在過去幾年中，世人都紛紛關注變暖、溫室效應和如何保護寶貴的自然資源。其中項中包含清潔的水，而大部分水網中發生的重大損失已引起廣泛重視。為了直面這一挑戰，以及客戶對節省飲用水的要求，ABB開發并推出了一種用于水行業的創新產品。新型改進流量計Aqua- MasterTM SMS可通過互聯網從遠程位置向客戶發送測量數據，代表了水泄漏管理技術的新時代。
AquaMasterTM是一種采用的產品，具有節水與配水市場中無二的功能與應用。
本文追溯了具體應用的歷史、講述它們的特點以及其成功經驗如何推動了一代計量裝置的發展。還說明了它們在當今的現代化配水及收費飲用水系統中的地位。
ABB于1999年推出了AquaMasterTM流量計。自那時以來，其基本概念（在由機械式流量計主導的市場中推行電磁技術）已經獲得了長足的發展。在它推出之前，水務公司只在較大管道直徑應用（如區域干線中使用電磁裝置。在費用收集應用中采用同一方法是一條新思路。
AquaMasterTM的銷量從1998年的零臺上升到了2005年的數千臺。現在，2006年，客戶要求流量計不僅僅完成流速測量。ABB認識到，客戶對儀器本身并不感興趣，而是關注作為其管理信息系統的一部分提交給他們的流速數據。新型AquaMasterTM SMS是AquaMasterTM流量計系列中的一員，能夠滿足這些需求。
AquaMasterTM C不斷成長的家族
AquaMasterTM與機械式流量計相比，由電池供電的電磁流量計AquaMasterTM確立了新的性能水平。水務公司一直不得不滿足于±2％的精度。但是，使用ABB AquaMasterTM電磁流量計后，精度可達到±0.5％（管道口徑在DN100以上）。通過提高水測量與收費的精度，流量計的成本可在一個月內收回。例如，用AquaMasterTM代替機械式DN150流量計（精度達±2％）后，運營商可節省大約4730美元。因此，許多客戶正在逐步采用AquaMasterTM作為流量計，甚至在DN40這樣的小口徑中。
與機械式流量計相比，電磁式流量計的及最小流速（即運行范圍）更有利于節省成本和增加收入。其的低流速功能使之前無法記錄的極低夜間流速可以得到正確計量，從而使每年節省的費用翻倍（達9000美元）。
除了精度方面的重大提高，由于電測量技術的固有特性，AquaMasterTM還有許多其他優點，包括：
?無可動部件，無需日常維護。
?在進行維護和更換作業時，用戶不需要用閥門隔離流量計，從而降低安裝成本。可以浸沒在水中或埋在繁忙的道路下，而無需儀表安裝井，從而進一步降低終身成本。
?由于沒有可動部件，電磁式流量計的讀數精度不會因為磨損而變差，而機械式流量計的精度會隨著老化而發生讀數過低的情況。需要的衰減比，來確保高流量與低流量時的讀數精度。目前的AquaMasterTM流量計具有經過、符合測量儀表指令的衰減比（1000：1）！
?流量計具有新穎的水力曲線，使其對上游或下游的水力擾動極不敏感（即使位于彎頭或閥門附近）。
1 泄漏探測：逐步測試 C15 分鐘a 與1分鐘b 數據
2 AquaMasterTM SMS 變送器
AquaMasterTMS
AquaMasterTM系列的變型之一，根據最終用戶的具體需求，具有多種誘人的選項。流量測量常常伴有其他設備（例如壓力傳感器），而顯然下一步則是把集成壓力傳感器作為一個選項。
數據日志是另一項常見要求，因此AquaMasterTM系列提供了流速及壓力記錄選項（每15分鐘）借助流量測量裝置與數據記錄儀之間的數字化連接，可以用傳統解決方案無法企及的速度來記錄高分辨率數據。其作用遠遠大于表面意義。在傳統的外部數據日志儀解決方案中，脈沖在記錄間隔中被捕捉到，但由于流量計對頻率的限制，在記錄間隔期間只能對數目有限的脈沖進行計數。因此，對于衰減比較大的流量計，測量或“量子化"誤差常常會達到約10％或更高，數據高度階梯化或被“量子化"。AquaMasterTM與數據日志儀之間有直接的數字化連接，可以把由量子化引起的誤差降低到可以忽略的水平。