โทรวัดน้ำ

สิงหาคม 19, 2013

โทรวัดน้ำ
โทรวัดน้ำ1

โทรวัดน้ำ2
เนื่องจากSCADA และโทรมาตรมีราคาสูงทั้งในส่วนของอุปกรณ์ภาคสนามอุปกรณ์ภาคแม่ข่ายนอกจากนี้ยังมีโปรแกรมสำหรับควบคุมอุปกรณ์การสื่อสารการบริหารจัดการฐานข้อมูลแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สิ่งเหล่านี้ล้วนแล้วแต่มีราคาสูงต้องการการบำรุงรักษาที่ดีต้องมีบุคลากรที่มีความรู้ความชำนาญในการใช้งานและบำรุงรักษาและปัญหาที่สำคัญคือความเข้ากันได้ของอุปกรณ์น้อยกล่าวคือหากสถานีสนามหรืออุปกรณ์แม่ข่ายเสียจะต้องรออะไหล่หรือซ่อมแซมจากบริษัทที่มีความชำนาญสำหรับอุปกรณ์รุ่นนั้นๆไม่สามารถเอาอุปกรณ์อื่นๆเข้าไปทดแทนได้เนื่องจากภาษาสื่อสาร (Protocal) ระหว่างสถานีสนามกับแม่ข่ายมีความแตกต่างกันออกไปทำให้กรมชลประทานไม่ได้ข้อมูลหรือได้ข้อมูลระดับน้ำล่าช้าส่งผลต่อประสิทธิภาพในการบริหารจัดการน้ำและการแจ้งเตือนภัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงวิกฤติกรมชลประทานจึงได้พัฒนาอุปกรณ์สำหรับใช้ตรวจวัดระดับน้ำโดยใช้เทคโนโลยีและอุปกรณ์ที่ต่ำกว่าระบบโทรมาตร เรียกว่า โทรวัดน้ำซึ่งอุปกรณ์ดังกล่าวมีเพียงสถานีสนามไม่มีสถานีแม่ข่ายทำให้อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นสามารถโยกย้ายไปติดตั้งที่ไหนก็ได้เมื่อเสียก็สามารถนำเครื่องใหม่ไปติดตั้งได้ทันทีและในช่วงวิกฤตที่ต้องติดตามระดับน้ำตลอดเวลาในบางพืนที่สามารถโยกย้ายอุปกรณ์ไปติดตั้งได้ทันทีผู้ต้องการทราบข้อมูลระดับน้ำเพียงแค่ใช้โทรศัพท์โทรไปสอบถามข้อมูลจากสถานีตรวจวัดภาคสนาม (แต่ละแห่งจะมีหมายเลขโทรศัพท์ไม่ซ้ำกัน) โดยฟังเป็นเสียงพูดที่ชัดเจนและเข้าใจได้ง่าย ทำให้ผู้เกี่ยวข้องกับการบริหารจัดการน้ำในพื้นที่และต้องการใช้ข้อมูลไม่ต้องใช้อุปกรณ์ที่ยุ่งยาก ไม่ต้องมีอินเตอร์เน็ต เพียงแค่ใช้โทรศัพท์โทรเข้าไปยังอุปกรณ์ภาคสนามที่ถูกติดตั้งไว้แล้วก็จะได้ข้อมูลระดับน้ำได้ทันที ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการบริหารจัดการน้ำ และเตือนภัยอันเกิดจากน้ำได้
คลิกอ่านฉบับเต็มที่ https://docs.google.com/file/d/0B4XhD_Bs_zAVc2FBR3B6N3l1TUk/edit?usp=sharing

Advertisements

การวัดระดับน้ำด้วยระบบโทรมาตรและการพยากรณ์น้ำ

สิงหาคม 16, 2013

การวัดระดับน้ำด้วยระบบโทรมาตรและการพยากรณ์น้ำ

กรมชลประทานได้นำเทคโนโลยีขั้นสูงมาใช้สำหรับการตรวจวัด (ระดับน้ำ ปริมาณฝนตก และค่าตัวแปรอื่นๆเพื่องานชลประทานและการจัดการน้ำ) การจัดเก็บข้อมูลและการควบคุมอาคารหรืออุปกรณ์สำหรับควบคุมน้ำ เช่น ประตูระบายน้ำ วาล์วน้ำ เพื่อควบคุมการไหลของน้ำจากระยะไกล คือระบบSCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) ระบบ SCADA มีองค์ประกอบที่สำคัญ คือ ศูนย์ควบคุมกลาง (Master Station) สถานีลูกข่ายภาคสนาม (Slave Station) ที่มีหลาย ๆแห่งทำหน้าที่รับ-ส่งข้อมูลที่ตรวจวัดสถานีลูกข่ายภาคสนามจากระยะไกลแบบอัตโนมัติ ณ เวลาจริง (Real Time) และเจ้าหน้าที่สามารถควบคุมการปรับบานประตูทด-ระบายน้ำ เปิด-ปิดวาล์วน้ำ หรือเปิด-ปิดเครื่องสูบน้ำจากระยะไกลผ่านเครือข่ายสื่อสารซึ่งมีทั้งระบบใช้สายสัญญาณหรือไร้สาย เช่น ใช้คลื่นวิทยุ ใช้ระบบGPRS ระบบดาวเทียม ฯลฯ นอกจากนี้ยังมีการนำระบบโทรมาตรเพื่อการพยากรณ์น้ำและเตือนภัยลุ่มน้ำ (ภาพที่ 3) มาติดตั้งใช้งาน โดยการทำงานของระบบโทรมาตรนี้มีเพียงการตรวจวัดข้อมูลและส่งข้อมูลมาที่ศูนย์รวบรวมบันทึกข้อมูลจากระยะไกลแบบอัตโนมัติ ณ เวลาจริง (Real Time) ข้อมูลที่จำเป็นต้องตรวจวัดเพื่อใช้ในงานชลประทานประกอบด้วย ระดับน้ำ ปริมาณน้ำฝน ระยะเปิดบานประตูทด-ระบายน้ำ คุณภาพน้ำ และข้อมูลอากาศเพื่อการเกษตรเป็นต้น
t1
คลิกอ่านเอกสาร ทั้งหมดที่ https://docs.google.com/file/d/0B4XhD_Bs_zAVU3FuMFZLM203cFE/edit?usp=sharing


