motiv.jpg (15236 bytes)
  

Názov:

Systém pre monitorovanie a riadenie sústavy priemyselných vôd

Používateľ:

MATADOR a. s. Púchov
Produkt: Dispečerský systém riadenia
Komunikácia: Dátová rádiová sieť HMZ a jestvujúce káble medzi objektmi
Funkcia:

Diaľkové dohliadanie na technologické parametre okruhu oteplených chladiacich vôd, prečerpávacích staníc splaškových vôd a mechanickej ČOV. Diaľkové ovládanie technologických parametrov. Automatické hysterézne riadenie prečerpávania oteplených i splaškových vôd. Diaľkové sledovanie ťažby úžitkovej vody a odvodu splaškovej vody do verejnej kanalizácie. Ochrana objektov proti vstupu nepovolaných osôb.

Prínos:

Zníženie prevádzkových nákladov vodného hospodárstva a zlepšenie ochrany životného prostredia v súlade s požiadavkami enviromentálneho manažmentu podľa ISO 14 001. Dispečer má včasnú informáciu, o ktoromkoľvek článku technologického reťazca, čo zjednodušuje a spresňuje jeho rozhodovanie pri poruchách a umožňuje spoľahlivý prechod na záložný režim práce a tým predchádzanie výrobným stratám.

Výhody

Telekontroléry SAE FW-10 majú niekoľko rôznych komunikačných modemov. Naviac, majú vlastnosti nielen komunikačného počítača (RTU) ale aj programovateľného automatu (PLC). Toto zjednodušuje a zlacňuje monitorovací systém keď je potrebné použiť súčasne rôzne komunikačné média ako v tomto prípade rádio a kábel a aby systém umožňoval nielen monitorovanie ale aj lokálnu reguláciu a diaľkové riadenie.

Problém

Vodné hospodárstvo podniku Matador a.s. Púchov má štyri hlavné technologické časti:

  • chladiaca voda,
  • úžitková voda,
  • splašková a odpadová voda,
  • pitná voda.

Každá táto technologická časť pozostáva z niekoľkých objektov.

Chladiaca voda a jej straty v technologickom okruhu oteplených chladiacich vôd sú kryté dodávkou vody z čerpacej stanice Váh. Čerpacia stanica sa spúšťa podľa potreby vody v chladiacom okruhu a v chemickej úpravni vody.

Úžitková voda v troch vyrovnávacích tlakových nádobách slúži pre výrobu TÚV, požiarnu ochranu.... Voda sa do systému úžitkovej vody dočerpáva zo štyroch vodných zdrojov a je spracovávaná chlórovaním.

Splašková a odpadová voda sa odvádza do verejnej kanalizácie alebo na MČOV pomocou prečerpávacích staníc splaškových vôd.

Pitnú vodu dodáva podnik SeVaK a jej množstvo sa meria fakturačným vodomerom na vstupe do závodu.

Sústava priemyselných vôd je rozložená na ploche celého podniku. Zabezpečenie jej správnej činnosti, včasné zistenie poruchy a prechod na záložný režim práce podľa ISO 14001 si vyžaduje aktuálne informácie zo vzdialených miest a je náročné na počet a kvalifikáciu pracovných síl.

 
Riešenie  

Podnik sa rozhodol vybudovať centrálny dispečerský systém riadenia vodného hospodárstva.

Požiadavkou podniku bolo merať hlavné technologické veličiny, ako sú hladiny, teploty, tlaky, prietoky a sledovanie prevádzky elektrických strojov, ktoré umožní skvalitnenie operatívneho riadenia a plánovanie údržby a opráv pri vyššej spoľahlivosti a nižších nákladoch.

Neskôr bola požiadavka rozšírená o  diaľkové ovládanie a automatické riadenie. Spoločnosť SAE-Control a.s. navrhla a dodala dvojúrovňový riadiaci systém (obr. 1).

schéma systému

ZV - zdroj vody, PSSV - prečerpávacia stanica splaškových vôd, JOCHV - jama oteplených chladiacich vôd, MČOV - mechanická ČOV, IP - prietok úžitkovej vody z Váhu, PV - prietok pitnej vody, M5/X - prietok splaš. vôd, PS OCHV - prečerpávacia stanica oteplených chladiacich vôd

Diaľkové monitorovanie, ovládanie, riadenie a archivácia je sústredená do dispečerskej miestnosti. Táto sa skladá z riadiacej stanice a personálneho počítača.

V technologických objektoch je 10 telekontrolérov, ktoré robia zber údajov so snímačov technologických veličín, vykonávajú povely diaľkového ovládania a automatický regulujú vybrané procesy.

Komunikáciu v rádiovej a káblovej sieti koordinuje riadiaca stanica.

Štandardne systém pracuje v automatickom režime. Telekontrolér SAE, ako napovedá názov, pôsobí súčasne vo funkcii PLC automatu a komunikačného počítača RTU Výhoda tohoto spojenia je zrejmá zvlášť v prostredí sietí, kde sa prenosy dát uskutočňujú nielen po kábloch, ale i rádiovým spojením, ako je tomu v prípade tejto aplikácie.

