımı ve ayarı için Ölçülen parametrelerin yeterliliği Mikroplar, bakteriler, küçük organizmalar, iz elementler ve tuzların çoğu ölçülememektedir. 4. Ölçülen parametreler Aşağıdaki şekilde, çevrimiçi izlenemeyen parametrelerin temel sınıflarında kısa gruplandırması görülmektedir. Şekil 3: Çevrimiçi izlenebilecek olan temel parametre sınıfları p.4 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. Yukarıdaki parametrelerin çevrimiçi izlenmesi amacıyla uygulanabilecek olan birtakım yöntemler mevcuttur. Ölçülen parametre başına kullanılabilir olan tüm yöntemler aşağıdaki kısımda incelenecektir. Yukarıdaki Şekil 3'te gösterildiği gibi, çevrimiçi izlenebilecek olan nicelik parametreleri su seviyesi ve akıştır. Aşağıdaki tabloda, bu parametreler için kullanılabilir yöntemler sunulmaktadır. 4.1. Su Miktarı Tablo 3: Su miktarı parametrelerinin çevrimiçi izlenmesi için yöntemler YÖNTEM SINIF Döner algılayıcı Basınç ölçer Yüksek frekanslı titreşim SU SEVİYESİ RADAR Rüzgarlık Mekanik/pervane Dalgıç türü çoğaltıcı AKIŞ Yüzey türü çoğaltıcı Lazer Su seviyesinin ölçülmesi için kullanılan algılayıcılar aşağıdaki tabloda sunulmaktadır. Her algılayıcı türü için birçok bilgi verilmektedir. Tablo 4: Su seviyesi ölçümleri için algılayıcı türleri ALGILAYICI TÜRÜ Döner algılayıcı SATIN ALMA MALİYETİ Orta İŞLETME MALİYETİ Düşük DOĞRULUK Orta ÖNERİLEN UYGULAMA ÇALIŞMA PRENSİBİ Kuyular Bir yüzdürücü, suyun seviyesine göre yukarıya ve aşağıya doğru hareket etmektedir, bir gerilim ölçeri döndürmektedir. Üretilen sinyal su seviyesine ilişkindir. p.5 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. ALGILAYICI TÜRÜ Basınçsal elektrik Yüksek frekanslı titreşim Radar Rüzgarlık SATIN ALMA MALİYETİ Düşük Orta Yüksek Orta İŞLETME MALİYETİ Düşük Düşük Düşük Orta DOĞRULUK ÖNERİLEN UYGULAMA İyi Sondaj kuyuları, yüzey suları İyi Yüksek Orta ÇALIŞMA PRENSİBİ Hidrostatik basınç, su seviyesiyle orantılı olan elektrik sinyaline dönüştürülmektedir. Yüzey suları Çoğaltıcı etkisine bağlı Algılayıcı yüksek frekanslı bir dalga yaymaktadır ve geri dönüş süresini ölçmektedir. Geri dönüş süresi su seviyesiyle orantılıdır. Yüzey suları Çoğaltıcı etkisine bağlı Algılayıcı elektromanyetik bir dalga yaymaktadır ve geri dönüş süresini ölçmektedir. Geri dönüş süresi su seviyesiyle orantılıdır. Göller Sistem havayı su içerisine daldırılmış olan bir boru içerisinde sıkıştırmaktadır. Hidrostatik basınç boru içerisindeki basınca eşit hale geldiğinde, hava serbest bırakılmaktadır. Bu basınç değeri su seviyesiyle orantılıdır. p.6 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. Tablo 5: Su akış ölçümleri için algılayıcı türleri ALGILAYICI TÜRÜ Mekanik/pervane Dalgıç türü çoğaltıcı Yüzey türü çoğaltıcı Lazer SATIN ALMA MALİYETİ Orta Yüksek Orta Yüksek İŞLETME MALİYETİ Yüksek Düşük Düşük Düşük DOĞRULUK ÖNERİLEN UYGULAMA ÇALIŞMA PRENSİBİ Düşük Asıltı malzemelerin olmadığı yüzey suyu Pervane akan su tarafından