วัดระดับน้ำ 111 ปี

สิงหาคม 15, 2013

วัดระดับน้ำ111 ปี

โดย ดร.วิชญ์ ศรีวงษา
ศูนย์โทรมาตรเพื่อการบริหารจัดการน้ำ
สำนักบริหารจัดการน้ำและอุทกวิทยา กรมชลประทาน

คำนำ

ดินแดนสุวรรณภูมิก่อนประเทศไทยถือกำเนิดขึ้นได้มีการสร้างระบบชลประทานมาแล้วหลายพันปี ยกตัวอย่างทางภาคเหนือประมาณ 1300 ปีที่ผ่านมา หรือประมาณปี พ.ศ. 1250 ได้มีการสร้างเหมืองฝาย เพื่อทดน้ำจากแม่น้ำปิงเข้ามาทำนาในบริเวณย่าน ต.หนองผึ้ง ต.ท่าวังตาล อ.สารภีเรื่อยไปถึง อ.จอมทอง จ.เชียงใหม่ ต่อมาในสมัยพ่อขุนรามคำแหงมหาราชระหว่างปี พ.ศ. 1820–1860พระองค์ได้ทรงสร้างเขื่อนดินห่างจากตัวเมืองสุโขทัยไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้เพื่อกักเก็บน้ำใช้แก้ปัญหาการขาดแคลนน้ำเมื่อมีการสร้างเหมืองฝายขึ้น จึงเกิดกิจกรรมการเฝ้ามองระดับน้ำเพื่อตรวจสอบว่ามีน้ำไหลเข้าในเหมือง คู คลองถึงบริเวณที่ทำการเกษตรตามต้องการ แต่เพียงการเฝ้ามองยังไม่ถือว่าเป็นการวัดระดับน้ำอย่างชัดเจนนักในเรื่องการวัดระดับน้ำของไทยที่เห็นชัดเจนเกิดขึ้นในปีพ.ศ. 2374 พระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าฯ รัชกาลที่ 3 ทรงสร้างเสาหินวัดระดับน้ำแม่น้ำเจ้าพระยาที่จังหวัดพระนครศรีอยุธยา เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการเตรียมรับสถานการณ์ทางเศรษฐกิจการค้าขายล่วงหน้า จากระดับสูงสุด-ต่ำสุดของแม่น้ำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับฤดูการทำนา และการเก็บเกี่ยว ดังนั้นถ้านับปีพ.ศ.2374 เป็นปีเริ่มต้นของการวัดระดับน้ำเพื่อใช้เป็นข้อมูลทางอุทกวิทยาเป็นประโยชน์เพื่อการพยากรณ์สภาวะของน้ำ(นิพนธ์ 2550) จนกระทั่งถึงปี พ.ศ. 2556 รวมเวลาแล้วได้ 182 ปี แต่ถ้านับช่วงเวลาการวัดระดับน้ำตามอาคารบังคับน้ำหรือจุดตรวจวัดระดับน้ำต่างๆ มาใช้ในการจัดการน้ำในเขื่อนเก็บกักน้ำ อ่างเก็บน้ำ การควบคุมการไหลของน้ำในแม่น้ำลำคลองและในระบบชลประทานโดยกรมชลประทาน ซึ่งการนับอายุของกรมชลประทานเริ่มตั้งแต่ รัชกาลที่ 5 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯตั้งกรมคลอง เมื่อปี พ.ศ. 2445 ต่อมา รัชกาลที่ 6 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯเปลี่ยนชื่อจากกรมคลองเป็นกรมทดน้ำ และต่อมา รัชกาลที่ 7 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯเปลี่ยนชื่อจากกรมคลองเป็นกรมชลประทาน รวมเวลาถึงปี พ.ศ.2556นับอายุได้ 111 ปี…ข้อมูลระดับน้ำเป็นสิ่งจำเป็น และการวัดระดับน้ำนี้ถือเป็นกิจกรรมพื้นฐานของงานชลประทานที่ทุกโครงการชลประทานได้ถือปฏิบัติสืบต่อกันมานาน111 ปีแล้ว ทำให้กิจกรรมนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิถีชีวิตของชาวชลประทานที่ยั่งยืนอยู่ควบคู่กับกรมชลประทานต่อไป

คลิกอ่านเพิ่มเติมที่http://water.rid.go.th/flood/ridtele/data/water%20level%20111%20y.pdf


ข่าวโทรวัดน้ำ

มิถุนายน 18, 2013

212424

โทรวัดน้ำ

ยามที่ฝนตกหนัก มีน้ำท่วม คนจะตระหนกและทำทุกอย่างเพื่อระบายให้แห้ง และมีบ่อยครั้ง ไม่เชื่อมือคนรับผิดชอบโดยตรง ไปให้ความสำคัญกับการอวดอ้างของใหม่ ราคาแพง ว่าแก้ปัญหาได้

