Modernizacja systemu SCADA - Aplikacja na przemysłowym akwedukcie nad jeziorem Como

System SCADA zbiera wszystkie najważniejsze parametry pracy systemu. Rejestruje w sposób ciągły ciśnienie, poziom, szybkość przepływu i odczyty mierników objętości. W przyszłości umożliwi to bardziej zaawansowaną optymalizację kosztów energii.

Zarządzanie zużyciem energii

Koszty energii w tym regionie wzrosły znacząco w ciągu ostatnich 30 lat. Położenie jeziora w górzystym terenie jest bardzo niekorzystne, jeśli chodzi o prowadzenie prac w zakresie gospodarki wodnej. Modernizacja systemu SCADA stworzyła możliwość nie tylko wykorzystania postępu technologicznego, ale również oceny koncepcji z zakresu zarządzania gospodarką wodną i wdrożenia nowego profilu zarządzania energią.

Największe procentowo zużycie energii pochłania proces przepompowywania. Zarządzanie energią obejmuje analizę zużycia dziennego i porównywanie jej z poziomem wody w jeziorze, co pozwala oszacować wymagany stan zbiornika. Punkty progowe są określane dla pomp tak, aby zapewnić ich pracę nocą, kiedy energia jest najtańsza. Pompy mogą oczywiście pracować również w dzień, lecz jest to wmiarę możliwości ograniczane ze względu na koszty.

Technologia sieciowa

W początkowej fazie projektu oceniono możliwości istniejącego systemu telekomunikacyjnego i podjęto decyzję o przejściu na sieć bazującą na standardzie Ethernet. Istniejące naziemne linie telekomunikacyjne zapewniają łączność między sterownikami PLC a hostem SCADA.
Technologia HDSL zapewnia transmisję danych w standardzie Ethernet na bazie systemu telekomunikacyjnego.

Standard Ethernet ma liczne zalety w przypadku sieci polowej, w tym także potencjał dla rozbudowy działania operatora wiaduktów o przyszłe źródła przychodów. Przykładowo inne inwestycje realizowane w pobliżu jeziora Como mogą dzierżawić łącze do realizacji swoich własnych protokołów przemysłowych czy też innych instalacji, takich jak systemy monitorowania czy telefoniczne. Przyjęta architektura czyni również system telekomunikacyjny niezależnym od producentów sterowników PLC i systemów 
SCADA, zastosowanych do realizacji projektu.

Dwoma najważniejszymi dla zapewnienia niezawodnej komunikacji aspektami były bezpieczeństwo i dostępność sieci. W zakresie bezpieczeństwa przyjęto standardowe praktyki stosowane w systemach IT. Zastosowanie firewalli i kanałów VPN pozwala uzyskać dostęp do systemu jedynie autoryzowanym użytkownikom. Ponadto do każdego sterownika PLC są podłączone modemy telefonii komórkowej. Wrazie awarii linii naziemnej operatorzy systemu mogą uzyskiwać bezpośredni dostęp do sterowników PLC za pośrednictwem urządzeń mobilnych.

Oprogramowanie SCADA

Do realizacji systemu SCADA wybrano architekturę klient–serwer. Prosty projekt bazuje na dostępnych na rynku, łatwych w zarządzaniu urządzeniach o otwartej, modułowej architekturze. System PcVue, dostarczany przez ARC Informatique, wybrano do realizacji projektu ze względu na jego wszechstronność i łatwość obsługi. Dzięki nowoczesnym symbolom do wizualizacji i animacji do obsługi systemu wystarcza niewielki wyświetlacz. Zmienne (tagi) w PcVue, dzięki strukturze drzewa, minimalizują liczbę koniecznych do wyświetlenia ekranów. 

Rozmieszczenie stacji klienckich odbywa się automatycznie. Kolejni klienci są podłączani przez proste współdzielenie pliku projektu. Wykonywanie jakichkolwiek modyfikacji odbywa się na serwerze, ajego wynik jest kopiowany do stacji klienckich.

Działanie systemu

System generuje około tysiąca alarmów o zróżnicowanych poziomach priorytetów. Wszystkie one są rejestrowane w pamięci i dostępne zarówno w formatach tekstowych, jak i w postaci animacji graficznej. Po uaktywnieniu alarmu system SCADA korzysta z logiki kontekstowej, podpowiadającej podjęcie odpowiednich działań. W przypadku pojawienia się alarmu o wysokim priorytecie, do operatora jest wysyłana wiadomość SMS, w odpowiedzi na którą może on podłączyć się do sieci i potwierdzić odebranie alarmu. Jeśli operator nie zareaguje w określonym czasie, system będzie ponawiał wiadomości SMS, aż do uzyskania potwierdzenia.

Główne wyzwania

Nawet wybór wykonawcy był decyzją strategiczną. Rozważano powierzenie realizacji projektu wyłącznie wykwalifikowanym integratorom, zdolnym do zaprojektowania i implementacji całego, w pełni autonomicznego systemu.

Krytycznym aspektem była możliwość realizacji prac on-line, przy minimalnych zakłóceniach działania systemu. Ręczne nadzorowanie aplikacji nie jest zadaniem łatwym i było możliwe jedynie przez krótki czas, w sytuacjach awaryjnych. Do wymiany systemu SCADA niezbędne było całkowite wstrzymanie pracy wodociągów. Dobrze zorganizowane i skoordynowane zespoły robocze prowadziły prace równocześnie na wszystkich odcinkach, co pozwoliło skrócić do minimum czas instalacji i uruchomienia systemu.

Wybrany integrator systemów, firma T.S.A., przeprowadziła dogłębną analizę podobnych, działających systemów. Wykonała prace wraz z firmą Borghi, odpowiedzialną wcześniej za projekt i montaż nowej rozdzielnicy elektrycznej z systemem sterowania. Synergia między dwoma partnerami (TSA-Borghi) pozwoliła na osiągnięcie znacznych oszczędności finansowych.
Co ważniejsze, zespół miał kwalifikacje we wszelkich niezbędnych obszarach, co pozwoliło na kompleksową realizację całości pracy, począwszy od projektu, po finalne uruchomienie systemu, bez pomocy podwykonawców.

O ARC Informatique

Założona w 1981 r. francuska spółka ARC Informatique, z siedzibą w Paryżu, jest niezależną międzynarodową firmą, z bardzo silną pozycją rynkową w zakresie oprogramowania HMI/SCADA. Ma certyfikaty ISO 9001 i ISO 14000. Obsługuje klientów międzynarodowych za pośrednictwem biur sprzedaży i wsparcia technicznego, zlokalizowanych w USA, Europie i Azji. Obecnie na całym świecie są zainstalowane tysiące licencjonowanych kopii jej oprogramowania SCADA PcVue.

PcVue stanowi elastyczne rozwiązanie w zakresie nadzoru procesów przemysłowych, zakładów i infrastruktury. Zapewnia zgodność ze standardami przemysłowymi w zakresie niezawodności, bezpieczeństwa i parametrów, równocześnie charakteryzując się łatwą obsługą, porównywalną z pakietami biurowymi. Znajduje zastosowanie w szerokim zakresie aplikacji, począwszy od autonomicznych, obsługiwanych przez jednego użytkownika, po złożone, 
redundantne systemy klient–serwer.

Mat. pras.

ARC Informatique

źródło: PAR 11/2014