М А Г И С Т Е Р С К И Т Р У Д

Transcript

1 _ УНИВЕРЗИТЕТ СВ. КЛИМЕНТ ОХРИДСКИ - БИТОЛА ТЕХНИЧКИ ФАКУЛТЕТ - БИТОЛА МАШИНСКИ ОТСЕК АКАДЕМСКИ СТУДИИ ОД ВТОР ЦИКЛУС ЕНЕРГЕТСКО МАШИНСТВО М А Г И С Т Е Р С К И Т Р У Д СОФТВЕРСКИ ХИДРАУЛИЧНИ ПРЕСМЕТКИ ЗА ВОДОСНАБДИТЕЛНИ СИСТЕМИ Кандидат: Златко Шиниковски дипл. маш. инж. Ментор: Проф. Д-р. Сотир Пановски Битола, Септември

2 _ С О Д Р Ж И Н А: стр. 1. ВОВЕД ВО СОФТВЕРСКИОТ (АПЛИКАТИВЕН) СИСТЕМ Историски развој и примената на компјутерите во хидротехниката ВОДОВОДНИ СИСТЕМИ Водоводи и проектирање со помош на компјутерски софтвери Пресметка на вообичаениот проток во водоводните системи Карактеристични состојби на водоводните системи Пропусна моќ на цевководот Поставување на задачата Пресметка на стационарно струење Примена на информационите системи во водоснабдувањето МОДЕЛИРАЊЕ НА ЦЕВКОВОДНИ МРЕЖИ Опис на софтверскиот програм Water CAD Главно мени Mени на алатки за цртање Екран Моделирање (цртање) на водоводната мрежа Пресметка на водоводна мрежа Мени на алатки за пресметка на водоводната мрежа ПОВРЗУВАЊЕ НА МОДЕЛОТ СО БАЗА НА ПОДАТОЦИ Поврзување на резервоарот со база на податоци Поврзување на јазлите со база на податоци Поврзување на цевките со база на податоци ЗАКЛУЧОК КОРИСТЕНА ЛИТЕРАТУРА

3 _ 1. ВОВЕД ВО СОФТВЕРСКИОТ (АПЛИКАТИВЕН) СИСТЕМ Денес со развојот на компјутерската технологија, а паралелно со неа и на информатиката и софтверските апликации и пакети, тие стануваат интегрален дел од инженерската практика. Треба да ја издвоиме посебно примената на компјутерите во индустриските информациони системи и во развојот на системи за обработка на информации и податоци. Денес постојат екстремно големи информациони системи, но исто така можеме да заклучиме дека без оглед на големината на системите постојат сличности помеѓу нив. Развојот на информационите системи денес е израснат во голема индустриска гранка. Од една страна, инвестициите рапидно растат, додека од друга страна системите стануваат се поголеми и покомплексни. За да се развие еден голем и комплексен информационен систем не може да биде задача само на едно или две лица. Тоа е тимска работа на развојниот тим и успехот во развојот на системите зависи од ефикасноста на меѓучовечка комуникација. Според тоа најкритичен проблем во развојот на информационите системи е проблемот на комуникацијата. Но денеска во ерата на интернет комуникацијата мислам и тој проблем е минимизиран. Информационите системи ги подржуваат потребите за информации преку ефикасно користење на софтверот и компјутерите. Трите главни системи кои мора да бидат разгледани се: 1. Компјутерско - комуникациски систем; 2. Софтверскиот апликативен систем и 3. Човечката организација која се служи со другите два системи. Информациониот систем ги обединува компјутерските компоненти, апликативниот софтвер и човечките - организациски ресурси. Сознанието од неминовноста на примена на компјутерите и компјутерските софтверски апликации во различни делови од производниот процес денес изнудува потреба од стручен и обучен кадар за нивно користење и унапредување во областа со која се занимаваат. Двете барања се во непосредна врска со суштинските реформи во образовниот систем и начините на образување на новите кадри. 2

4 _ 1.1. Историски развој и примената на компјутерите во хидротехниката Примената на компјутерите во хидрауличните пресметки се базираат на програмски софтвери наменети за решавање на одредени типови проблеми во конкретна област од хидротехниката. Реализацијата започнува со следните активности: - Развој и одржување на одреден програмски софтвер; - Примена на програмскиот софтвер. Во првите фази на примената на компјутерите оваа поделба не постоела туку по правило иста група или поединец учествувале во двете активности. Покасно со поголемата примена компјутерите, тоа повеќе и не било возможно и било непрактично, така денес се воочува раздвоеноста на овие две групи на стручњаци. Денес со проблематиката на развој и тестирање на општите програми се занимаваат специјализирани организации, а квалификуваните корисници нив ги користат и ги надополнуваат истите програми со повратна спрега, односно воочување на специфичните проблеми при практична примена на програмските софтвери, а сето тоа со заедничка акција на корисниците и стручњаците за развој на програмот. На сл.1 преставен е шематски приказ на развојните фази и примената на компјутерските програмски софтвери. Ќе се анализираат двете основни фази: развој и примена. Потполно е сигурно да иднината на примената на математичките модели во хидротехничките проекти мора да биде базирана на строга интеракција со мерењата и базите на податоци. Така да, потребно е да се создаде една практика при инвестирање во водоводниот систем инвеститорот да е обврзан да изврши мерење на постојниот систем при динамички услови (Wallinford Procedure). Во фазата на развој се започнува од основните теоретски поставки од механиката на флуидите од кои се формулира математички модел. Нумеричкиот модел дефинира решавање на основните равенки и на крај се прави програмски пакет. Во оваа фаза неопходно е да програмот се верификува и тестира врз основа на резултати од лабараториски испитувања. 3

5 _ Во фазата на примена на моделот се изведува калибрирање на параметрите на моделот кои мора да бидат базирани на податоци добиени при мерење на реални системи или проверени физички модели. Верификацијата на моделот потребно е да се изведува со проверени податоци кои не се користени во фазата на калибрација така би се избегнал погрешен заклучок во врска со исправноста на моделот. Дури после сите овие извршени работи можи да се пристапи кон примена на моделот за други услови и геометрии на системот. Значајна фаза е и обуката на корисникот на програмот за тој да може квалификувано да го користи и критички да ги анализира добиените резултати при пресметката. Корисникот мора да биде спремен да резултатите од пресметката паметно ги вклопи во проектите и да допринеси за збогатување на можностите и примената на компјутерските програми со соработка со стручњаците кои го развиле програмот. Во пракса скоро редовно се јавуваат случаи кои не се во потполна корелација со предвидениот модел. Само оние корисници на програмот кои своите решенија ги проверуваат на објектите во пракса со полн авторитет можат застанат зад резултатите добиени со пресметката. 4

6 _ Сл.1.1 Фази во развојот и примената на инженерскиот софтвер 5

7 _ 2. ВОДОВОДНИ СИСТЕМИ 2.1. Водоводи и проектирање со помош на компјутерски софтвери Современите водоводи соочени се со проблематиката на моделирање на дистрибуција на вода. Исто така постојат и многу фирми и претпријатија кај кои основна задача и цел им е моделирање на нова и одржувањето на постојната дистрибутивна мрежа за водоснабдување. Имено во водоводните претпријатија секојдневно се јавува потреба за надополнување и надградба на дистрибутивната мрежа за вода, исто така и потреба од одржување на истата, а причина за ова е секако зголемувањето на бројот на потрошувачи и корисници на вода. Според тоа примената на софтверски апликации значително би ја олеснил работата на инженерите при проектирање и одржување на водоводниот системи. Претпријатијата, односно инженерите се соочуваат со потреба од извршување на хидраулични анализи на постоечки водоводниот системи и нивна проекција при зголемување на потрошувачката на вода. Исто така има потреба и од хидраулични анализа на системот при различни барања и физички услови, вклучувајќи ги тука и итните случаи, потоа потребата од контрола на притисокот и протокот со користење на флексибилни конфигурации на вентили, потребата од контрола на цевките, вентилите и положбата на пумпите врз основа на промената на притисокот во системот. Од битно значење е и анализата и следењето на квалитетот на водата во водоводните системи, а сето ова е законска основа и обврска на секое претпријатие кое стопанисува со овие системи кои дистрибуираат вода за пиење. На пример има потреба од следење на порастот или намалување на супстанциите (како хлор) при нивното движење низ дистрибутивната мрежа, потоа потреба од идентификација на потеклото и правецот на изворите на евентуално загадување и одредувањето на староста на водата во системот. 6