döndürülmektedir. Dönüş hızı su akışıyla orantılıdır. Yüksek Orta Yüksek Herhangi bir akan su türü Çoğaltıcı etkisi. Sistem, su akıntısı boyunca bir dalga yaymaktadır. Geriye dönen dalganın frekansın yönü değişmektedir. Değişim su akışıyla orantılıdır. Sistem su boşaltımını yüksek doğrulukla doğrudan hesaplayabilmektedir. Yüzey suları Çoğaltıcı etkisi. Sistem, su yüzeyine bir dalga yaymaktadır. Geriye dönen dalganın frekansın yönü değişmektedir. Değişim su akışıyla orantılıdır. Sistem sadece yüzey hızını ölçmektedir. Bulanıklığı yüksek olan yüzey suları Çoğaltıcı etkisi. Sistem su yüzeyine belirli bir derinliğe nüfuz eden bir dalga yaymaktadır. Geriye dönen dalganın frekansın yönü değişmektedir. Değişim su akışıyla orantılıdır. Sistem, akışı dere boyunca farklı noktalarda ve farklı derinliklerde ölçmektedir. Boşalma oranını p.7 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. ALGILAYICI TÜRÜ SATIN ALMA MALİYETİ İŞLETME MALİYETİ DOĞRULUK ÖNERİLEN UYGULAMA ÇALIŞMA PRENSİBİ hesaplayabilmektedir. 4.2. Su Kalitesi Su kalitesi parametrelerinin ölçümü hem herhangi bir su kütlesi türüne hem de su arıtma işlemlerinde uygulanabilmektedir. Bu aşağıdaki şekilde şematik olarak sunulmaktadır. Şekil 4: Çevrimiçi izleme ölçümlerinin yapılabildiği haller Fizyokimyasal ölçümler için kullanılan algılayıcılara ilaveten bu algılayıcılarla ilgili bilgiler aşağıdaki tabloda sunulmaktadır. Tablo 6: Fizyokimyasal parametrelerin ölçülmesi için algılayıcı türleri ALGILAYICI TÜRÜ SATIN ALMA MALİYETİ İŞLETME MALİYETİ DOĞRULUK pH algılayıcısı Orta Orta İyi ÖNERİLEN UYGULAMA ÇALIŞMA PRENSİBİ Herhangi bir su türü Suyun pH'ı suyun iyonlaşmasıyla ilgili Uygulamanın olarak asitlik veya p.8 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. ALGILAYICI TÜRÜ SATIN ALMA MALİYETİ İŞLETME MALİYETİ DOĞRULUK ÖNERİLEN UYGULAMA türüne (yüzey suyu, yeraltı suyu, tuzlu su, vb.) bağlı olarak faklı elektrot türleri mevcuttur. Oksitlenme Azaltma Potansiyeli (OAP) İletkenlik Orta Orta Orta Orta İyi İyi ÇALIŞMA PRENSİBİ alkalilik derecesidir. pH ölçümü, bilinmeyen [H+]'lı çözeltilerin potansiyelinin bilinen bir referans potansiyel ile karşılaştırılmasını içermektedir. pH algılayıcısı bir referans yarım hücre ve bir algılayıcı yarım hücre arasındaki voltaj oranını pH değerlerine dönüştürmektedir. OAP, oksitlenme Herhangi bir su türü azaltma potansiyelini simgelemektedir, bir Uygulamanın türüne (yüzey suyu, kimyasal maddenin yeraltı suyu, tuzlu başka bir kimyasal su, vb.) bağlı olarak maddeyi oksitlendirme faklı elektrot türleri veya indirgeme eğiliminin milivolt mevcuttur. olarak bir ölçümüdür. İletkenlik, bir eriyiğin elektrik akımını iletme kabiliyetidir. Aletlerin iletkenliği ölçme prensibi basittir. İki levha (hücre) Herhangi bir su türü numunenin içerisine yerleştirilmektedir, Uygulamanın daha sonra levhalar türüyle (yüzey boyunca bir potansiyel suyu, yeraltı suyu, uygulanmaktadır ve tuzlu su, vb.) akım