เช่นเชื่อว่า การลงทุนทำโครงการบริหารจัดการน้ำทั้งระบบทั่วประเทศ มูลค่า 3.5 แสนล้านบาท จะทำให้ปัญหาน้ำท่วมหมดไป ซึ่งก็มีส่วนจริง ถ้าทุกรายการทำได้จริง ตามเวลา แต่ก็ไม่ควรเทียบเคียง ดูแคลน หรือมองข้ามความสำคัญของกรมชลประทาน หน่วยงานที่ดูแลเรื่องน้ำมาแล้ว 111 ปี เพราะที่ผ่านมา หน่วยงานนี้ได้งบประมาณแค่ปีละ 4 หมื่นล้านบาท จากที่ขอ 1 แสนล้านบาท

สัปดาห์ที่ผ่านมา มีงาน 111 ปีกรมชลประทาน ที่จัดอย่างเขียม ๆ ภายในกรมฯ ถนนสามเสน บางกระบือ ซึ่งนอกจากกิจกรรมหลากหลาย ยังเอาผลงานนวัตกรรมที่ไม่ค่อยโอ้อวดที่ไหนมาให้เห็นขอหยิบมาเล่าสู่กัน 1 ผลงาน ชื่อ “โทรวัดน้ำ” ของ ดร.วิชญ์ ศรีวงษา หัวหน้าศูนย์โทรมาตรเพื่อการบริหารจัดการน้ำ และ ทีมงาน ประกอบด้วย กรตสุวรรณ โพธิ์สุวรรณ และชวกร ริ้วตระกูลไพบูลย์ นวัตกรรมนี้ อธิบายง่าย ๆ เป็นการใช้โทรศัพท์แจ้งระดับน้ำด้วยเสียง แบบเรียลไทม์ ให้กับทุกสาย ทุกยี่ห้อ ทุกเครือข่าย ที่กดโทรฯ เข้าไปรับฟัง

ดร.วิชญ์ เท้าความการวัดระดับน้ำตามจุดตรวจต่าง ๆ ว่า ทำเพื่อเอามาใช้บริหารจัดการน้ำในเขื่อน อ่างเก็บน้ำ และควบคุมการไหลของแม่น้ำ ลำคลอง ซึ่งเป็นพื้นฐานของงานชลประทาน แต่ก็ขาดแคลนแรงงานที่จะเก็บข้อมูลระดับน้ำ แม้จะมีเทคโนโลยีระบบโทรมาตร แต่ก็มีราคาสูง ถ้าเป็นชุดใหญ่ ก็สูง 1-2 ล้านบาท ระดับรองลงมาก็ 5 แสนบาท จึงคิดพัฒนาอุปกรณ์ที่ทำให้การตรวจวัดระดับน้ำจากที่ไกล ๆ แบบง่าย ๆ ด้วยการโทรศัพท์เข้าไปที่เครื่อง ตรงจุดวัด และรับฟังข้อความที่เปล่งเสียงออกมา ณ เวลาจริง เพื่อนำข้อมูลไปใช้จัดการต่าง ๆ เช่น คำนวณอัตราการไหล ปริมาณการใช้น้ำ

อุปกรณ์ที่ใช้พัฒนา ประกอบด้วย เซ็นเซอร์วัดระดับน้ำแบบลูกลอย ให้สัญญาณตรวจวัดส่งให้วงจร แล้วแปลงระดับน้ำเป็นตัวเลข ควบคุมการทำงานและแสดงผลบนจอแอลซีดี ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ วงจรเปล่งเสียง ที่แปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นระบบเสียง รับฟังได้จากลำโพงขนาดเล็ก มีสายสัญญาณต่อพ่วงกับโทรศัพท์ มือถือ เมื่อสายโทรฯ เข้าก็รับฟังได้

“การแปลงค่าระดับน้ำเป็นตัวเลขดิจิทัลและเสียงพูด ใช้ระบบวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์ เราเขียนโปรแกรมด้วยภาษาเบสิกควบคุมการทำงานของระบบทั้งหมด” ดร.วิชญ์อธิบาย โดยย้ำว่า ทำขึ้นโดยฝีมือของทีมงาน ใช้เงินลงทุนประมาณ 5 หมื่นบาท

แม้จะทำใช้ในหน่วยงาน แต่ถ้าเอกชนสนใจ ก็สอบถามได้ทางโทรศัพท์ 08-3496-3098, 08-5831-7983
นวัตกรรมนี้เป็นผลงานที่แสดงถึงความตั้งใจแก้ปัญหาของหน่วยงาน ในส่วนรายละเอียดที่คนทั่วไปนึกไม่ถึง แต่มีความสำคัญ ซึ่งไม่มีงานนิทรรศการครั้งนี้ โทรวัดน้ำ ก็จะเป็นเพียงความภาคภูมิใจเงียบ ๆ ของผู้เกี่ยวข้องไม่กี่คน จึงต้องช่วยกันป่าวประกาศแสดงความชื่นชม.

ai2885@hotmail.com

ที่มา http://m.dailynews.co.th/article/154267/212424


KRC เยี่ยมชมโครงการส่งน้ำฯเพชรบุรี

มีนาคม 24, 2013

v11

v12

v13
เมี่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ 2556 ดร.วิชญ์ ศรีวงษา นายช่างโยธาชำนาญงาน และนายพงศกรณ์ สุวรรณพิมล นักอุทกวิทยาเชี่ยวชาญ นำคณะเจ้าหน้าที่ KRC (Korea Rural Community Corporation) มาตรวจสภาพความพร้อมในการติดตั้งอุปกรณ์ ที่โครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาเพชรบุรี ตามโครงการทดลองติดตั้งระบบโทรมาตรและระบบประมวลผล โดยมีนายทองล้วน เผ่าวิจารณ์ หัวหน้าฝ่ายจัดสรรน้ำและปรับปรุงระบบชลประทาน และนายทรงสิทธิ์ สุขพานิช หัวหน้าฝ่ายส่งน้ำและบำรุงรักษาที่ 2 เพชรบุรี ให้การต้อนรับและนำดูสถานที่