8 _ Исто така соочени со проблемите на брзата урбанизација, порастот на специфичната потрошувачка на вода, прогресивното загадување на природните извори, заострување на критериумите за заштита на околината и брзиот пораст на цената на материјалите и услугите. Од еден водоводниот систем се побарува: - Сигурно снабдување со вода на сите потрошувачи; - Подобра искористеност на производните капацитети; - Намалување на загубите во системот; - Етапен развој на водоводниот систем во склад со развитокот на градот и стопанството; - Брзо, ефикасно и рационално планирање, проектирање и управување со работата на водоводот. Поставените барања невозможно е да се исполнат ако не се модернизира начинот на работа во водоводот што подразбира помеѓу останатото и воведување и изведба на експерт системи (засновани врз база на методот на вештачка интелегенција) кои треба да го заменат персоналот во контролно - командните центри. Покрај зголемената погонска сигурност со снабдувањето на вода поради примената на компјутерите и апликативните софтвери во проектирањето и управувањето, се очекува и значајна заштеда во инвестиционите и погонските трошоци. Според некои искуства трошоците за електрична енергија, која представува најголема ставка во погонските трошоци, може да се намали за околу 10%. Големите инвестициони вложувања можат да се спроведат постепено, со одложување и до 15 години, доколку се спроведи ефикасна борба против загубите на вода. Компјутерите и софтверските апликации во прво време биле користени за хидрауличните пресметки на водоводниот систем, ослободувајќи ги проектантите од долга и тешка пресметка. Потоа се испитувало однесувањето на водоводниот систем со симулација со помош на математички средства. Развиени се модели за анализа на струењето во водоводот (т.н. хидрауличен модел), промената на квалитетот на вода и водата во самиот водовод (модели за квалитет на водата), управување и економичност на водоводот (економски модел), собирање и обработка на податоци, управување со работата како и разновидни модели за специјални работи кои често ги преминуваат 7

9 _ надлежноста со снабдување на вода. На сл. 2 даден е преглед на математички модел кој се користи за разни работи во водоводниот систем. Хидрауличниот модел служи за пресметка на стационарен (постојан) и нестационарен (преоден) режим на работа. Во првата група спаѓаат методите за пресметка на една состојба на системот или за континуирана динамичка симулација кога системот постепено преминува од една постојана состојба во друга. Втората група ги содржат методите за пресметка при осцилација на водените маси (т.н. крути удари, каде се опфатени силата на инерција, притисокот и триењето), хидрауличен удар (т.н. еластичен удар, каде се зема во предвид стисливоста на водата и еластичноста на ѕидовите на цевките) и хидрауличните вибрации. Врз основа на предходни анализи, се изведува оптимизација на проектирањето каде компјутерите и соодветните апликативни софтвери ја преземаат дел од работата, на пример при графичка обработка на техничката документација. Моделите на квалитетот на водата се делат на оние кои ги обработуваат промените на амбиентот на водата (површински и подземни) и оние кои ја пратат промената во водоводниот систем (системи за сирова вода и системи за вода за пиење). Економските модели се делат исто така во две групи: за контрола на управувањето на работната организација (обемот на производството, трошењето на ресурсите, реалната цена на произведената вода) и за планирање и развој на водоводот (проекција на потребите за вода, состојбата на изворите, пронаоѓањето на алтернативни решенија, техничко - економски анализи). Моделите за посебна намена се применуваат по потреба, често во соработка со други организации и установи, во зависност од локалните прилики. Математичките модели сами по себе не се цел туку се потреба која би се користеле како помошно средство за изработка на планирањата, проектирањата и управувањето со работата на водоводниот систем. Развивањето на математичките модели врз водоводните системи е еден чекор во модернизација на истиот. Постојат три степени на примена на компјутерите и апликативните софтвери во процесот на модернизација на управувањето на работата на водоводниот систем: 8

10 _ 1. Воведување на автоматизиран далечински систем за собирање, пренос, контрола и чување на податоците во врска со работата на водоводот; 2. Развивање на математички модел на водоводот и користење на тој модел при управување со работата на системот (во својство на консултант), било тоа да е непосредно (on line) кога компјутерот е во состав на диспечерскиот центар и моделот веднаш се користи, или индиректно (off line) кога компјутерот се наоѓа надвор од диспечерскиот центар, но различните ситуации се испитани и се препорачуваат постапки за работа при одредени типични ситуаци; 3. Потполна автоматска работа на системот. Искуството со водоводите кои ги поминале низ овие три фази е дека наглите чекори во развојот се невозможни, па модерната опрема, обуката на персоналот и новите методи на управување мораат да се воведуваат разумно и постепено, водејќи сметка за специфичностите на секој систем. Редоследот на зафати се следните: - Воведување на автоматизиран систем за далечинско собирање, пренос, контрола, обработка и чување на сите важни податоци за работата на водоводот. Под ``важни податоци`` се подразбираат оние кои овозможуваат моментално согледување на режимот на работа на системот (нивото во резервоарите, клучните протоци, и т.н.); - Развивање на метода за прогноза на најверојатната потрошувачка на вода во блиска иднина (неколку часа за управување, неколку месеци за планирање, неколку години за проектирање на системот); - Симулација на работата на системот поради утврдување на најпогодниот начин за задоволување на потребите од вода која се предвидува, обично се проверува не само варијантата на очекуваната потрошувачка, туку и состојбата на зголемувањето или смалувањето на потрошувачката, во границите на нормалната прогнозирана варијација; - Дефинирање на критериумите за оптимизација на системот (функција на целта, сигурната работа на системот, минималната потрошувачка на електрична енергија и сл.); - Утврдување на команди за поедини објекти од системот и пренос на наредбите со контрола на извршувањето. 9

11 _ Се ова не може да се воведе одеднаш, дури ни кога се работи за потполно нов систем. Успехот можи да се оствари само со синхронизирани напори на истражувачите, проектантите и персоналот што го опслужува водоводот, со максимално користење на предходни искуства од предходните фази пред да се продолжи со работа. Процесот би траел најмалку 1-2 години, па и подолго. При тоа од посебна важност е обуката на сите учесници, почнувајќи од проектантите на водоводот до диспечерите во командните центри со користење на компјутер и нови методи на работа. Хидрауличните модели се користат во сите фази на планирањето на развојот, проектирањето и управувањето на водоводниот системот. Тие модели се многу потребни и корисни на секој проектант бидејќи овозможуваат извршување на сложени и комплексни анализи кои јасно ја покажуваат функционалноста и безбедноста на водоводниот систем, како на постојниот, така и на новиот кој во тој момент постои само како замисла. Значењето на моделот е голем и при одлучувањето во водоводниот систем. На прегледен начин и со документација со висок степен на сигурност може да се создадат услови да пред донесувањето на одлуката, да се разгледаат и проучат варијантите под објективни критериуми. На тој начин можат да се избегнат одлучувањата `` по осет`` или уште полошо по некој други критериуми. МАТЕМАТИЧКИ МОДЕЛИ ХИДРАУЛИЧКИ МОДЕЛИ МОДЕЛИ ЗА КВАЛИТЕТ НА ВОДА ЕКОНОМСКИ МОДЕЛИ МОДЕЛИ СО ПОСЕБНА НАМЕНА Стационарен режим Преоден режим Амбиентални води Водоводни системи Пратење на ефикасноста на работата Планирање на инвестиционит е вложувања По потреба: Една состојба Континуирана симулација Крут удар Еластичен удар Површински води Подземни води Вкупен обем на производство Специфични трошоци Планирање на инвестициските вложувања Потреби на вода -Демографски -Стопански -Регионален развој -Нови извори на енергија -итн. Хидраулични вибрации Системи за сирова вода Реална цена на водата Можности на изворите Системи за питка вода Алтернативни решенија и оптимизација Хидрауличка анализа Финансиска анализа Економска анализа 10

12 _ 2.2. Пресметка на вообичаениот проток во водоводните системи Карактеристични состојби на водоводните системи Водоводните системи поминуваат низ повеќе развојни етапи, во зависност од прирастот на населението, потребите од вода, расположливите средства и други околности и ограничувања. Во секоја развојна етапа се разликуваат карактеристични состојби на системот кои се поделени на две групи: редовни и нередовни режими. Редовниот режим е оној при кој и произведената и потрошената вода се во границите на очекуваните количини, сите објекти се исправни, а дефектите во водоводниот систем се минимални. Во оваа состојба посебно се занимливи: - Времето на максимална потрошувачка на вода, - Денот на максимална потрошувачка на вода, - Времето на минимална потрошувачка на вода, - Потрошувачката зголемена до 10% во однос на предвидената, - Можноста за смалено производство на вода до 10% итн. Нередовен режим е оној при кој се случило нешто невообичаено во водоводниот систем: голем пожар, зголемена потрошувачка на вода над 10%, испад од работа на некоја постројка за прочистување, дефект на некоја пумпна станица, пукање на некој главен цевковод и сл. Стручњаците потребно е да ги предвидат нередовните режими, пред тие да се случат во системот кој се анализира, служејќи се своето искуство Пропусна моќ на цевководот Вкупната енергија по единица маса на течноста, E [m], флуидната сила на водата која може да се искористи дадена е со равенката: (2.1) каде е: p среден хидростатички притисок, ρ густина на водата, 11