ölçülmektedir. orantılı olarak faklı Genel olarak, potansiyel elektrot türleri bir sinüs dalgası mevcuttur. biçiminde olmaktadır. İletkenlik, Ohm yasasına göre voltaj ve akım değerlerinden tespit edilmektedir: p.9 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. ALGILAYICI TÜRÜ SATIN ALMA MALİYETİ İŞLETME MALİYETİ DOĞRULUK ÖNERİLEN UYGULAMA ÇALIŞMA PRENSİBİ G = 1/R = I (amper)/E (volt) Eriyiğin iyonları üzerindeki yük elektrik akımının iletilmesini kolaylaştırdığından, bir eriyiğin iletkenliği iyon yoğunluğuyla orantılı olmaktadır. Optik Olarak Çözündürülmüş Oksijen Elektrolitle çözündürülmüş oksijen Bulanıklık Sıcaklık Yüksek Düşük Yüksek Algılayıcı suya ışık yaymaktadır. Oksijen molekülleri ışığı Herhangi bir su türü soğurmaktadır. Soğurulan ışık DO2 yoğunluğuyla orantılı olmaktadır. Herhangi bir akan su Orta Yüksek Düşük Orta Orta Düşük Orta Orta Yüksek Polarografik yöntem Elektrot, DO2 Yöntem eski yoğunluğuyla orantılı teknolojidir ve elektrik akımı hemen hemen hiç üretmektedir. kullanılmamaktadır. Bulanıklık, saçılmış ışık sayesinde ölçülmektedir. Herhangi bir su türü Algılayıcı suya ışık Dikkat: Algılayıcı yaymaktadır. Işık, su içerisindeki tanecikler otomatik bir temizlik sistemine sayesinde saçılmaktadır. Asıltı ihtiyaç taneciklerin sayısı duymaktadır. saçılmış ışığın yoğunluğuna tekabül etmektedir. Herhangi bir su türü PT100, PT1000, Isı pili, Isıl direnç gibi birçok farklı türü mevcuttur. Alıcıların elektrik davranışları sıcaklığa göre değişmektedir. p.10 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. ALGILAYICI TÜRÜ Toplam asıltı katılar (TAK) Toplam Çözünmüş Gazlar (TÇG) SATIN ALMA MALİYETİ Yüksek Yüksek İŞLETME MALİYETİ ÖNERİLEN UYGULAMA DOĞRULUK Orta Orta ÇALIŞMA PRENSİBİ Yüksek Herhangi bir su türü Algılayıcı suya ışık Dikkat: Algılayıcı yaymaktadır ve toplanan ışığı otomatik bir temizlik sistemine ölçmektedir. Soğurulan veya saçılan ışık TAK ihtiyaç ile orantılıdır. duymaktadır. Yüksek Basınçsal elektrik. Gaz, bir zarın içerisinden bir odaya geçmektedir. Herhangi bir su türü Odanın içerisindeki basınç, gazın yoğunluğuyla orantılı olmaktadır. İletkenlik ölçüm değerlerinden hesaplanmaktadır. Tuzluluk 4.2.1. Organik Parametreler PARAMETRE BOD Kabin sistemleri SATIN ALMA MALİYETİ Çok yüksek İŞLETME MALİYETİ Yüksek DOĞRULUK Yüksek ÖNERİLEN UYGULAMA Tatlı sular ÇALIŞMA PRENSİBİ Sistem her 5 dakikada bir numune almaktadır ve DO2 azalmasını ppm olarak ölçmektedir. Yöntem, laboratuvar yönteminin aynısıdır. COD Kabin sistemleri Çok yüksek Yüksek Yüksek Tatlı sular Isı ölçüm yöntemi Sistem numune almakta, derlemekte, ısıölçer için hazırlamak amacıyla miyarlar koymaktadır. Son olarak, soğurmayı belirli bir dalga boyunca ölçmektedir. p.11 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. PARAMETRE SATIN ALMA MALİYETİ İŞLETME MALİYETİ DOĞRULUK ÖNERİLEN UYGULAMA ÇALIŞMA PRENSİBİ Yöntem, laboratuvar yönteminin (Yanma) aynısıdır. TOD Kabin sistemleri