การพัฒนาประตูทด-ระบายน้ำแบบอัตโนมัติ ROBOGATE และแนวคิดประยุกต์เพื่อการจัดการน้ำท่วม-หลากในลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยา

มกราคม 4, 2012

การพัฒนาประตูทด-ระบายน้ำแบบอัตโนมัติ ROBOGATE และแนวคิดประยุกต์เพื่อการจัดการน้ำท่วม-หลากในลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยา

การพัฒนาประตูทด-ระบายน้ำแบบอัตโนมัติ ROBOGATEและแนวคิดประยุกต์เพื่อการจัดการน้ำท่วม-หลากในลุ่มน้ำเจ้าพระยา
การพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อการชลประทาน การตรวจวัดและจัดเก็บข้อมูล การควบคุมการไหลของน้ำแบบอัตโนมัติ มีประโยชน์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการน้ำชลประทาน ช่วยแก้ปัญหาหลายประการเช่น ปัญหาการขาดแคลนแรงงานฝีมือด้านการส่งน้ำ-ควบคุมอุปกรณ์หรืออาคารบังคับน้ำ การลดใช้พลังงาน ลดค่าใช้จ่ายในการจัดการน้ำ และการป้องกันบรรเทาน้ำท่วม-หลาก เป็นต้น
สำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีหรือวิธีการต่างๆเพื่อการควบคุมการไหลของน้ำแบบอัตโนมัติในต่างประเทศมีมานานแล้ว เช่น Ploss (1987) ได้พัฒนาวิธีการควบคุมระบบคลองส่งน้ำที่มีการไหลของน้ำแบบเป็นสัดส่วนกันคือ HY-FLO
(hydraulic filter offset method) โดยควบคุมระดับน้ำด้านท้ายประตู ถ้าระดับน้ำด้านท้ายประตูลดต่ำกว่าระดับที่กำหนดจะเปิดบานเพิ่มขึ้นเพื่อเพิ่มระดับน้ำด้านท้าย และทางกลับกันประตูจะลดบานลงถ้าระดับน้ำด้านท้ายสูงกว่าระดับที่กำหนด ซึ่งในเวลาต่อมาได้ใช้อุปกรณ์ทางอิเลคทรอนิคส์เสริมการทำงานด้านตรวจวัดระดับน้ำและตั้งชื่อการควบคุมใหม่นี้ว่า EL-
FLO plus, ระบบ BIVAL ที่พัฒนาโดย Chevereau and Schwartz-Benezeth (1987)
เป็นระบบที่ทำงานในสนามได้ดีมากโดยใช้วิธีการที่เรียกว่า constant downstream volume system ซึ่งเป็นการตรวจวัดระดับทางท้ายน้ำและควบคุมแบบ downstream water volume, Burt(1983) ได้พัฒนาระบบการควบคุมคลองแบบ CARDD โดยใช้การตรวจวัดระดับน้ำหลายแห่งพร้อมกันและควบคุมแบบ downstream water level
control แต่วิธีการนี้ Pongput(1994) อธิบายว่าใช้เวลามากสำหรับการเข้าสู่สภาวะ steady-state เมื่อเทียบกับวิธีการอื่น Zimbelman and Bedworth(1983)
ได้พัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับการควบคุมการไหลของน้ำจากคอมพิวเตอร์ศูนย์กลาง มีหลักการควบคุมแบบ downstream control โดยประตูทด-
ระบายน้ำทางด้านเหนือน้ำจะทำหน้าที่ควบคุมระดับทางด้านท้ายน้ำให้อยู่ที่ระดับน้ำเป้าหมายโดยเรียกการควบคุมนี้ว่า dead band or tolerance in control routine อธิบายได้คือถ้าระดับน้ำท้ายน้ำอยู่ในช่วง tolerance เครื่องจะไม่ทำงานและรอจนกว่าระดับน้ำไม่อยู่ในช่วงดังกล่าวจึงเริ่มทำงานใหม่ เทคโนโลยีและวิธีการควบคุมการไหลของน้ำแบบอัตโนมัติยังมีอีกหลายเรื่อง  สำหรับส่วนของผู้เขียนได้ทำวิจัยร่วมกับท่าน รศ.ดร.วราวุธ วุฒิวณิชย์ ร่วมกันพัฒนาประตูทด-ระบายน้ำแบบอัตโนมัติโดยตั้งชื่อว่า ROBOGATE ตั้งแต่ปี 2546 – 2554
การพัฒนาเริ่มจากห้องปฏิบัติการของภาควิชาวิศวกรรมชลประทาน คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ อ.กำแพงแสน จ.นครปฐม
และได้ขยายผลไปทดสอบใช้งานจริงในระดับโครงการชลประทานหลายแห่ง ซึ่งในปัจจุบัน ROBOGATE ในโครงการชลประทานหลายแห่งยังคงทำงานอยู่โดยไม่หยุดพัก