13 _ Z надморска висина (вертикално растојание од усвоеното референтно ниво), g = 9,80665 m/s 2 v просечна (средна) брзина на водата во разгледуваниот пресек. Првиот член од равенката (2.1) ја преставува притисната, вториот, положбената и третиот кинетичката енергија по единица маса со која располага разгледуваниот струен пресек. При струењето на водата низ еден цевковод дел од оваа енергија се губи, поточно преминува во топлинска енергија поради триењето на водата со ѕидовите на цевката. Тој процес е доста сложен и тешко можи да се дефинира и опиши со математички средства. Поради практични причини можи да се прифати тврдењето дека делот од механичката енергија која преминува во топлинска се смета за трајно изгубена. Значи доволно е да се забележи дека има загуба на енергија: (2.2) каде влезниот пресек е обележан со (I), а излезниот со (II). Се усвојува дека струењето е едно димензионално, т.е. дека големините (p, ρ, v) се менуваат само по должинската координата (мерено по должина на оската на цевката) и по времето. Значи се пресметува со средни вредности на (p, ρ, v) по пресекот. Оваа предпоставка е прифатлива за водоводните системи, бидејќи должината на цевките е значително поголема наспроти дијаметарот на цевките. Загубата на енергија се состои од два дела: - линиски загуби, кои настануваат поради триењето на водата со ѕидовите на цевките и - локални загуби, кои настануваат поради наглите забрзувања, успорувања или скршнувања на течноста. 12

14 _ Сл.2.1 Големини карактеристични за одредување на линиските загуби при протекување на водата низ цевка Линиските загуби при протекување на водата се пресметуваат со равенката: (2.3) каде е: λ L d v загуба на енергија поради триење, коефициент на триење, должина на цевководот, пречник на цевководот, средна брзина на струење на водата во попречниот пресек. Коефициентот λ не е константа, туку тој зависи од карактеристиката на цевководот, режимот на протокот и особините на течноста која протекува низ цевката. Точните вредности можат да се добијат од производителот на цевките, барем за новите цевки, но се препорачува за системи кои се од посебно значење овој коефициент да се одреди со мерење на протокот и загубата на енергија во лабараториски услови. 13

15 _ Стареењето на цевките преставува проблем, поради тоа што рапавоста во внатрешните површини на цевката со текот на годините и нејзиното експлоатирање во главно се зголемува. Поради тоа коефициентот на триење λ се зголемува, а со него расте и загубата на енергија што е од големо значење за еден водоводен систем. Брзината на промена не може да се предвиди, бидејќи таа зависи од многу фактори и параметри: видот на цевките, брзината на течење на водата, хемискиот состав на водата, таложењето на растворливите материи, перењето на водоводната мрежа, положбата на цевката во однос на т.н. мртва зона и сл. Поради сето ова потребно е повремено да се врши мерење на загубата на енергија и врз основа на тие мерења да се преземаат одредени мерки. Некои од тие мерки може да се перењето на мрежата, чистење на поедини делови на делниците, премачкување на внатрешните ѕидови на цевките со цемент, битумен или пластични материи, со што би се намалил коефициентот на триење λ, а самото стареење на цевките би се намалило. Локалните загуби настануваат на сите места каде што брзината на водата се менува по интензитет или по правец. Тие се пресметуваат по формулата: (2.4) каде е: коефициент на локалните загуби на енергија Според тоа вкупната загуба на енергија се одредува по равенката: (2.5) каде со е означен збирот на сите локални загуби. За понатамошна работа корисно е да се воведат скратени ознаки или коефициенти, како што е коефициентот на пропуст на цевката: C = (2.6) или коефициентот на загуба на енергијата: K = (2.7) 14

16 _ врската помеѓу овие два коефициенти е следна: K = (2.8) Под предпоставка дека цевката е рапава загубата на енергија е: = ( (2.9) Поставување на задачата Хидрауличната пресметка на еден водоводен систем треба да ја утврди хидрауличната состојба на системот (т.е. да се пресмета протокот низ сите цевки и пиезометриската висина во сите точки од системот) за познати гранични и почетни услови. Резултатите на овие пресметки овозможуваат анализа на постоечки водоводен систем, утврдување на недостатоците и ``тесните грла`` во системот, проектирање на нови решенија кои подобро би ги задоволувале поставените барања и т.н. Влезните податоци за пресметка, непроменливи во текот на времето, се следните: - Дистрибутивна мрежа со сите придружни објекти; - Должина, дијаметар, тип и рапавост (старост) на секоја цевка во системот; - Локација, коти и облик (попречен дијаметар, основа и зависност на површината од котите), секој резервоар и водна кула; - Локација, кота, број и тип на пумпи во секоја пумпна станица; - Локација, кота и капацитет на постројките за пречистување на вода и другите извори за вода; - Локација, кота и потреба за вода на сите потрошувачи; - Локација, кота, тип и технички карактеристики на сите уреди за контрола на работата на водоводот (како што се редуцири на притисок и сл.) Почетните услови ги дефинираат количините на вода (нивоата) во резервоарите и водните кули, како и работните режими на пумпите и пумпните станици, положбите на регулационите органи, моменталната потрошувачка во системот и сл. на почетокот од периодот кој треба да се истражи. 15

17 _ Понатамошното однесување на водоводниот систем зависи исклучиво од законите на хидрауликата. Добиените резултати од пресметките служат за понатамошните анализи, проекции или за управување со работата на водоводот. Заедно со хидрауличните пресметки, можно е истовремено да се пресмета и димензионира цевководот и објектите во него. Хидрауличната анализа треба да покаже дали водоводниот систем е добро димензиониран, како и на кои делови од системот потребни се интервенции, односно да се изменат почетните предпоставки. Изменетиот систем повторно со помош на хидрауличната анализа, се додека не се најде добро решение Пресметка на стационарно струење Најчеста задача во хидрауличната анализа е пресметка на еден стационарен режим на работа на водоводниот систем, кога граничните услови практично се непроменливи во разгледуваниот временски период (најмалку од 1 час). Загубите на енергија во една цилиндрична цевка тогаш би се одредили со равенката: (2.10) каде е: пиезометриска кота на разгледуваната точка. Доколку енергијата (а со тоа и пиезометриската кота) е поголема во точката ``1`` отколку во точка ``2``, струењето е во позитивен насока, а брзината и протокот се позитивни (Q>0, v>0). Доколку ситуацијата е обратна, струењето е во негативна насока. Се претпоставува дека коефициентот на триење и коефициентот на локалните загуби се еднакви во двата правци на струење, што е најчест случај во праксата. Во равенката (2.10) има три непознати големини, а тоа се: протокот Q и притисоците p 1 и p 2, односно пиезометариските коти и. Потребни се нови равенки кои се формираат водејќи сметка за конфигурацијата на системот и дадените гранични услови. До тие равенки се доаѓа со примена на принципот на одржување на масата равенката за континуитетот во јазли (точка) и енергијата - енергетска равенка за затворена контура (прстен). I. Збирот на сите протоци низ една точка (јазол) еднаква е на нула 16

18 _ II. Збирот на промените на енергетските и пиезометриските коти по должина на било која затворена контура (прстен) во системот е еднаква на нула. а) Метода Hardy Cross Оваа метода ја развил Hardy Cross (1936) која е и прва употреблива метода за решавање на струењето во сложени водоводни системи. Методата е интерактивна и се состои од следните чекори: - Се претпоставуваат протоците низ сите цевки од системот условот за континуитет ( I равенка) да биде задоволен во сите точки од системот (т.е. збирот на сите влезни протоци е еднаков на збирот на сите излезни протоци и локални потрошувачи на вода); - Се пресметуваат хидрауличните загуби за секоја цевка во системот врз основа на претпоставениот проток; - Се проверува дали е задоволена равенката (II), се собираат сите вредности околу секоја затворена контура (т.н. прстен), водејќи сметка за насоката на струење, доколку тие збирови не се блиски до нула макар и една единствена контура, решението не најдено. - Претпоставените протоци се поправаат и постапката повторно се повторува од вториот чекор па натаму се додека не се најде решение. Пример 2.1: Се разгледува водоводна мрежасоставена од еден прстен, со вкупно 6 цевки (сл. 2.2). Крајните точки на цевките, јазлите, означени се со буквите i, ј, k, l, m, n. Водата влегува во јазолот ``1``(Q 0 ), а излегува од три јазли, тоа се протоците q k, q m и q n. Насоката на струење за претпоставените протоци дадена е на (сл. 2.2). Ако се утврди дека протокот кој влегува во јазолот има знак ``+``, а протокот кој излегува од јазолот има знак ``-``, тогаш условот на континуитет овозможува да се постават 6 равенки: - Јазол ``i``: Q 0 Q ij Q in = 0 - Јазол ``j``: Q ij Q jk = 0 - Јазол ``k``: Q jk Q kl q k = 0 (2.11) - Јазол ``l``: Q kl Q lm = 0 - Јазол ``m``: Q lm + Q nm q m = 0 - Јазол ``n``: Q in Q nm q n = 0 17