Çok yüksek Yüksek Yüksek Tatlı sular - Kızılötesi Yöntemi, Persülfat - Morötesi Oksitlendirme Yöntemi, Islak - Oksitlendirme Yöntemi BODeq Spektrometrik CODeq Spektrometrik TODeq Spektrometrik Orta Orta Düşük Düşük Orta Orta Herhangi bir su türü Sistem 300 ila 900 nm veya daha geniş bir alanda tam tayf almaktadır. Farklı dalga boylarında soğurulmayı ölçmektedir ve BOD eşdeğerinin hesaplanması amacıyla özel algoritmalar kullanmaktadır. Herhangi bir su türü Sistem 300 ila 900 nm veya daha geniş bir alanda tam tayf almaktadır. Farklı dalga boylarında soğurulmayı ölçmektedir ve COD eşdeğerinin hesaplanması amacıyla özel algoritmalar kullanmaktadır. Herhangi bir su türü Sistem 300 ila 900 nm veya daha geniş bir alanda tam tayf almaktadır. Farklı dalga boylarında soğurulmayı ölçmektedir ve COD Orta Düşük Orta p.12 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. PARAMETRE SATIN ALMA MALİYETİ İŞLETME MALİYETİ DOĞRULUK ÖNERİLEN UYGULAMA ÇALIŞMA PRENSİBİ eşdeğerinin hesaplanması amacıyla özel algoritmalar kullanmaktadır. 5. Bir çevrimiçi izleme ağının bileşimi Aşağıdaki tabloda, çevrimiçi bir izleme ağının bileşenleri sunulmaktadır. Tablo 7: Bir çevrimiçi izleme ağının bileşenleri BİLEŞENLER YORUMLAR Algılayıcılar Ölçülen parametreler tarafından üretilen sinyalin mekanik birimlerden tanınabilen biçime "dönüştürülmesi" için gereklidir. Veri kaydedici Ölçümlerin yerinde geçici olarak depolanması için gereklidir. Algılayıcı ve uzaktan ölçüm birimi arasına bağlanmaktadır. Uzaktan ölçüm birimi Verilerin gerçek zamanlı aktarımı UVAM'da depolanması için gereklidir. Güç Kaynağı İstasyonun çeşitli aksamlarına uygun enerjinin tedarik edilmesi için gereklidir. Yardımcı donanımlar İstasyon desteğinden numune kullanma/işleme donanımlarına kadar değişiklik gösterebilmektedir. ve 5.1. Veri kaydedici 5.1.1. Tanım Çoğu istasyonda, veri kaydedicisi istasyonun "beynidir" ve operatör ve alıcılar arasındaki fiziki arayüzdür. p.13 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. Bu birim aşağıdakilerden sorumludur: Çeşitli algılayıcıların verilerinin toplanması, Geçiş için verilerin hazırlanması, Ölçümlerin geçici olarak depolanması, Algılayıcılara ve istasyonun diğer birimlerine güç beslemesi, Gerçek zamanlı ölçümlerin yerel olarak sunulması, Alarmlar ve uyarıların işlenmesi ve yönetilmesi Veri kaydedicinin çalışması aşağıdaki şekilde şematik olarak gösterilmektedir. Şekil 5: Veri kaydedicinin çalışmasının şematik sunumu 5.2. Uzaktan ölçüm birimi 5.2.1. Tanım Uzaktan ölçüm birimi, kaydediciyi veri toplama sayacı ile birbirine bağlayan birimdir. Bu birim sayesinde operatör veri merkezini sahada fiziki sunum olmaksızın idare edebilmektedir. En modern veri kaydedicisi uzaktan ölçüm birimi ile birleştirilmiştir. 