此外，AquaMasterTM還有第二個頻道，可以按照長達15秒的間隔實現高速、高分辨率記錄。這對捕捉網絡逐步測試中的瞬變十分有利。在水網中，逐步測試是一種成熟技術，用于在分區配水系統中局限水的損失。它需要建立分區，以便在所有邊界和流通閥門均被關閉后，可以通過單量計供水。關閉一個閥門可以隔離分區的某一部分。流量的顯著下降表示該部分有泄漏。在這類逐步測試中，AquaMasterTMS的優點可通過1a（采用傳統的15分鐘記錄間隔）與 1b（用第二頻道捕捉的詳細數據，記錄間隔1分鐘）的對比得到體現。
在這一逐步測試中，在02：20時關閉一個分區閥門，并于02：40左右關閉其他分區閥門。在一分鐘記錄中，可以根據流量的突然下降清楚地發現具有顯著泄漏的區域，而第二區內有第二處較小的泄漏。兩個區內的泄漏幅度很大，在2m3/hr左右。
與現有做法相比，采用AquaMasterTM進行的逐步測試非常簡單、廉價而快速。它不再需要熟練的技師以及外部逐步測試數據日志儀。只需簡單的程序，以及一名人員在預定時間關閉閥門。此外，通過把閥門關閉時間限制在幾分鐘以內，對水用戶的干擾被充分減少。在下一周內，可以對高分辨率日志儀進行下載與分析，來找出水泄漏源。借助無線電通信技術來獲取流量計數據，這種逐步測試過程得到顯著改進，從而發展出ABB的改進型號AquaMasterTM SMS。
AquaMasterTM SMS
傳統上，從流量測量裝置進行外部數據記錄，并通過人工方式（向現場派出人員進行數據下載，或有時取回整臺數據日志儀并用另一臺更換）取回。最近，客戶逐漸轉向使用無線電技術進行流量計讀數。
ABB的新發明是為AquaMasterTM S流量計配備GSMSMS無線電技術選項 2 。這種產品最初于2003年底發布，采用了基于GSM撥號的技術。2005年，這種功能得到升級，可以使用SMS文字信息來傳遞流量與壓力數據。
SMS文字信息被自動發送（通常每天一次），在用電池供電的AquaMasterTM中節省電力。如發生故障（例如流量計遭到破壞時），則發送一條SMS信息作為警報。
AquaMasterTM還能對收到的SMS文字信息（例如配置修改或對具體數據的要求）做出響應。可以保存長達三個月的數據。
向客戶傳送測量數據
流量與壓力（選購）的測量及記錄只是工作的一部分。其他工作還包括把所收集的數據傳遞到客戶的計算機、管理信息或泄漏管理系統上。與重要客戶的探討表明，他們可以被分為具有不同要求的兩組：
1） 已有基礎設施及成熟的水管理系統的客戶。
2） 具有測量要求、但沒有上位系統來處理所測數據的綠地客戶。
一項主要的設計目標是使系統盡可能地易于配置。
為了滿足這兩類客戶的需求，ABB 設計了一種解決方案，其基礎是采用工業標準編程機制、通過 SMS 文字信息向幾乎所有數據庫發送遠程流量計數據。SMS日志儀服務器通過無縫方式把數據傳輸給數據庫（如 Oracle，SQL Server，MS Access），解決第 1 組客戶的數據傳輸問題。對于第2 組客戶，有兩種選項：按照所支持的任何數據庫，并用 ABB 提供的 SMS 日志儀服務器軟件以及第三方軟件來管理和顯示流量數據。使用與上述內容相同的設
置，但采用網絡服務器、通過互聯網來傳輸數據。這類服務器應用的示例之一便是由英國 I+P Services 提供的 AutoChartTM。
3 通過互聯網傳輸 AquaMasterTM 數據
4 AquaMasterTM SMS 數據處理
關于如何處理來自AquaMasterTM、通過互聯網獲取的SMS數據，參照3 。在與PC連接的SMS引擎上通過ABB提供的SMS網關接收SMS數據，或者對于流量計數量較多的情況，使用直接來自SMS服務供應商的X25鏈接。
加密
在某些應用中，信息的安全性十分重要。為了保護數據不被竊取，AquaMasterTM SMS用一種雙密鑰加密系統對流量數據進行編碼。加密算法以一種常用的公共域技術為基礎，目前被認為無法破解。世界上的每一臺AquaMasterTM都擁有一個無二的、經過雜亂編碼的服務密碼，每次使用時它都會改變，從而保護個安全密鑰。所收到的SMS日志儀數據信息由ABB提供的Windows DLL進行譯碼。用于對編碼信息進行譯碼的第二個密鑰由安全的ABB SMS 日志儀服務器應用程序產生。借助這種雙密鑰加密程序，客戶可以放心其AquaMasterTM SMS流量計的數據傳輸安全性。
數據庫種群
關于 ABB 服務器 r 應用程序對SMS 數據的處理，可參照 4 。ABB 應用程序處理所有收到、發出的 AquaMasterTM SMS 信息，與數據庫的連接采用工業標準開放數據庫連接（ODBC）。客戶端對流量計的查詢采用HTTP請求。這便于對幾乎所有數據庫進行設置并傳輸AquaMasterTM數據。所有ABB應用均基于.NET技術，并可在Microsoft Windows 2000以上系統運行。
自動配置
一項主要的設計目標是使系統盡可能地易于配置。為了充分做到這一點，設計師建立了一種自配置實施方式，可以不需對ABBSMS 日志儀服務器應用進行任意數目的AquaMasterTM
SMS流量計連接起來。客戶只需把服務器的輸入位于現場的AquaMasterTM SMS流量計。然后，每天會從它自動發送一個數據集。在規模較大的系統（有數以千計的AquaMastersTM）中，這能立即節省時間和成本。
通過互聯網傳輸測量數據
本節說明了一項案例研究，通過互聯網把真實數據傳輸給客戶A。這一解決方案采用了具有SQL服務器數據庫的AutoChartTM，以及ABB SMS 日志儀服務器應用。以互聯網為基礎，世界各地的任何注冊用戶都可獲得有關信息。客戶的PC上無需任何專有軟件，而只需要網絡瀏覽器和互聯網連接。
AutoChartTM把客戶AquaMasterTM流量計上的信息單獨或成組傳輸，并用易于使用的圖形化或表格化說明格式提供數據。兩臺流量計的每日形式的典型范例如 5 所示。客戶主要關注12月30日（周五）的消耗量與其他日常情況相比的突然增加。
借助互聯網，不僅可以讓水務公司看到消耗情況及營業額信息，還可（如已啟用）讓消費者訪問這一數據。這種方法為水使用情況的管理和泄漏探測工作創造了許多機會。例如，一名用戶最近發現水的使用情況異常，這是由于小便池持續不斷地自動沖洗而引起的。通過安裝簡單的運動探測器來控制沖洗操作，水的消耗量降低了 30％以上。 6 中說明了一個類似的例子，即對酒店中的給水情況進行計量。
AquaMasterTM SMS的性還在于，儀表指標寄存器中的體積總數也通過SMS文字信息發送。在AutoChartTM中，這些與情況信息一起顯示，也可作為日常消耗量顯示，如 7 所示。實際上，通過把AquaMasterTM SMS 和AutoChartTM結合起來，ABB現在可以為客戶提供等同于人工流量計（抄表員每天查看流量計，記錄顯示屏上的累加器讀數）的電子設備，后者能夠自動完成任務，并通過互聯網發送結果。
5 對 AquaMasterTM流量計的曲線
6 卡塔爾的酒店給水應用-水消耗量曲線
7 酒店給水-每日總數
挑戰
當臺AquaMasterTM流量計于1999上市時，它是無二的產品。現在，七年之后，ABB已經克服了障礙，能夠為遠程計量應用提供一種全面的測量數據傳輸解決方案，用于現有的客戶信息系統，以及基于互聯網、用于偏遠地區安裝的新型傳輸方式。但是，為了在未來幾年中繼續保持地位，我們必須傾聽客戶的需求，并把幫助AquaMasterTM系列取得現有成就的創新工作堅持不懈地開展下去。
Ray Keech
Terry Mizzi
ABB Ltd
Stonehouse， UK
ray.keech@
terry.mizzi@
Brian Hayes
ABB Automation
Warminster PA，USA
brian.hayes@
致謝：
I+P Services的Thomas，他提供了關于
AutoChartTM的信息及截屏圖。