วิธีดำเนินงาน

การพัฒนาเริ่มจากการสร้างแบบจำลองคลองและติดตั้งประตูทด-ระบายน้ำแบบอัตโนมัติเรียกว่า ROBOGATE ซึ่งใช้เทคโนโลยีหุ่นยนต์ที่ได้พัฒนาให้สามารถดัดแปลงไปติดตั้งประตูทด-ระบายน้ำที่มีอยู่แล้วทำหน้าที่ควบคุมระดับน้ำด้านเหนือน้ำหรือด้านท้ายน้ำตามที่กำหนดไว้เพื่อการควบคุมการไหลของน้ำในคลองให้เข้าสู่ภาวะ steady-state และการรักษาช่วง tolerance ของค่าระดับน้ำให้นานที่สุดการควบคุมสามารถทำได้ทั้งแบบ upstream volume control, downstream volume control และ water level controlซึ่งมีทั้งแบบ upstream และ downstream จากนั้นได้ทำการต่อยอดขยายผลการพัฒนานำไปใช้งานจริงที่โครงการชลประทาน สำหรับการพัฒนาประตูทด-ระบายน้ำแบบอัตโนมัติ ROBOGATE ได้พัฒนาถึงรุ่นที่ 7 แสดงในภาพที่ 1-2 และรายละเอียดการพัฒนาแสดงในตารางที่ 1

ตารางที่ 1รายละเอียดการพัฒนาประตูทด-ระบายน้ำแบบอัตโนมัติ ROBOGATE

รายการ คุณสมบัติและการทำงาน หน้าที่และการใช้งาน
1.ROBOGATE Ver. 1 ปี 2546-2548 1.ไมโครคอนโทลเลอร์ BS2SX ประมวลผลแบบ polling ทุกๆ 5 วินาที
2.วงจร RC-Time
ร่วมกับตัวต้านทานปรับค่าได้ตรวจวัดระดับน้ำและระยะเปิดบานประตูทด-
ระบายน้ำ
3.ใช้ DC เกียร์มอเตอร์ปรับระยะเปิดบานประตูอัตโนมัติ
1.ติดตั้งที่ประตูทด-ระบายน้ำในแบบจำลองคลองอัตโนมัติของภาควิชาวิศวกรรมชลประทาน
คณะวิศวกรรมศาสตร์กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ อ.กำแพงแสน จ.นครปฐม
2.ควบคุมการไหลของน้ำที่บานประตูทด-ระบายน้ำแบบ upstream water level control
2.ROBOGATE Ver.2ปี 2547-2548 1.ไมโครคอนโทลเลอร์ BS2SX ประมวลผลแบบ polling
เลียนแบบกราฟการขึ้น-ลงของระดับน้ำทะเลบริเวณปากแม่น้ำเจ้าพระยา
2.วงจร ADC 12 bit
ร่วมกับตัวต้านทานปรับค่าได้ตรวจวัดระดับน้ำและระยะเปิดบานประตูทด-
ระบายน้ำ
3.ใช้ DC เกียร์มอเตอร์ปรับระยะเปิดบานประตูแบบหางปลาวาฬ
1.ติดตั้งในแบบจำลองแม่น้ำเจ้าพระยาเพื่อศึกษาการไหลของน้ำสำหรับการจัดการน้ำที่ประตูร
ะบายน้ำคลองลัดโพธิ์ ฝ่ายชลศาสตร์ สำนักวิจัยและพัฒนา กรมชลประทาน
2.ควบคุมการไหลของน้ำที่บานประตูทด-ระบายน้ำแบบ upstream water level control
3.ROBOGATE Ver.3ปี 2548-2549 1.ไมโครคอนโทลเลอร์ 14bit core (PIC)ประมวลผลแบบ polling
และทำงานร่วมกับคอมพิวเตอร์แบบ PC
2.วงจร ADC 10bitร่วมกับตัวต้านทานปรับค่าได้ตรวจวัดระดับน้ำและระยะเปิดบานประตูระบายน้ำ
3.ใช้ DC เกียร์มอเตอร์ปรับระยะเปิดบานประตูอัตโนมัติ
4.สื่อสารกับ PC สถานีแม่ข่ายทำงานเป็นระบบ SCADA ผ่านคลื่นวิทยุ CB
245 MHz รัศมีการสื่อสาร 1 – 3 กิโลเมตร
1.ติดตั้งที่ประตูระบายน้ำปากคลองของแบบจำลองคลองอัตโนมัติ
ภาควิชาวิศวกรรมชลประทาน ฯ
2.ควบคุมการไหลของน้ำที่บานประตูระบายน้ำแบบ downstream volume control
4.ROBOGATE Ver.4ปี 2548-2550 1.ไมโครคอนโทลเลอร์ PIC 14bit core ประมวลผล
2.วงจร ADC 10bit ร่วมกับ potentiometer
ตรวจวัดระดับน้ำและระยะเปิดบานประตูระบายน้ำ
3.ใช้ AC / DC เกียร์มอเตอร์ปรับระยะเปิดบานประตูอัตโนมัติ
สามสารถติดตั้งได้กับบานประตูทด-ระบายน้ำในโครงการชลประทาน
4.สื่อสารกับ PC สถานีแม่ข่ายเพื่อทำงานเป็นระบบ SCADA ผ่านคลื่นวิทยุ CB
245 MHz หรือ VHF 139 MHz ด้วยวิธี dual tone multi frequency encoding
data รัศมีการสื่อสาร 20 – 40 กิโลเมตร
1.ติดตั้งที่ประตูทด-ระบายน้ำทดแทน ROBOGATE Ver.1 ของแบบจำลองคลองอัตโนมัติภาควิชาวิศวกรรมชลประทาน ฯ จำนวน 4 แห่ง
2.ควบคุมการไหลของน้ำหน้าบานประตูทด-ระบายน้ำแบบ upstream volume control