5.2.2. Bir uzaktan ölçüm biriminin temel özellikleri Bir uzaktan ölçüm birimini karakterize eden temel şartnameler şunlardır: Desteklenen uzaktan ölçüm cihazının türü. Aslında, herhangi bir uzaktan ölçüm cihazı bir çevrimiçi izleme istasyonuna uygun olmaktadır. En yaygın olanları aşağıda sunulmaktadır: p.14 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. - GSM / GPRS - Kablolu telefon hatları - WiFi - UHF - VHF - Uydu - Kablolu Ethernet - Doğrudan RS-485 hatları Güç tüketimi. Mümkün olan en düşük seviyede olması gerekmektedir. İstasyona güç beslemesi sağlayan birimin kötü güç koşuları boyunca "canlı" kalması gerekmektedir. Modern uzaktan ölçüm birimlerinin hemen hemen tamamının tüketimi mA alanındadır. Yedek enerji. Kasa. Birimi mümkün olan en iyi yöntemle koruması gerekmektedir. İyi bir tasarım uygulamasında bir metal kasa ve IP 66 üstü iyi bir koruma sınıfı seçilecektir. Kaydediciye fiziki bağlantı. Kullanıcının bağlantıların yerini bulabilmesi gerekmektedir ve basit hareketlerle servis veya benzeri bir işlem için kaydedicinin fişini birimden çekebilmesi gerekmektedir. Bakım. Modern uzaktan ölçüm birimlerinin çoğu çok düşük bakım gerektirmektedir. 5.3. Güç Kaynağı 5.3.1. Tanım Güç beslemesinin türü temel olarak ölçüm donanımının türüne bağlı olmaktadır. Genel olarak, çoğu sistemin sahada kurulması nedeniyle, tercih edilebilir güç kaynağı güneş panelleri olmaktadır. Bununla birlikte, istasyonun bir kabin türü analiz cihazı içermesi halinde, istasyonun kendisinin, numune pompalama sisteminin ve kabin içerisindeki klima sisteminin yüksek güç tüketimi nedeniyle güneş panellerinin kullanılması hemen hemen imkansız olmaktadır. 5.3.2. Güneş paneli güç sistemleri Tipik bir sistem aşağıdakilerden oluşmaktadır: Bir veya daha fazla güneş paneli. Işık enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmektedirler. Ebat ve sayı istasyonun güç tüketimine kurulum alanına p.15 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. ve iletişim hızına bağlı olmaktadır. Normal olarak, güneş panelleri 10 ve 80 W arasında kullanılmaktadır. Regülatör. Bu birim akümülatörleri şarj etmektedir, aşırı şarjdan ve tamamen boşalmadan korumaktadır ve istasyonun tamamına güç beslemesi sağlamaktadır. Akümülatör. Güneş panelleri tarafından üretilen enerjiyi depolamaktadır ve hiç güneş ışığı olmadığında istasyona vermektedir. Normal olarak, akümülatörün depolama kapasitesi, AH olarak, güneş panelinin gücünün iki katıdır fakat bu yine tüketim ve kurulum yerine bağlı olmaktadır. 5.3.3. Ana güç sistemleri (220 V) Çoğu durumda, gücün kurulum yerine aktarılması çok zor veya imkansız olmaktadır. Bununla birlikte, istasyonun yüksek tüketimli birimler veya sistemler içermesi halinde, 220 V tek çözüm olmaktadır. Tipik bir sistem aşağıdakilerden oluşmaktadır: Trafo ve güç dengeleyicisi. Sistemlerin ve algılayıcıların çoğu yüksek tüketime sahip olsalar dahi düşük doğru akım gücünde çalıştırılmaktadır. Geri enerji. Özellikle saha kurulumlarında, güç dalgalanmalarını sönümlendirecek olan bir kesintisiz güç kaynağı türünün kurulması çok yaygındır. 