19 _ Примена на информационите системи во водоснабдувањето Примената на информационите системи за далечинско управување на водоснабдувањето е присутна повеќе од 30 години во светот. Денес воглавно примената на автоматското управување на водоснабдувањето се одвива преку SCADA (supervisory control and data acquisition) системи. Еден класичен SCADA систем за мерење и управување на водоснабдувањето се состои од централна единица; една или повеќе далечински единици за собирање на податоци, една или повеќе далечински управувачки единици; и соодветен стандарден или специфичен софтвер за мониторинг и управување на далечинските елементи. Денешните класични SCADA системи овозможуваат: 1. Постојана контрола врз елементите на системите за водоснабдување, како на пример се следи нивото на вода во коморите, протокот на вода во пооделни цевководи, притисокот во цевководите, состојбата на пумпните станици. 2. Далечинско управување од диспечерски центар, вклучување и исклучување на пумпните агрегати, потполно или делумно отворање на регулационите вентили и сл. 3. Компјутерско моделирање и прогнозирање на работата на системите за водоснабдување, а со тоа и оптимизирање на управувањето со нив. Не примената на ваквите системи за водоснабдување кај градските или регионалните системи за водоснабдување, резултира со големи загуби на вода во дистрибутивната мрежа, во просек околу 40% што е недозволиво од технички и економски аспект. Затоа како цел се поставува воведувањето на ваквите системи кај сисемите за водоснабдување. Токму тоа и ќе го разработиме во овој магистерски труд односно проектирање, изработка и представување на еден информационен систем за управување со водоснабдувањето. Основната цел е да се прикаже на кој начин се врши моделирање на цевководна мрежа и како таа се поврзува со база на податоци. 18

20 _ 3. МОДЕЛИРАЊЕ НА ЦЕВКОВОДНИ МРЕЖИ Моделирањето на цевководната мрежа е направено со помош на софтверски пакет кој ги содржи Хаестад методите (Haestad Metod`s) т.е. методи за компјутерски апликации во хидрауличкото инженерство. Пакетот е збир на пет програми: Flow Master, Storm CAD, Culvert Master, Sewer CAD, Water CAD. Секој од овие програми е дизајниран и содржи чекор по чекор инструкции за извршување на одделни задачи и пресметки кои се однесуваат на системите за водоснабдување тргнувајќи од почетокот па се до крајните модели, цртежи и анализи на постоечки мрежи. Flow Master е програм лесен за употреба кој му помага на инженерите со хидрауличките модели и анализи на цевките, садовите, отворените канали, речните ракави и др. Му дозволува на корисниците да изберат една непозната променлива и потоа автоматски да го пресметаат речението поеле внесувањето на познатите параметри. Овој програм може да се користи за анализа на разновидни хидраулички модели. Овозможува создавање на професионален поглед и извештаи за сите корисници и клиенти. Storm CAD се користи во сите фази на проектот. Се црта мрежата на екранот со помош на палетата од алатки кои ни се на располагање, а после внесувањето на сите податоци за елементите во мрежата се оди на автоматска пресметка. За крајниот модел програмот дава комплетно детални цртежи со белешки кои можат да бидат искористени за развивање на конструктивни планови. Culvert Master е програм кој овозможува решавање на мноштво хидраулички променливи. Се користи за одредување на големината на каналите за одвод на вода, пресметка и сплет на врвни табели, криви и сл. Sewer CAD се применува кај комбинирани гравитациони мрежи под притисок. Овозможува дизајн и анализа на повеќекратни санитарни канални мрежи во поединечни проекти, испитување на системот со користење на овој програм со алгоритми за текот или стандарни анализи за капацитетите. Содржи методи за одредување на големината на цевки, пумпи, за планирање операциони истражувања и сл. 19

21 _ Water CAD е програм кој се користи за анализа на системите за дистрибуција на вода. Овозможува утврдување на постојаната состојба, периодичните промени и симулации на квалитетот на водата. Го утврдува детерминирањето на изворите за вода и годините на секој елемент во системот, тековните модели за контрола на вентилите, вентили за регулирање на притисокот и вентили за контрола на тесните грла. Се користи за определување на големината на цевки, пумпи, за планирање, операциони студии, студии за квалитет на вода и сл. За моделирање на постоечката мрежа користен е WaterCAD програмот на Haestad Method`s. Описот на сите команди и алатки кои се користат за моделирање на мрежата во овој програм даден е во текстот што следува Опис на програмот WaterCAD Со стартување на програмот WaterCAD се појавува почетниот екран на кој што карактеристични се три позиции (Сл. 3.1) 1. Главно мени; 2. Мени на алатки за цртање; 3. Екран. Сл

22 _ Главно мени (поз. 1) Во главното мени (Сл. 3.2), се наоѓаат седум подменија: File, Edit, Analysis, View, Tools, Report и Help. 1. Подмени File (Досие); Сл. 3.2 Ова мени се состои од неколку команди (Сл. 3.3). Сл New, команда со која се отвара нов WatеrCAD проект; - Open, команда со која се отвора веќе постоечки WatеrCAD проект; - Save, команда со која се снимаат промените кои се извршени на ново отворениот проект или на некој од постоечките проекти. 21

23 _ - Save as, команда со која се снимаат промените во други поддржани програми (Exsel и сл.) кои се извршени на новоотворениот проект или на некој од постоечките проекти. - Project Summary Information, команда со која се внесуваат основни информации за проектот, како што се име на проектот, име на проектантот, дата и некои коментари во врска со него. - Import, команда со која се увезуваат податоци во отворениот проект; - Export, команда со која се извезуваат податоци од отворениот проект; - Synchronize, команда со која се синхронизираат податоците во отворениот проект; - Print, команда за печатење на отворениот проект; - Print Preview, команда за преглед пред печатење на отворениот проект; - Print Setup, команда за подесување на печатењето и принтерот на кој се печати; - Exit WaterCAD, команда за излез од програмот. 2. Подмени Edit (Уреди); Ова мени се состои од неколку команди (Сл. 3.4). Сл

24 _ - Undo, команда за прекинување на предходно дадена команда; - Redo, команда за враќање на прекинатата команда; - Delete, команда за бришење; - Select, команда за селектирање на елементи од проектот (комплет, поединечно, по елементи и одселектирање); - Find Element, команда за пронаоѓање на елемент од проектот; - Review Drawing, команда за преглед на внесените елементи од проектот. 3. Подмени Analysis (Анализи); Ова мени се состои од неколку команди (Сл. 3.5) и е едно од поважните. Командите од ова подмени ги овозможуваат сите пресметки и подесувања кои сакаме да ги направиме на проектот кој се работи. Подедално објаснување за него е дадено во делот каде ќе ја објасниме постапката на пресметката на цевководната мрежа. Сл Scenarios, оваа команда ќе помогне да се создаде ново сценарио. Сценаријата овозможуваат да се изврши анализа на проектираниот систем за неограничен број на `` Што ако`` ситуации, па можете да се споредуваат различни 23

25 _ хидраулични барања, стратегии за контрола на пумпа, условите за квалитет на водата, итн. - Alternatives, со оваа команда пристапуваме до Алтернативниот менаџер, со чија помош може да се организираат податоците во блокови во зградата, да се комбинираат и формираат сценарија. - Active Topology, со оваа команда пристапуваме до уредникот за Активна топологија, која овозможува привремено да се одстранат елементи од погледот на цртежот и да се видат пресметките на мрежата. - Patterns(Шеми), со оваа команда се овозможува да се дефинираат автоматски промените од зависноста време-променлива, кои се случуваат во рамките на системот; - Logical Controls (логични контроли), оваа команда овозможува да се креираат, да се изменуваат и да се најдат основните правилата или логичните контроли; - Zones (Зони), со оваа команда може да се дефинираат зоните во кои ќе се поставуваат мрежните елементи; - Pump Definitions(Дефинирање на пумпи), команда со која се креира, се управува, дефинира и уредува пумпниот шаблон; - System Head Curve (Главна крива на системот), команда која ни овозможува да ги внесиме потребните влезни податоци, со помош на кои програмот ќе ни ја генерира главната крива на системот. - Capital Costs (капитални трошоци), команда со која ќе ги прегледаме, уредиме или ќе се извршат проценка на капиталните трошоци; - Energy Costs (трошоци за енергија), команда со која ќе ги прегледаме, уредиме или ќе се извршат проценка на енергетските трошоци; - Drawing Calibrator (калибратор на цртежот) 24