Objekty sú riadené lokálne programom telekontroléra a automatická prevádzka procesnej stanice nie je priamo závislá na práci dispečerského počítača.

Význam dispečerského počítača je v tom, že umožňuje zber, archiváciu a vizualizáciu dát a dispečerské zásahy do riadenia technológie. Dispečer povelmi parametrizuje telekontrolér a vykonáva diaľkové ovládanie technologických zariadení.

Program telekontroléra pri priamom povelovaní dohliada na to, či povely vyhovujú prevádzkovým parametrom. Tým je zaručená bezpečnosť prevádzky objektu.

Pre prípad opravy a kontroly technologických zariadení je vyhradený ručný režim.

Telekontroléry typu SAE FW-10 sú určené špeciálne pre aplikácie SCADA.

Telekontrolér SAE FW-10

Sú modulárne a združujú v sebe vlastnosti programovateľného automatu (PLC), komunikačného počítača (RTU) a naviac majú v sebe zabudované odolné prenosové modemy a to nielen pre káblové spoje ale aj rádiomodem a telefónny modem.

Telekontroléry SAE FW-10 spolu so zdrojom neprerušiteľného napájania SAE FW Z18 (UPS) a záložnými akumulátormi sú umiestnené  v závesných rozvádzačových skrinkách Telekontroléry komunikujú s riadiacou stanicou po kábli a rádiovou sieťou pomocou v rošte telekontroléra osadeného modemu SAE FW-10 MOD 12 (FSK modem) a dátového rádiomodemu SAE FW-10 HMZ mini.

Telekontroléry sú podľa potreby osadené kartami dvojhodnotových a analógových vstupov a výstupov. Analógové výstupy sa používajú na zadávanie žiadanej hodnoty frekvenčných meničov. Programové vybavenie telekontrolérov je konfigurované cez databázový systém MrVS v 3.1. Využíva pripravené programové moduly a umožňuje aplikačnému programátorovi sústrediť sa na logický návrh merania a riadenia.

Príprava aplikácie spočíva vo vyplnení formulárov databázových tabuliek a nakreslení podmienkových štruktúr, ktoré sa podobajú líniovým schémam. Dispečerské pracovisko je vybudované v objekte cirkulačnej vodárne. Používa počítač PC Pentium s operačným systémom reálneho času QNX 4.23 a programovým systém SCADA ReFlex 4.

ReFlex 4 je produktom spoločnosti SAE-Control a.s. Poskytuje funkcie pre archiváciu, zobrazovanie, automatické riadenie, diaľkové ovládanie. Pre vytváranie aplikácie má rôzne typy editorov. ReFlex 4 pracuje nad databázou Sybase SQL, používa protokol TCP/IP pre komunikáciu po sieti a vizualizáciu v prostredí X-Window.

Vizualizácia dát sa robí:

  • ikonami - chody čerpadiel, ventilátorov, frekvenčných meničov, stavy uzáverov, minimálnych a maximálnych hladín, stavy napájacích napätí a výpadky fáz;
  • farebným zvýraznením - stĺpcové grafy výšky hladiny, zmena farby ikony podľa dosiahnutého stavu;
  • textami - meracie prístroje s okamžitými hodnotami teploty, tlaku, prietoku, hladiny, otáčok a bilanciami prietokov a motohodín el. strojov;
  • linetrendovými živými grafmi a historickými grafmi - sú použité 2D grafy, v prípade potreby by však bolo možné použiť aj 3D grafy.
  • Alarmy sa ohlasujú červeným oknom, sprevádzaným zvukovou signalizáciou.

    ReFlex je otvorený pre spoluprácu s inými systémami.

    Komunikácia v LAN sieti je možná protokolom TCP/IP, v sieti WAN sa komunikuje cez telefónny modem (bol použitý počas oživovania systému pre spojenie s počítačom v SAE - Control a.s.).

    Prístup k databáze SQL je možný z Windows 95, Windows NT, prípadne LINUXu a tým sú dáta dostupné i pre štandardné programové balíky, napríklad Microsoft Office.

     

    Záver  

    Celé monitorovanie a riadenie vodného hospodárstva bolo sústredené na jedno pracovisko a spĺňa požiadavky ISO 14 001.

    Okrem meraných veličín sa zobrazuje celý rad počítaných a interných stavových veličín.

    Prevádzka systému je plne automatická s možnosťou dispečerských zásahov formou parametrizácie i priamych dispečerských povelov.

    Výhodou je, že dispečerské povely pre priame ovládanie sú preverované riadiacimi algoritmami a vykonajú sa iba ak nie sú v rozpore s parametrizáciou.

    Zavedením riadiaceho systému získal používateľ prehľad o stave a prevádzke vodného hospodárstva podniku, čo mu umožňuje zlepšiť operatívne a dlhodobé plánovanie a využívanie pracovníkov prevádzky a údržby.