5.4. Yardımcı donanımlar Eksiksiz bir istasyonun uygulanması için çeşitli birimler ve malzemeye ihtiyaç duyulmaktadır. Normal olarak, ger bir kurulum yeri farklı koşullara sahip olmaktadır. Dolayısıyla, her bir kurulumun aşağıdakiler gibi farklı yardımcı donanımlara ihtiyaç duyması çok muhtemeldir. Elektronik cihazların ve güneş panellerinin desteklenmesi için direkler, Algılayıcılar için akış hücreleri ve filtreleme boruları, Donanımlar için kabin, Sistem yüzer sistemse şamandıralar, Kablosuz iletişim halinde tekrarlayıcılar, Numune için filtreleme ve ön işleme tutma sistemleri, Numune pompaları, Algılayıcılar için temizlik sistemleri, Tesisatın korunması için parmaklıklar. p.16 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. Yukarıdaki liste, bir istasyonun uygulanması için ihtiyaç duyulabilecek olan malzeme için bir örnektir. 5.5. Uzak veri alma ve işleme merkezi (UVAM) İstasyonlardan tüm veriler UVAM'a iletilmektedir. Prosedürlerin e programlanın hemen hemen tamamı UVAM'dan gerçekleştirilmektedir. Çoğu durumda, bir UVAM'da verileri toplayan sunucu ve uygun yazılım dışında herhangi bir donanım yoktur. 5.5.1. Donanım Her durumda ihtiyaç duyulan kesinlikle gerekli donanımlar şunlardır: Depolama ve uygun donanımların barındırılması için sunucu, Veri yedekleme sistemi, Veri sunum ortamı (ekran, vb.), Internet bağlantı donanımı, Kablosuz iletişim halinde alıcı-vericiler. 5.5.2. Yazılım Farklı yazılım türleri mevcuttur. Bazı yazılımlar istasyonlarla birlikte gelmektedir ve bazıları bağımsızdır ve üçüncü şahıslardan gelmektedir. Genel olarak, çevrimiçi izleme ağlarıyla ilgili aşağıdaki yazılım seviyeleri/sınıfları tanımlanabilmektedir: İletişim seviyesi, Veri gözlem ve sunum seviyesi, İstatistiksel analiz seviyesi, Veri doğrulama seviyesi, Veri işleme seviyesi, 6. Bir Çevrimiçi İzleme Ağı tasarlanırken temel noktalar Aşağıdaki tabloda bahsedilen hususların bir çevrimiçi izleme ağı tasarlanırken ciddi bir şekilde dikkate alınması gerekmektedir. Tablo 8: Bir çevrimiçi izleme ağının tasarım aşaması boyunca önemli noktalar. ÖNEMLİ NOKTALAR YORUMLAR p.17 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. ÖNEMLİ NOKTALAR YORUMLAR Bütçe Proje için kullanılabilir bütçenin açık olması gerekmektedir. Kurulum noktaları Sorumlu takımın, sbelirli bir alandaki basınçların analizine göre sistemin kurulması gereken noktaları tanımlaması gerekmektedir. Kurulum yerlerinin uygunluğu Sistemlerin güvenli olması ve iyice desteklenmesi gerekmektedir. En uygun yerlerin seçilmesi gerekmektedir. Parametre izleme gereklilikleri Parametrelerin tamamı ölçülememektedir. İzlenecek olan parametrelerin izlenebilenlerle karşılaştırılmaları amacıyla bilinmesi gerekmektedir. Güç Kaynağı Elektrik ihtiyacı yakınsa ana güç sisteminden, değilse güneş panellerinden karşılanabilmektedir. Gereken doğruluk Kabul edilebilir doğruluk sınırlarının tanımlanması ve bilinmesi gerekmektedir. Gereken veri aktarım sıklığı Bu, iletişim