26 _ - Compute (пресметај), команда со која пристапуваме до предметите како што се опции за пресметка и референтни алтернативи. 4. Подмени View (Поглед); Ова мени се состои од неколку команди (Сл. 3.6). Сл Pan, команда за движење низ цртежот-проектот; - Zoom (In, Out, Windows, Extenst, Previous, Center), команди за зголемување и намалување на погледот над цртежот-проектот; - Refresh Drawing, Auto-Refresh, команди за ажурирање на приказот на главниот прозорец, според последните информации содржани во рамките на податоците кои се зачувани во програмот; - Toolbars (Standard, Analysis), Layers, Status Pane, команди за прикажување на кратенките од командите на главниот прозорец од дадените подменија. 5. Подмени Tools (Алатки); Ова мени се состои од неколку команди (Сл. 3.7). 25

27 _ Сл Selection Sets, команда со која се пристапува до избор на подесувања кои овозможуваат да се креира и поставува изборот на елементите врз основа на елемент ознаки, типови на елементи, филтри и други причини; - Color Coding, команда со која се овозможува да се кодира приказот на елементите со боја, врз основа на вредностите како што се дијаметар на цевките, хидрауличните вредности итн. - Element Annotation, команда со која пристапуваме до прозорец од кој можеме да избереме кој атрибут да се прикаже на цртежот - проектот, како што е дијаметар на цевки, проток, притисок и сл. - Profiling, команда со која се отвора прозорец кој овозможува да се генерираат одредени параметри на селектираниот профил од цевководниот систем по одреден пат и истите да се прикажат графички; - Contoring, команда со која се креира мапа со контури врз основа на информациите и параметрите кои се бараат за пресметаната мрежа; - Relabel, команда која ни овозможува да ги ренумерираме некои или сите елементи од проектот; 26

28 _ - Element Labeling, команда со која се поставува форматот за ознаките на елементите кои се додадени на цртежот проектот; - Prototypes, команда со кои се поставуваат стандардните вредности за новите елементи во мрежата; - Engineering Libraries, команда со која се објавуваат патеките и со кој се уредуваат истите кои се содржани во проектот; - User Data Extension, команда со која се отвора полето за кориснички податоци, каде што може да се додадат и дефинираат сопствени полиња за податоци, на пример како што се датум на инсталација на цевките и сл.; - Flex Units, команда со која се отвора прозорецот каде може да се изменат единиците за приказ на вредностите од карактеристиките на мрежата, како и прецизноста на променливите од неколку други области во рамките на проектот; - Layout (Select, Pipe, Presure Juntion, Tank, Reservoir, Pump, Valve tip, Spot Elevation, Graphic Annotation, Legend) мени алатки за внесување (цртање) на елементите на проектот, кои ќе бидат објаснети подолу во поглавје (3.1.2); - Database Utilities (Compact Database), команда со која можеме да ја компресираме (збиеме) базата на податоци од проектот, како што се елементи и алтернативни решенија. Базата на податоци што ја користи програмот може да стане фрагментирана (поделена), предизвикувајќи да складирањето на одредени податоци бидат неефикасни. Збивањето на базата на податоци со оваа команда елиминира празна евиденција на податоците а со тоа и ја дефрагментираме базата на податоци со што добиваме подобри перформанси на датотеката; - Skelebrator, го отвора прозорецот со кој се овозможува да се вршат операции за намалување на мрежата; - Options, команда со која ги подесуваме поставките за тековниот проект, како што се методот на триење, координатен систем, системот на единици и автоматскиот прашалник. 27

29 _ 6. Подмени Report (Извештај); Ова мени се состои од неколку команди (Сл. 3.8) и ни овозможува пристап до збирка на текстуално и графички форматирани извештаи. Понатаму во менито обезбедува пристап до командата FlexTables, која овозможува да се креираат сопствени извештаи. Сл Element (Details, Results, Graphs), команда која ни го овозможува пристап до збирка на текстуално и графички форматирани извештаи; - GeoGrapher Advanced Graphing, команда географ напредна графика, овозможува да се креира, уреди и управува со нови и предходно креирани графикони; - Tables, команда за пристап до табелите, која овозможува да се отвори предходно дефинирани табели или да се генерира сопствени табели; - Scenario Summary, команда која ни дава извештај за тековниот проект, вклучувајќи и алтернативен краток преглед и опции за пресметка итн.; - Project Inventory, команда која ни дава извештај сумирајќи ги елементите на проектот, вклучувајќи го бројот и дефектите на цевките, бројот на шаџти итн.; - Plan View, команда која ни го дава поглед планот за печатење на извештаите на мрежата или активниот екран за цртање, Current View (тековниот преглед) или целиот цртеж во просторот, Full View (целосен преглед). 28

30 _ 7. Подмени Help (Помош). Ова мени се состои од неколку команди (Сл. 3.9) кои се однесуваат на онлајн документација за WaterCAD (која вклучува информациите содржани во печатените документи, како и ажурирани информации и вградени вежби). Со команди од подменито за помош, исто така може да се пристапи од копчето за помош. Сл Мени на алатки за цртање (поз. 2) Како што спомнавме предходно, со овие алатки внесуваме односно цртаме елементи во отворениот проект. Алатка со помош на која селектираме веќе внесени елементи и делови кои сакаме да ги променеме; Алатка со која ги поврзуваме со цевки другите делови од мрежата како што се точки (јазли), вентили, пумпи, цистерни, резервоари итн.; Алатки за поставување на точките за соединување каде водата може да ја напушти мрежата за да ги задоволи барањата на потрошувачите; Алатка за избор на Танк (Цистерна) Алатка за избор на резервоар; Алатка за избор на пумпа; 29

31 _ Алатка за избор на вентил кој би одговарал за соодветниот модел; Алат за избор на линија, рамка или текст; Алатка која се користи за да се додаде копче за тековната боја за цртање, кодирање за врски и јазли Екран (поз. 3) Екранот е место каде се црта водоводната мрежа. Постојат редослед на правила по кои се црта мрежата истите ќе се објаснат во поглавјето (3.2 Цртање на водоводната мрежа ) каде ќе биде тоа објаснето. Сл

32 _ 3.2. Моделирање(Цртање) на водоводната мрежа Моделирањето на мрежата започнува на тој начин што од подменито File се избира командата за отворање на нов проект, New. Со отворањето на нов проект на екранот се појавува прозорецот (Сл. 3.11) со прашање: ``Дали сакате да го подесите новоотворенио проект, со избор на одговорот ДА (Yes), се отвора прозорецот Project Setup Wizard (Сл 3.12) со помош на кој ги внесуваме основните податоци за проектот, како што се име на проектот, име на инженерот кој го работи и податоци на дата кога е изработен истиот. Сл Сл

33 _ Потоа избираме Next и се појавуваат следните два прозорци (Сл. 3.13). Во прозорецот (Сл.3.13 лево) се избираат методи на пресметка, неколку карактеристики на мрежата и мерните единици со кои ќе бидат изразени истите. Со избор повторно Next, во наредниот прозорец (Сл.3.13 десно), дадени ни се две важни карактеристики на располагање (Schematic Mode и Scale Mode). Првата се однесува на шемата на водоводната мрежа која треба да се нацрта, а другата на вредноста на соодветниот размер на истата. Со цртање на првата карактеристика вредностите кои би ги добиле после пресметките нема да одговараат на оние во реалноста и затоа доколку работиме на тој начин мора да ги внесеме и должините на сите цевки. Вториот начин се разликува од предходниот бидејќи се што ќе нацртаме и добиеме како вредност за мрежата ќе одговара на реалните вредности. На ваков начин програмот сам ги пресметува вредностите на соодветните должини за цевките. Откако ќе ги направиме и ова подесување и ќе се внесат потребните карактеристики за проектот се преминува на цртање на мрежата. Сл На крај се појавува следниот прозорец (3.14), со чија помош можеме да ги дефинираме стандардните вредности кои ќе се користат при цртање на нови елементи. На крај кога ќе ги внесеме сите податоци избираме Finished. 32

34 _ Сл За да се започне со внесување и цртање на елементите на проектот од менито алатки за цртање ја избираме алатката која служи за поврзување на елементите со цевки. Го носиме курсорот на екранот за цртање и со десен клик од понуденото мени го избираме делот што сакаме да го цртаме. Во примерот тоа е Танкот (Цистерна) (Сл.3.15). Сл Потоа од менито алатки за цртање ја избираме алатката за избор на пумпа избираме пумпа и која најнапред ја именуваме (Сл. 3.16), а потоа со избор на командата Edit, ги поставуваме нејзините карактеристики (Сл. 3.17). 33