3.ติดตั้งใช้งานที่คลองส่งน้ำสายใหญ่ฝั่งซ้าย โครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาน้ำอูน อ.พังโคน
จ.สกลนคร จำนวน 5 แห่ง
4.ควบคุมการไหลของน้ำที่บานประตูทด-ระบายน้ำแบบ upstream/downstream volume
control
5.ROBOGATE Ver.5
ปี 2549-2551
1.ไมโครคอนโทลเลอร์จำนวน 2 unit ประมวลผลแบบ polling
2.วงจร ADC 10bit ร่วมกับ potentiometer
ตรวจวัดระดับน้ำและระยะเปิดบานประตระบายน้ำ
3.ใช้ DC/AC เกียร์มอเตอร์ปรับระยะเปิดบานประตูอัตโนมัติ
4.สื่อสารกับ PC สถานีแม่ข่ายเพื่อทำงานเป็นระบบ SCADA ผ่านคลื่นวิทยุ CB245 MHz หรือ VHF 139 MHz ด้วยวิธี dual tone multi frequency encodingdata รัศมีการสื่อสาร 50 – 80 กิโลเมตร หรือเลือกการสื่อสารผ่านระบบ GPRS
5.ข้อมูล automatic upload ที่หน้าเวปเพจพร้อมกับใช้ host ของ internet เป็นdata logger
6.ใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์
คัดแยกช่องความถี่ย่อยโดยใช้ CTCSS tone รัศมีการสื่อสาร 50 – 80 กิโลเมตร
5.ใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์
1.ติดตั้งที่ประตูทด-ระบายน้ำของคลองส่งน้ำภายในมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ อ.กำแพงแสน
จ.นครปฐม จำนวน 4 แห่ง
2.ติดตั้งใช้งานที่ประตูทด-ระบายน้ำ กม.3+500, 9+813, 20+300 คลอง 5L-2Lโครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาสองพี่น้อง จ.สุพรรณบุรี
3.ติดตั้งที่ประตูทด-ระบายน้ำสำหรับ
การเรียนการสอนและการฝึกอบรมที่สถานีบริหารจัดการน้ำด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่สถาบันพัฒนาการชลประทาน กรมชลประทาน จำนวน 14 แห่ง
4.ควบคุมการไหลของน้ำที่บานประตูทด-ระบายน้ำแบบ upstream/downstream volume
control
6.ROBOGATE Ver.6
ปี 2551-2552
1.ไมโครคอนโทลเลอร์จำนวน 4 unit ประมวลผล
2.วงจร ADC 12 bit ร่วมกับวงจรเปรียบเทียบแรงดันน้ำpotentiometer
ตรวจวัดระดับน้ำและระยะเปิดบานประตูระบายน้ำ
3.ใช้ AC เกียร์มอเตอร์ปรับระยะเปิดบานประตูอัตโนมัติ
4.สื่อสารกับ PC สถานีแม่ข่ายเพื่อทำงานเป็นระบบ SCADA ผ่านคลื่นวิทยุVHF 139 MHz ด้วยวิธี dual tone multi frequency encoding data
1.ติดตั้งใช้งานที่ประตูทด-ระบายน้ำ กม.0+000 ,10+300,49+750 คลอง 2L
ของเขื่อนทดน้ำแม่กลอง
2.ติดตั้งใช้งานที่ประตูทด-ระบายน้ำ กม.14+750, 26+300, 33+750 คลอง 5L-2L
โครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาสองพี่น้อง จ.สุพรรณบุรี
3.ควบคุมการไหลของน้ำที่บานประตูทด-ระบายน้ำแบบ upstream/downstream volume
control
7.ROBOGATE Ver.7
ปี 2552-2554
1.ไมโครคอนโทลเลอร์ 14/16bit core ประมวลผลแบบ polling
2.วงจร ADC 12bit ร่วมกับวงจรเปรียบเทียบแรงดันน้ำตรวจวัดระดับน้ำ
3.วงจร ADC 12bit
ร่วมกับตัวต้านทานปรับค่าได้ตรวจวัดระยะเปิดบานประตูระบายน้ำ
4.ใช้ AC เกียร์มอเตอร์ปรับระยะการเปิดวาล์วน้ำขนาดใหญ่
5.สื่อสารกับ PC สถานีแม่ข่ายเพื่อทำงานเป็นระบบ SCADA ผ่านคลื่นวิทยุVHF 139 MHz ด้วยวิธี dual tone multi frequency encoding data
คัดแยกช่องความถี่ย่อยโดยใช้ CTCSS tone รัศมีการสื่อสาร 60 – 100
กิโลเมตร
5.ข้อมูล automatic upload ที่หน้าเว็บเพจพร้อมกับใช้ host ของ internet เป็นdata logger
6.ใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์
1.ติดตั้งที่ โครงการเครือข่ายอ่างเก็บน้ำ อันเนื่องมาจากพระราชดำริ อำเภอชะอำ
จังหวัดเพชรบุรี และอำเภอหัวหิน จังหวัดประจวบคีรีขันธ์
2.ควบคุมการไหลของน้ำแบบ upstream/downstream volume control