yöntemini ve donanımların tasarımını etkilemektedir. İletişim Her bir istasyon için en güvenilir iletişim yönteminin araştırılması gerekmektedir ve buna paralel olarak maliyet dengelenmelidir. İnsan kaynakları Bakım ve ayar hedefleri için insan kaynaklarının kullanılabilirliğine bakınız. Konumlandırma Alan için vandalizm tehlikesinin ne kadar olduğuyla ilgili olarak bilgilerin toplanması gerekmektedir. Genel bir kural olarak, istasyonların mümkün olan en küçük boyutlarda tasarlanması ve bir güneş paneliyle donatılması gerekmektedir. Kurulum yöntemi Destek yönteminin, alıcıların kurulum yönteminin (dalgıç, akış hücreleri, vb.), elektronik birimlerin korunmasının dikkatli bir şekilde tanımlanması son derece önem arz etmektedir. Genişletilebilirlik İstasyonun gelecekte genişletilmesi için gerekli olan parametreler. Genel bir kural olarak, istasyonun daha fazla algılayıcı kabul edebilmesi gerekmektedir. p.18 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. ÖNEMLİ NOKTALAR YORUMLAR Hafızayla ilgili özerklik Sistemlerin yerel hafızasının uzaktan ölçüm cihazının arızalanması halinde ölçümleri depolayabilmesi gerekmektedir. Güç beslemesiyle ilgili özerklik İstasyonun bir güç kesintisi halinde, yedek enerji (bataryalar veya başka bir yöntem) kullanarak çalışabilmesi gerekmektedir. Temizlik Algılayıcıların temizlenmesi için otomatik yöntemlerin uygulanmaya çalışılması gerekmektedir. 7. SONSÖZ 7.1. Değerlendirme ve Destek Ekibi Bu modern sistemlerin tamamı otomatiktir, uzaktan ölçüm yapabilmektedir ve karar vericiler için çok yararlıdır. Bununla birlikte, uygun destek takımı olmaksızın, hedeflerine ulaşamazlar. Çevrimiçi izleme sistemler otomatiktir ancak özerk değildir. Nihai karar ve nihai değerlendirme bilimadamlarına aittir. Bu gibi ağların başarılı olması amacıyla, aşağıdaki insan kaynaklarına ihtiyaç duyulmaktadır: Ağın tasarlanması ve konumlandırılması için bilimsel ekip, Verilerin değerlendirilmesi ve işlenmesi için bilimsel ekip, Çalışmanın (bakım, ayar, hizmet) desteklenmesi için mühendislik/teknik ekip, 7.2. Uluslararası eğilimler Dünya genelinde her gün gittikçe daha fazla çevrimiçi izleme sistemleri kurulmaktadır. Bu ağlara dahil olan sanayi sektörleri son on yıl boyunca çarpıcı bir biçimde artmıştır. Son yıllarda sanayi aşağıdaki noktalara yoğunlaşmıştır: Daha fazla parametre için algılayıcıların üretilmesi, Maliyetin azaltılması, Daha az bakım ve ayar talepler ile daha güvenilir sistemler, Daha hızlı ve daha ucuz iletişim. p.19 Su Kalitesi İzleme Konusunda Kapasite Geliştirme Projesi Teknik Yardım Bileşeni Çevrimiçi İzleme Sistemleri Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. The contents of this publication are the sole responsibility of ENVECO S.A. and can in no way be taken to reflect the views of the European Union Yayının içeriğinden yalnız ENVECO S.A. Konsorsiyumu sorumlu olup, hiçbir şekilde Avrupa Birliği’nin görüşlerini yansıtmamaktadır.