35 _ Сл Сл Исто така со алатката за поставување на точките на соединување на цевките за кои веќе ни се познати вредностите на притисокот, надморската висина, брзината, протокот итн., се цртаат точките на соединување на цевките. Најнапред ги именуваме (Сл. 3.18), а потоа со командата Edit..., во отворениот прозорец ги внесуваме нивните карактеристики (Сл.3.19). Сл

36 _ Сл Откако ќе ги поставиме сите елементи што ги содржи проектната задача, со алатката која служи за поврзување на елементите со цевки истите ги поврзуваме. Исто така цевките ги именуваме (Сл. 3.20) и ги внесуваме нивните карактеристики, како што се дијаметар, вид на материјал од кој се изработени цевките (Сл. 3.21). Сл

37 _ Сл Откако ќе ги направиме сите поврзувања со десен клик на екранот за цртање, од понуденото мени избираме Done (заврши) (Сл. 3.22). Оваа постапка се повторува онолку пати колку што имаме точки и елементи за поврзување. Сл

38 _ 3.3. Пресметка на водоводна мрежа Програмот Water CAD покрај моделирањето на мрежата, со своите можности ни дава на располагање цела палета од алатки со кои можеме да извршиме автоматска пресметка на мрежата која ја моделиравме предходно. Треба да се напомене дека водоводната мрежа е работена со помош на Академска верзија на пакетот кој овозможува моделирање и пресметка на мрежи до големина од 15 цевки. За да се пресмета една комплетна водоводна мрежа, потребна ни е Комерцијална верзија на пакетот. Пред да се започне со пресметката потребно е за сите елементи кои фигурираат во мрежата да се внесат соодветните податоци со чија помош програмот ќе изврши пресметка на мрежата. За мрежата која е моделирана (Сл. 3.23) потребни ни се податоци за еден Танк (цистерна), дванаесет точки на поврзување и петнаесет цевководи. Податоците на елементите се внесуваат со алатката со двоен клик посебно на секој елемент нацртан во мрежата. Ако тоа се направи за танкот Т-1 се добива следното: Сл

39 _ Во под дијалогот General (Сл. 3.23) програмот ги дава координатите X и Y на Танкот, зоната, а ние ја внесуваме вредноста за неговата надморска висина која изнесува 765 метри. Потоа избираме OK за вредностите да бидат внесени. Одиме на наредниот под дијалог Section (Сл. 3.24). И тука треба да се внесат неколку вредности. Во горниот дел од под дијалогот (Section), правиме избор помеѓу константна или променлива состојба на средината. Деловите подолу се однесуваат за големината на вредноста на волуменот на резервоарот во [m 3 ]. Во долниот дел од под дијалогот означен како (Operating Range), ги внесуваме сите вредности на надморските висини кои се однесуваат на Танкот даден на сликата од под дијалогот. Може да се внесе и вредноста на неговиот дијаметар. Сл После внесување на овие вредности, се продолжува со внесување на вредностите за другите елементи на мрежата. Со двоен клик со алатката на деловите означени како Junction го добиваме дијалогот во кој се внесуваат потребните вредности за точките на поврзување (Сл. 3.25). Во дијалогот под (General) се внесуваат 38

40 _ вредностите кои се однесуваат на надморската висина, а потоа одиме на делот означен како (Demand) (Сл. 3.26)во кој се внесува вредноста на протокот во дадената точка во [l/s]. Постапката се повторува онолку пати колку што имаме точки на поврзување во мрежата. Сл Сл

41 _ На крај остануваат уште вредностите кои се однесуваат за соодветните цевководи во мрежата (Сл.3.27). Во под дијалогот (General) и делот означен како Pipe го внесуваме материјалот од кој е изработена цевката и нејзиниот дијаметар, може да се внесе и должината на цевката, но кога би работеле и без неа програмот автоматски ја одредува нејзината вредност во текот на пресметката, доколку на почетокот во подесувањето на проектор сме го избрале тоа. Сл.3.27 Следното е потребно да се комплетира пред извршувањето на пресметките за мрежата: 1. Да се состави пресметковната форма (Calculation Mode) на Steady-State (статичка, мирна состојба) или Extended Period (периодично променлива состојба). Ако анализа за Extended Period, тогаш треба да се наведат податоците за времето на стартување, траење и временскиот чекор кој ќе биде користен за пресметките. 40

42 _ 2. Со опциите, во Extended Period Mode, може да се вршат анализи за квалитет на вода. Го стартуваме делот за квалитет на вода т.е. (Water Quality) и одбираме еден од трите типови на пресметки кои се дадени: Age, Constituent, Trace. 3. Со опциите Steady-State Mode, може исто така да се вршат Fire Flow анализи доколку се стартуваат при пресметката. 4. Со опциите во калибрационата секција може да се изменуваат, приспособуваат, ограничуваат барањата или приближните вредности на целокупната мрежа за калибрациони цели. Ако коефициентот и операторот се присутни во калибрационите полиња кога се избира старт на пресметката, коефициентот е искористен во текот на пресметката. Ова не се постојани промени на вредноста на влезните податоци, но ни дозволуваат да експериментираме со различни калибрациони коефициенти се додека не го најдеме оној кој што ги доведува нашите пресметани резултати најблиску да одговараат на нашето поле на податоци. За повремено променување на вредностите на влезните податоци, се избира Apply. 5. Се користи дијалогот Option за да го потврдиме основниот параметарски алгоритам кој се користи за вршење на хидраулични и пресметки на квалитет на вода. 6. Се избира Check Data (Validate), за да се осигураме дека нашите влезни податоци не содржат грешка. 7. Се избира за почеток на пресметката. Добро е да се проверуваат грешките. Треба да се стартува со проверка пред почетокот на пресметките. Но, може и автоматски да се прави проверка кога ги вршиме пресметките ако изборот Check Data (Validate) сме го ставиле во положба On. 41

43 _ Мени на алатки за пресметка на водоводната мрежа Пресметката на мрежата направена е со анализи од типот Steady-State или т.н. статички анализи. За почеток на пресметката од главно мени избираме Analysis / Compute (Сл. 3.28) или избираме од алатките за пресметка на мрежата (Сл. 3.29). Сл.3.28 Сл Со избор на горе наведените команди се појавува дијалог за извршување на пресметката (Сл. 3.30) Сл

44 _ Дијалогот носи име: Scenario: Base, кое во секој момент можеме да го промениме и да му дадеме друго име. Во него како што се гледа од (Сл. 3.30) дадени ни се двата вида на анализи и тоа: Steady State и Extended Period. Ние работиме со првиот вид на анализа. За да се осигураме дека нашите влезни податоци не содржат грешки избираме. Доколку сме направиле некакви грешки при цртањето на мрежата или при внесувањето на податоците програмот веднаш ни сигнализира и тоа на следниот начин: појавата на црвеното светло значи проблем, односно дека внесените податоци не се во ред или нешто недостасува во нив и пресметката не можи да се направи. Со избор на истото самата програма ни кажува што и каде сме згрешиле (Сл. 3.31) Сл појавата на жолто светло значи дека нешто сме згрешиле и исто така со избор на истото програмот ни кажува каде. појавата на зелено светло значи дека се е во ред и пресметката е извршена, а со негов избор програмот ни ги дава сите резултати (Сл. 3.32). Тука можеме да ги видиме вкупните резултати од пресметката која ја прави програмот.. 43

45 _ Сл Меѓутоа, покрај ваквиот начин на преставување на резултатите, програмот дава можност да ги видиме сите табеларни извештаи во кои се наоѓаат резултатите за сите елементи кои фигурираат во мрежата. Доколку сакаме да ги провериме резултатите или да ги сведеме во табеларна форма, со избор од главното мени на подменито Report / Tables (Сл. 3.33), се отвора дијалогот Table Menager (Сл. 3.34). Сл

46 _ Сл Истото ќе го добиеме ако ја избереме иконата за табеларни податоци од алатките за пресметка. Од дијалогот Table Manager, се избира елементот за кој сакаме да го видиме табеларниот извештај (Fire Flow Report, Junction Report, Node Cost Report, Pipe Report, Pump Report, Reservoir Report, Tank Report и Valve Report) и се избира. Во овој случај за мрежата која е овде пресметана можеме да добиеме табеларни податоци за сите елементи кои фигурираат во неа, а на (Сл 3.35) е даден табеларниот извештај по точки. Сл

47 _ Постојат и други начини со кои програмот ни ги дава сите потполни крајни податоци и информации кои се однесуваат на проектот за кој сме ги правеле пресметките. Тоа всушност преставува еден вид завршна документација со сите податоци за дадениот проект и е позната под името Scenario. Програмот ни дава два вида сценарија од кои едното се однесува на пресметките, а другото всушност преставува список на податоците за сите елементи во мрежата која е пресметувана. За да ги видиме овие сценарија постојат повеќе начини, а еден од нив е со помош на подменито Report / Scenario Summary. Ако избереме од подменито Report / Project Inventory ќе ги добиеме вкупните резултати за проектот и сите негови карактеристики. Крајното сценарио кое се однесува на проектот, алтернативите и другите резултати кои сакаме да ги видиме ни се достапни преку подменито Analysis / Scenarios. Преку ова ќе го отвориме дијалогот на Scenario Control Center (Сл. 3.36). Сл

48 _ Со избор на во секој момент можеме да креираме ново сценарио. Дијалогот Scenario Management ни дава можност да го видиме веќе постојно сценарио, да го преименуваме, избришеме итн. Ако одиме на Alternatives ќе можеме да видиме се она што не интересира за алтернативите кои се однесуваат на проектот кој сме го работеле. Досега изложеното преставува само дел од карактеристиките кои се однесуваат на пресметката на водоводната мрежа со помош на ваков програм. Можностите на програмот се далеку поголеми, а дел од нив можеме да ги видиме доколку искористиме дел од алатките кои беа дадени во менито за пресметка на мрежата (Сл. 3.37) Сл Првата дијалог (Сл. 3.38). е Color Coding, ако ја избереме ќе го стартуваме истоимениот Сл

49 _ Алатката служи за да ни помогне доколку сакаме да ги исцртаме деловите од мрежата, како што се цевководите и сл., со различни бои и тоа во зависност од тоа што сакаме да преставиме. На пример според различните дијаметри на цевководите, притисокот, должината, материјалот од кој се изработени итн. За да може подобро да се разбере начинот на работа на овој дијалог потребно е истиот да се објасни. На горната страна од него се наоѓаат две полиња кои можеме да ги избереме: Link и Node. Првото се однесува на линиите на поврзување во мрежата т.е. цевките, а второто на точките (Junction node). Во наредниот дел од дијалогот треба да внесеме неколку податоци. Во делот под име Attribute постои листа на параметри која програмот ни ги нуди со цел да избереме за кој параметар ќе работиме. Во овој случај за нашата мрежа тоа е дијаметарот. Под него во Selection Set можеме да внесеме за кои елементи ќе се однесува обојувањето. Тука селектираме дека ќе се однесува за сите елементи од мрежата. Веднаш подолу програмот автоматски ни го отвора полето каде можеме да ги внесеме вредностите на дијаметрите за сите цевки во мрежата. Веднаш до секој од нив можеме да избереме и соодветна боја. Откако е се внесено избираме ОК и програмот ни го дава изгледот на мрежата онака како што самите го избравме. Истото можеме да го направиме и за точките на поврзување ако го избереме дијалогот Node (Сл. 3.39). Тука обојувањето го правиме според вредностите на надморската висина на елементите. Сл

50 _ Втората алатка од менито за пресметка на мрежата е Annotation. Со помош на неа можеме да ги обележиме сите елементи во мрежата со вредностите на нивните параметри. Со избор на истата се отвора истоимениот дијалог (Сл. 3.40). Сл Во дијалогот ги селектираме оние делови кои сакаме да бидат обележани со нивните вредности на скицата од водоводната мрежа. За мрежата која се пресметува обележани се точките на поврзување и водоводните цевки. Откако ги означуваме елементите избираме Next и се отвора дијалогот од (Сл. 3.41) Сл

51 _ Во дијалогот од (Сл. 3.41) треба да избереме кои точки ќе ги означуваме, за кој параметар (во случајот надморска висина) ќе го правиме означувањето и неговата вредност. Потоа повторно избираме Next и следи наредниот дијалог (Сл. 3.42) во кој избираме кои цевки ќе бидат означени на цртежот според големината на дијаметарот. Сл Притискаме Next и се добива резултатот од означувањето (Сл. 3.43). Сл На крај со избор на Finished го добиваме изгледот на мрежата со соодветните означувања. 50

52 _ Наредната алатка Profile, ни овозможува на графички начин да прикажеме како изгледа дијаграм во зависност од големината на вредностите за атрибутите кои што самите ќе ги избереме. Со избор на алатката се добива следниот дијалог (Сл. 3.44) каде можеме да ги направиме профилите за мрежата. Сл Во делот Attribute избираме за кој параметар ќе правиме профил на мрежата, а потоа ги селектираме деловите кои сакаме да бидат профилирани според тој атрибут. За мрежата која се разгледува избрана е надморската висина. На крај избираме Profile и го добиваме дијаграмот на кој се гледа графички од Т-1 до Ј-4 зависноста од надморската висина. Како и во предходниот случај и овде исто така можеме постапката да ја направиме за сите елементи во мрежата и да добиеме графички приказ за нив (Сл. 3.45). 51

53 _ Сл Наредната алатка Contour, го отвора следниот дијалог (Сл. 3.46). Сл Со помош на овој дијалог можеме да изработиме мапа на контури на мрежата во зависност од вредностите на протокот, притисокот, надморската висина итн. Како што е дадено на сликата (Сл. 3.46) внесен е протокот и направен е избор контурите да се 52

54 _ однесуваат за сите елементи во мрежата. Подолу се внесуваат вредностите за минимален, максимален проток и растојанието на контурите според протокот. Во дијалогот подолу можеме да селектираме два делови т.е. да одбереме боја на два начини и тоа по ранг (Color by Range) (Сл. 3.47) и по индекс (Color by Index) (Сл. 3.46). Сл Ако сме се определиле за изборот by Range добиваме дијалог во кој можеме да означиме вредности за протокот во определени граници и за нив да избереме соодветна боја со која ќе бидат означени во мрежата. Избираме OK и го добиваме изгледот на мрежата. Истото можеме да го направиме и според некој друг параметар, на пример ако во дијалогот избереме проток, надморската висина или друго. Можеме да внесеме и легенда која програмот самиот ја креира според податоците кои сме ги внесле при работата со сите овие алатки предходно. Легендата може да ја поставиме за два параметри и тоа за точките и за цевките. Легендата ни ги дава вредностите за параметарот и соодветната боја и можеме да ја поставиме по наша желба на кое и да било место на цртежот од водоводната мрежа. Изгледот на мрежата преставен на (Сл. 3.48) е според надморската висина исто така преставени се и внесените легенди за точките и соодветните цевки. 53

55 _ Сл Последната алатка Quick View ја користиме за одреден предходно селектиран елемент за кој сакаме веднаш да ги видиме сите податоци. На екранот се појавува дијалог во кој можеме да ги прочитаме сите карактеристични податоци за соодветниот елемент (Сл. 3.49). Сл Од дијалогот можеме да ги видиме сите вредности кои што се однесуваат за селектираната точка. Доколку сакаме да ги видиме податоците за било кој друг елемент од мрежата ја правиме истата постапка како предходно. 54

56 _ Ова не се сите можности на овој програм. Постојат уште огромен број на карактеристики за кои би можело да се зборува и со кој овој програм на инженерите кои работат со него им нуди навистина многу. Водоснабдувањето е навистина сложена област за проучување, но бара и доста внимание кога се прават анализи слични на овие но со далеку посложени параметри и водоводни мрежи кои се однесуваат на цели градови па и повеќе. Се зависи од тоа какви анализи сакаме да направиме. Сите други карактеристики во програмот ги објаснуваат другите анализи со кои би можела да се пресметува и моделира водоводната мрежа. За сите оние кои за првпат се среќаваат со еден ваков програм во секој момент сите појаснувања и информации се достапни во подменито Help во кое е даден целосен преглед на се она што опфаќа овој софтверски пакет. Исто така Help подменито содржи делови кои ни го олеснуваат работењето со Water CAD програмот. Во себе содржи неколку карактеристични делови: - Contents содржина за деловите за кои ни е потребна помош; - How to Use Help почетни инструкции за користење на Help системот; - Auto CAD помош за работа со овој програм и Auto CAD; - Release Notes информации за постоечки верзии на програмот, нови карактеристики, видови и други основни информации; - Services сервиси на интернет; - Welcome Dialog дијалог што се гледа при стартување на програмот; - Tutorials водич низ програмот со чија помош може да се види постапката на работа за делот од програмот со кој сакаме да работиме; - Using Water CAD информации за користење на програмот; - How Do I одговор на прашањата како да се изработи нешто што сакаме од програмот; - About Water CAD податоци за регистрација на корисниците и лиценцата за софтверскиот пакет. 55

57 _ 4. ПОВРЗУВАЊЕ НА МОДЕЛОТ СО БАЗА НА ПОДАТОЦИ Како што веќе знаеме податоците се значаен и специфичен извор на секоја организација. Подредувањето на податоците во датотеки и Бази на податоци, пред се нивното логичко поврзување се нарекува организација на податоците. Тоа има за цел да обезбеди услови за ефективно и ефикасно управување со податоците како извори на организацијата. Организирањето на податоците се постигнува или со проектирање и организација на збирот на датотеки или Бази на податоци. Организацијата на податоците е можна на конвенционален начин како систем на поединечни датотеки или модерен како голема маса на централизирани и интегрирани податоци во Бази на податоци. База на податоци, преставува збир на меѓусебно поврзани податоци со следните карактеристики: - Организираност - Независни апликации - Поделеност на поединечни корисници/апликации - Не премногу опширност Базите на податоци се одликуваат со интегрираност и организација на сложените структури на податоци, што значи секоја апликација има свои податоци, а збирот на зборови е креиран за некои сопствени потреби. Меѓутоа концепцијата на Базите на податоци поаѓа од тоа дека треба да се создаде единствен збир на податоци, со тоа што измеѓу податоците ќе постојат одредени односи. Еден ист збир на податоци, му служи на поголем број на апликации, односно корисници. Со тоа База на податоци може да се дефинира како збир на меѓусебно поврзани и складни податоци или попрецизно кажано: База на податоци е: `` збир на меѓусебно поврзани податоци, складирани заедно без штетни или непотребни податоци како би можело на оптимален начин да и служи на една или на поголем број на апликации. 56

58 _ Податоците се меморираат на начин на кој би можеле да бидат независни од програмите кои се служат со нив. За додавање на нови податоци односно модификации и пребарување на постоечки, се користи општ и контролиран пристап. Тоа значи дека таа организација овозможува оптимална употреба на податоците, кои само еднаш се запишуваат и се внесуваат од едно место, па можат да му служат на поголем број на корисници и апликации. Со базата на податоци управува посебен софтвер т.н. софтвер за управување со базата на податоци. Станува збор за збир на програмски производи со задача за реализација, одржување и користење на базите на податоци, ефикасно да ги одржуваат и ажурираат, односно ги задоволуваат потребите во информациите. Постапката на поврзување на моделот со базата на податоци се состои од неколку чекори. Пред се за да го направиме поврзувањето потребно е прво во некој од комјутерските програми да составиме табела во која ќе ги означиме полињата во кои ќе бидат внесени вредностите, како на пример притисок, проток, надморска висина, дијаметар итн. За постојниот модел направена е табела во Excel, и тоа за цевките, јазлите и резервоарот. Во табелата се внесува само името за кое што кога ќе се направи поврзувањето програмот автоматски под него ќе ги внесе сите вредности. Подолу на (Сл. 4.1) дадена е табелата која е направена за Танкот (цистерната) пред поврзување со базата на податоци. Сл. 4.1 Слични вакви табели се прават за цевките и јазлите, со тоа што се внесуваат и ознаки за други податоци освен погоре наведените во табелата, како на пример проток, притисок, должина, материјал итн. Сето ова ќе биде објаснето подолу во поглавјата (од 4.1 до 4.3). Поврзувањето на моделот со базата на податоци започнува кога од менито File избираме Synchronize и потоа Database Connections (Сл. 4.2). 57

59 _ Сл. 4.2 Ова ни го отвора дијалогот Database Connections Manager (Сл. 4.3). Сл. 4.3 Во зависност од начинот на кој што сакаме да го поврзиме моделот со базата на податоци избираме едно од понудените карактеристики (изборот зависи од тоа дали сакаме податоците да се поврзани од моделот кон базата на податоци или обратно од базата на податоци кон моделот). Откако ќе го направиме изборот избираме Add со што го отвораме наредниот дијалог Database Connection Editor (Сл. 4.4). 58

60 _ Сл. 4.4 Во делот од дијалогот Connection Label го внесуваме името за врската и избираме Add, со што се отвора дијалогот Table Link Editor (Сл. 4.5). Сл

61 _ Ова е најважниот дијалог во кој што треба да се направат сите подесувања врз основа на кои се прави поврзувањето на моделот со базата на податоци. Редоследот на постапките за поврзување со Базата на податоци и резултатите кои што се добиени се прикажани во поврзувањата направени за сите елементи во мрежата Поврзување на резервоарот со база на податоци Нај напред во Excel ја изработуваме следната табела (Сл. 4.6) Сл. 4.6 Во дијалогот Table Link Editor го поврзуваме Excel документот (Сл. 4.7). Сл. 4.7 Потоа избираме ОК и се враќаме на предходниот дијалог Database Connection Editor (Сл. 4.8). 60

62 _ Сл. 4.8 Повторно избираме OK и се враќаме на дијалогот Database Connection Manager (Сл. 4.3), ја обележуваме врската (Tank) која сакаме да ја синхронизираме и внесеме во проектот и избираме Synchronize In каде програмот ни го поставува следното прашање (Сл.4.9) каде одговараме со Yes. или Yes to All. Сл. 4.9 Програмот ни го отвора наредното прашање (Сл. 4.10) на кое одговараме со Yes Сл

63 _ Потоа програмот ни го отвора дијалогот Status Log (Сл. 4.11) каде не известува дали поврзувањето е извршено и дали има некакви предупредувања. Сл Тука овој извештај можеме да го зачуваме ако избереме Save, или да го печатиме ако избереме Print или по прегледот го затвараме со избор на Close. Ова не враќа на дијалогот Database Connection Manager каде можеме да видиме дека е создадена врската Tank (Сл. 4.12). Сл

64 _ Со избор OK елементот Т-1 веќе е внесен на екранот (Сл. 4.13). Сл Поврзување на јазлите со База на податоци Исто како предходно најнапред во Excel ја изработуваме следната табела (Сл. 4.14) Сл

65 _ Со избор од подменито File/Synchronize/Database Connections во дијалогот (Database Connections Manager WTRC.HDC) избираме Add. Се отвора дијалогот Database Connection Editor, каде во делот Connection Label го именуваме поврзувањето, за овој случај Junction (точки) и повторно избираме Add (Сл. 4.15). Сл Во Table Link Editor го поврзуваме Excel документот (Сл. 4.16). Сл

66 _ Со избирање OK се враќаме во дијалогот Database Connection Editor кој сега изгледа како на (Сл. 4.17) Сл Повторно избираме OK и се враќаме на дијалогот Database Connection Manager (Сл. 4.18), ја обележуваме врската (Junction) која сакаме да ја синхронизираме и внесеме во проектот и избираме Synchronize In. Сл

67 _ Со одговор на двете прашања со Yes се отвора дијалогот Status Log, кој ни го покажува што се е внесено на екранот (Сл.4.19) и дали поврзувањето е извршено и дали има некакви предупредувања. Сл.4.19 Тука овој извештај можеме да го зачуваме ако избереме Save, или да го печатиме ако избереме Print или по прегледот го затвараме со избор на Close. Ова не враќа на дијалогот Database Connection Manager каде можеме да видиме дека е создадена врската Junction (Сл. 4.20). Сл Со избор OK елементите веќе се внесен на екранот. 66

68 _ 4.3 Поврзување на цевките со База на податоци Исто како предходно најнапред во Excel ја изработуваме следната табела (Сл. 4.21) Сл Со избор од подменито File/Synchronize/Database Connections во дијалогот (Database Connections Manager) избираме Add. Се отвора дијалогот Database Connection Editor, каде во делот Connection Label го именуваме поврзувањето, за овој случај Pipe (цевки) и повторно избираме Add (Сл.4.22). Сл

69 _ Во Table Link Editor го поврзуваме Excel документот (Сл. 4.23). Сл Со избирање OK се враќаме во дијалогот Database Connection Editor кој сега изгледа како на (Сл. 4.24) Сл

70 _ Повторно избираме OK и се враќаме на дијалогот Database Connection Manager (Сл. 4.25), ја обележуваме врската (Pipe) која сакаме да ја синхронизираме и внесеме во проектот и избираме Synchronize In. Сл Со одговор на двете прашања со Yes и Yes to All се отвора дијалогот Status Log, кој ни го покажува што се е внесено на екранот (Сл.4.26) и дали поврзувањето е извршено и дали има некакви предупредувања. Сл

71 _ Зеленото светло ни покажува дека поврзувањето е успешно направено, а доколку има некои предупредувања или грешки програмот истите ни ги воочува (жолто или црвено светло). На крај со избор Close и избор ОК во дијалогот Database Connection Manager поврзаните елементи ќе ги видиме на екранот (Сл. 4.27). Сл.4.27 Со избор на командата вака исцртаната мрежа ја пресметуваме. Како што објаснивме во поглавје (3.3.1) вкупните резултати и табеларните извештаи од пресметката која ја прави програмот можеме да ги видиме за сите елементи кои фигурираат во мрежата. 70