ผลและสรุปการทดสอบใช้งาน

การทดสอบการทำงานของ ROBOGATE ที่พัฒนาขึ้นในแต่ละรุ่นได้ทำทุกครั้ง
แต่ในที่นี้ขอนำเสนอในส่วนการทดสอบที่โครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาสองพี่น้อง จ.สุพรรณบุรี ในช่วงปี 2553-2554 (ตารางที่ 2) โดยใช้ ROBOGATE Ver.5 และ ROBOGATE Ver.6 ทำงานร่วมกับแบบจำลอง Canal Operation Model (COM) ซึ่งเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่พัฒนาขึ้น (อุรินทร์ 2552และ2010) เพื่อช่วยในการควบคุมระดับน้ำด้านหน้าอาคารควบคุมน้ำ ของช่วงคลองต่าง ๆ ในคลองส่งน้ำให้อยู่ในระดับเป้าหมายที่กำหนด ประกอบด้วย 3 แบบจำลองย่อย ได้แก่ แบบจำลองคาดการณ์ผลการรบกวนระบบส่งน้ำ (Forecasted Perturbation Model) แบบจำลองระดับน้ำในคลอง (Water Surface Profile Model) และแบบจำลองการไหลแบบไม่มั่นคงของน้ำในคลอง (Unsteady Flow Model) โดยแบบจำลอง COM จะจำลองระดับน้ำด้านหน้าอาคารควบคุมน้ำในคลอง 5L – 2L
เพื่อคำนวณหาระยะยกบานประตูที่สามารถควบคุมน้ำด้านหน้าอาคารให้อยู่ที่ระดับเป้าหมายที่กำหนด ผลลัพธ์ของแบบจำลองคือ ระยะเปิดบาน และผลการจำลองระดับน้ำด้านหน้าของอาคารควบคุมน้ำในคลอง 5L – 2L ที่ช่วงเวลาต่าง ๆ ควบคุมอัตราการไหลของน้ำที่ส่งเข้าคลองซอยให้มีการเปลี่ยนแปลงไม่เกิน 10% ของอัตราการไหล โดยพิจารณาจากดัชนีผลสัมฤทธิ์ด้านการควบคุมระดับน้ำ 3 ดัชนี ประกอบด้วย ดัชนีความคลาดเคลื่อนสูงสุด (Maximum Absolute Error, MAE) ดัชนีความคลาดเคลื่อนเฉลี่ย (Integrated Absolute Error, IAE) และดัชนีความน่าเชื่อถือของการควบคุมระดับน้ำ (Reliability of Water Level Control, RWLC) ที่ระดับนัยสำคัญของการทดสอบ 0.05 ( = 0.05) และค่าดัชนีที่ได้จากการทดสอบในช่วงเวลาดังกล่าวแสดงในตารางที่ 3-5 ซึ่งผลการทดสอบสามารถสรุปจากค่าดัชนีจากตาราง 3-5 ได้คือ ROBOGATE สามารถใช้งานในโครงการชลประทานได้จริงและทำงานได้ในระดับดี

แนวคิดประยุกต์ ROBOGATE เพื่อการจัดการน้ำท่วม-หลากในลุ่มน้ำเจ้าพระยา

ภาพที่ 3 แนวคิดระบบชะลอ-พักน้ำส่วนเกินเพื่อระบายในช่วงเวลาที่เหมาะสม

สำหรับการจัดการน้ำท่วมลุ่มน้ำเจ้าพระยาตอนล่าง

ประโยชน์ของการพัฒนาประตูทด-ระบายน้ำแบบอัตโนมัติ หรือ ROBOGATE คือกรมชลประทานได้เครื่องมือที่ใช้เทคโนโลยีหุ่นยนต์เพื่อการชลประทาน ช่วยการจัดการน้ำแบบ  real time อัตโนมัติและสามารถนำไปประยุกต์เพื่อการจัดการน้ำที่มีความซับซ้อนเนื่องจากปัจจัยต่างๆได้หลายแบบ เช่น กรณีอุกภัยครั้งใหญ่ในประเทศไทยปี 2554 (ช่วงเวลาที่เขียนบทความนี้ )จากการศึกษาข้อมูลการไหลของน้ำที่ทำให้เกิดอุทกภัย หรือน้ำท่วมขนาดใหญ่ในครั้งนี้ มีสาเหตุจากน้ำหลากในทุ่งเจ้าพระยา โดยน้ำหลากเกิดจากน้ำฝนที่ตกบริเวณลุ่มน้ำปิง ลุ่มน้ำวัง ลุ่มน้ำยม และลุ่มน้ำน่าน เป็นหลักซึ่งมีปริมาณน้ำมากกว่าความจุของเขื่อนที่มีอยู่รองรับได้ น้ำส่วนเกินจะไหลลงในลำน้ำ และมีน้ำจำนวนมากบางส่วนที่เกินกว่าขนาดหน้าตัดการไหลของลำน้ำรองรับได้ จึงไหลล้นตลิ่งบ่าท่วมและไหลหลากผสมผสานกับน้ำฝนที่ตกในลุ่มน้ำแล้วไม่มีทางระบายจึงรวมตัวเป็นน้ำส่วนเกินไหลหลากในทุ่ง ซึ่งช่วงที่เกิดอุทกภัยในครั้งนี้ยังไม่มีเครื่องมือหรืออุปกรณ์ในสนามสำหรับการตรวจวัดระดับน้ำ และตรวจวัดอัตราการไหลของน้ำหลากในทุ่งดังกล่าว จึงไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างถูกต้อง อาศัยเพียงข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมสำรวจภูมิประเทศซึ่งพอคาดการณ์แบบไม่ละเอียดนัก หากพิจารณาอาคารที่ควบคุมการไหลของน้ำที่ไหลจากภาคเหนือลงมาที่ลุ่มเจ้าพระยาจะมีเพียงเขื่อนเจ้าพระยาและระบบคลองส่งน้ำ โดยเขื่อนเจ้าพระยาได้สร้างขึ้นไว้เพื่อการทดน้ำและส่งน้ำเข้าคลองส่งน้ำทั้งสองฝั่งแม่น้ำเป็นหลัก ไม่มีส่วนที่เป็นพื้นที่ชะลอ-พักน้ำส่วนเกินอย่างแท้จริงโดยการชะลอ-พักน้ำส่วนเกินนี้ไว้ระยะเวลาหนึ่งแล้วจึงค่อยทยอยระบายน้ำออกในช่วงเวลาที่เหมาะสม มิให้เกิดภาวะน้ำท่วมทางด้านท้ายน้ำช่วยให้เกิดความสมดุลทางธรรมชาติเพราะจะมีปริมาณน้ำไหลในลำน้ำอย่างสม่ำเสมอไม่มากหรือน้อยเกินไป และมีประโยชน์สำหรับการเพาะปลูกเพราะมีน้ำไว้ใช้

จากแนวคิดป้องกันบรรเทาอุทกภัยในเขตเมืองที่มีผู้นำเสนอหลายแนวทางส่วนใหญ่มุ่งเน้นป้องกันเมืองหลวงหรือกรุงเทพฯเป็นส่วนใหญ่ แต่ชุมชนเมืองต่างๆตั้งแต่ จ.นครสวรรค์ เรื่อยมายังไม่ได้รับการแก้ไข และในข้อเสนอส่วนใหญ่แนะนำให้ทำคันกั้นในแม่น้ำ การเร่งผันน้ำลงสู่ทะเล การทำทางระบายน้ำพิเศษ ซึ่งทุกแนวทางจะพิจารณาน้ำส่วนเกินที่ได้ไหลหลากลงมาในทุ่งเจ้าพระยาตอนล่างแล้ว

ดังนั้นหากต้องการแก้ปัญหาอุทกภัยทีเกิดจากน้ำส่วนเกินหน้าตัดการไหลของลำน้ำ และกลายเป็นน้ำทุ่งไหลหลาก ควรจัดทำ”ระบบชะลอ-พักน้ำส่วนเกินเพื่อระบายในช่วงเวลาที่เหมาะสมแบบอัตโนมัติ” โดยจัดทำที่บริเวณด้านเหนือ อ.เมือง จ.นครสวรรค์ ระบบนี้มีผลดีกับระบบนิเวศน์ทางน้ำ มีค่าลงทุนก่อสร้างไม่สูง ระยะเวลาการจัดทำไม่นานและคนไทยสามารถทำเองได้  องประกอบสำคัญของระบบดังกล่าวแล้วคือส่วนที่เป็นพื้นที่สำหรับชะลอ-พักน้ำส่วนเกินไว้ ที่ได้จากการสร้างแนวถนนหรือทำนบดินและประตูทด-ระบายน้ำแบบอัตโนมัติ ROBOGATE (ภาพที่ 3)  ควบคุมการไหลของน้ำแบบ upstream/downstream volume control การระบายน้ำทำโดยอัตโนมัติในช่วงเวลาที่เหมาะสมจะทยอยระบายน้ำส่วนเกิน  ซึ่งจะช่วยเสริมการจัดการน้ำของเขื่อนเจ้าพระยาให้ดียิ่งขึ้น จากภาพที่ 3 ได้แสดงบริเวณที่เลือกจัดทำระบบฯคือพื้นที่เหนือ อ.เมือง จ.นครสวรรค์ ที่มีผู้คนอยู่ไม่หนาแน่นนักและเป็นพื้นที่เสี่ยงภัยน้ำท่วมอยู่ก่อนแล้ว เพื่อรองรับน้ำส่วนเกินจากลุ่มน้ำทางภาคเหนือ ขนาดพื้นที่จัดทำระบบฯ มีความสัมพันธ์โดยตรงกับปริมาณน้ำส่วนเกิน ซึ่งหาได้โดยพิจารณาจากกราฟน้ำท่าของสถานี วัดระดับน้ำ C12 กรมชลประทาน ปี2554(ภาพที่ 3ล่าง) ที่มีอัตราการไหลของน้ำผ่านสถานี C12 สูงสุดที่ 4,636 ลบ.ม./วินาที จากนั้นจึงกำหนดอัตราการไหลของน้ำระหว่าง 2,000 – 3,400 ลบ.ม./วินาที ซึ่งไม่ทำให้เกิดปัญหาน้ำท่วมหรือมีผลกระทบเนื่องจากน้ำน้อยที่สุดในบริเวณลุ่มน้ำเจ้าพระยาตอนล่าง ซึ่งปริมาณน้ำส่วนเกินฯแสดงไว้ในตารางที่ 6 ในการจัดทำระบบชะลอ-พักน้ำเพื่อการระบายน้ำส่วนเกินนี้ถ้าพื้นที่ไม่อำนวยในการสร้าง สามารถกำหนดที่ตั้งใหม่หรืออาจทำไว้หลายๆ แห่งเป็นโครงข่ายได้เช่นกัน  แนวทางการจัดทำระบบฯ นี้มีทั้งข้อดีและข้อเสียซึ่งได้แสดงไว้ในตารางที่ 7

รายละเอียดคลิกดูได้ที่ https://docs.google.com/open?id=1U94vUAxgZNUKeBFLc2Mt_8IZ5p7tulfEN8cwmBBZuu602BF4sDY8zblkFuKR


งาน 84 พรรษา ประโยชน์สุขสู่ปวงประชา

ตุลาคม 23, 2011

งาน 84 พรรษา ประโยชน์สุขสู่ปวงประชา
ที่ศูนย์ศึกษาการพัฒนาห้วยทราย อันเนื่องมาจากพระราชดำริ จังหวัดเพชรบุรี 24-28 สิงหาคม 2554

อุปกรณ์ระบบ SCADA เพื่อการชลประทาน สำหรับงานตรวจวัด จัดเก็บข้อมูล ควบคุมบานประตูระบายน้ำ ประตูทดน้ำ วาวล์น้ำ ในระยะไกลๆ โดยใช้การสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุย่าน VHF ในการทำงานที่กล่าวเครื่องจะทำงานแบบอัตโนมัติ ซึ่งได้พัฒนาใช้เทคโนโลยีหุ่นยนต์โดยใช้ชื่ออุปกรณ์นี้ว่า ROBOGATE ปัจจุบันพัฒนามาแล้วถึง ver.7

This slideshow requires JavaScript.


%d bloggers like this: