ΕΡΓΟ ΑΙΤΩΛΙΚΟΥ

Το έργο περιλαμβάνει την σχεδίαση, προμήθεια, εγκατάσταση και θέση σε λειτουργία ενός ολοκληρωμένου δικτυακού συστήματος για τον τηλεέλεγχο, τον τηλεχειρισμό και την εποπτεία διαρροών του δικτύου ύδρευσης της πόλης του Αιτωλικού. Όπως φαίνεται και από το Σχ. 1, το σύστημα απαρτίζεται από:

• Έναν Κεντρικό Σταθμό Ελέγχου (ΚΣΕ), τοποθετημένο στο Δημαρχείο της πόλης.
• Πέντε Τοπικούς Σταθμούς (ΤΣ) μέτρησης πίεσης νερού.
• Δύο Τοπικούς Σταθμούς (ΤΣ) μέτρησης πίεσης και παροχής νερού.
• Έναν Τοπικό Σταθμό (ΤΣ) ελέγχου και τηλεχειρισμού αντλιοστασίου, όπου παράλληλα γίνονται μετρήσεις παροχής και πίεσης νερού και στάθμης δεξαμενής.

Ο Κεντρικός Σταθμός (ΚΣΕ)

Σκοπός του Κεντρικού Σταθμού Ελέγχου, είναι η συλλογή μετρήσεων από τους Τοπικούς Σταθμούς (ΤΣ), η απεικόνιση των πληροφοριών αυτών σε πραγματικό χρόνο, η επεξεργασία και αποθήκευσή τους, όπως επίσης ο έλεγχος και ο χειρισμός του αντλιοστασίου. Κεντρικός Σταθμός Ελέγχου θεωρείται το Δημαρχείο της πόλης. Εκεί είναι εγκατεστημένοι :

• Ηλεκτρολογικός πίνακας αυτοματισμού εξοπλισμένος με PLC (Programmable Logical Controller) Simatic S7-300 και ασύρματη επικοινωνιακή διάταξη (Radio Modem με κεραία).
• Ηλεκτρονικός υπολογιστής.
• Εκτυπωτής για την εκτύπωση αναφορών και καταλόγων σφαλμάτων του δικτύου.

Για την απεικόνιση του υδραυλικού δικτύου της πόλης, την απεικόνιση των μετρήσεων (πιέσεων, παροχών και σταθμών νερού) και τον τηλεχειρισμό των αντλιών μέσω του Η/Υ, χρησιμοποιείται λογισμικό SCADA WINCC της SIEMENS.

O Η/Υ λαμβάνει πληροφορίες από το PLC, μέσω θύρας MPI. Οι πληροφορίες αυτές καταχωρούνται σε βάση δεδομένων (RDBMS) και δημιουργούνται για κάθε μέτρηση αρχεία στατιστικών δεδομένων, για τον καθορισμό μεγίστων και ελαχίστων ορίων της κάθε μέτρησης. Με βάση τα στατιστικά αυτά δεδομένα, κάθε απόκλιση από τις τιμές αυτές προκαλεί συναγερμό. Αυτός είναι ένας τρόπος διαπίστωσης διαρροής νερού σε κάποιο σημείο του δικτύου.

Αυτές οι πληροφορίες καταχωρούνται στη βάση δεδομένων του Η/Υ και απεικονίζεται στην οθόνη του SCADA που στη περίπτωσή μας είναι το WINCC της SIEMENS. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργείται αρχείο στατιστικών στοιχείων μετρήσεων παροχών και πιέσεων. Με βάση αυτά τα στοιχεία, ο χειριστής καθορίζει τις μέγιστες και τις ελάχιστες τιμές (παροχών και πιέσεων) του όλου συστήματος ώστε μελλοντικά, π.χ. απόκλιση από αυτές τις τιμές να προκαλεί συναγερμό.

Ο έλεγχος του δικτύου ύδρευσης και ο τηλεχειρισμός των αντλιών, εκτός του SCADA μπορούν να γίνουν και μέσω μιμικού διαγράμματος που είναι τοποθετημένο στην πρόσθια όψη του πίνακα αυτοματισμού. Σε αυτό απεικονίζονται :

• Η κατάσταση των αντλιών του αντλιοστασίου δηλ. λειτουργία Π σφάλμα.
• Η στάθμη της πηγής και η στάθμη της δεξαμενής.
• Η στιγμιαίες τιμές πίεσης και παροχής νερού στον κεντρικό αγωγό.
• Η κατάσταση επικοινωνίας με κάθε έναν τοπικό σταθμό (ύπαρξη επικοινωνίας / απώλεια επικοινωνίας).

Η λειτουργία των αντλιών γίνεται με τρεις τρόπους:

• Τοπικά χειροκίνητα. Ο χειρισμός (εκκίνηση Π παύση) των αντλιών γίνεται μέσω των τεσσάρων μπουτόν του μιμικού διαγράμματος.
• Τοπικά αυτόματα. Η εκκίνηση Π παύση των αντλιών εξαρτάται από τις στάθμες της δεξαμενής και της πηγής.
• Τηλεχειρισμός. Η εκκίνηση Π παύση των αντλιών γίνεται μέσω του SCADA.

Η επιλογή της λειτουργίας γίνεται μέσω επιλογικού διακόπτη, τοποθετημένου στο μιμικό διάγραμμα.

Το Αντλιοστάσιο

Στο αντλιοστάσιο υπάρχει ο πίνακας ισχύος των αντλιών και δοσομετρικών αντλιών χλωρίωσης και ο πίνακας αυτοματισμού.

Το νερό μετά την άντλησή του, διοχετεύεται απΥ ευθείας στην κατανάλωση. Αν αυτή είναι χαμηλή, το περίσσευμα αποθηκεύεται στη δεξαμενή η οποία έχει υψομετρική διαφορά 75 μέτρων από την πηγή. Η υψομετρική διαφορά εξασφαλίζει την ροή του νερού από την δεξαμενή προς την κατανάλωση με μόνο τη βαρύτητα χωρίς την χρήση αντλίας, τηρουμένης της συνθήκης όμως, η στάθμη του νερού να είναι ικανή να τροφοδοτήσει την πόλη για κάποιο χρονικό διάστημα.

Ο πίνακας αυτοματισμού είναι εξοπλισμένος με PLC SIMATIC S7-300 και με ασύρματη επικοινωνιακή διάταξη (Radio Modem με κεραία). Η σύνδεση του PLC με το Radio-modem, επιτυγχάνεται μέσω σειριακής θύρας RS-232. Οι στάθμες της πηγής και της δεξαμενής, όπως επίσης και η πίεση του νερού στον κεντρικό αγωγό, απεικονίζονται σε τετραψήφιες ψηφιακές οθόνες, οι οποίες είναι τοποθετημένες στην πρόσθια όψη του πίνακα, έτσι ώστε ο συντηρητής να έχει άποψη για τα πιο πάνω μεγέθη, πράγμα που βοηθάει σε αποκατάσταση βλάβης.

Ο χειρισμός των αντλιών γίνεται και εδώ με τρεις τρόπους:

• Τοπικά χειροκίνητα. Ο χειρισμός (εκκίνηση Π παύση) των αντλιών γίνεται μέσω των τεσσάρων μπουτόν που βρίσκονται στον πίνακα ισχύος. Σε αυτή την περίπτωση, το PLC παρακάμπτεται και αποκλείεται η δυνατότητα τηλεχειρισμού από τον ΚΣΕ.
• Τοπικά αυτόματα. Η εκκίνηση Π παύση των αντλιών εξαρτάται από τις στάθμες της δεξαμενής και της πηγής. Και σε αυτή την περίπτωση, το PLC παρακάμπτεται και αποκλείεται η δυνατότητα τηλεχειρισμού από τον ΚΣΕ.
• Τηλεχειρισμός. Η εκκίνηση Π παύση των αντλιών γίνεται από τον ΚΣΕ.

Η επιλογή της λειτουργίας γίνεται και εδώ μέσω επιλογικού διακόπτη, τοποθετημένου στον πίνακα αυτοματισμού.

Tοπικοί Σταθμοί

Σκοπός των Τοπικών Σταθμών είναι η συλλογή και αποστολή μέσω του ραδιοδικτύου στον ΚΣΕ των αναλογικών σημάτων των πιέσεων ή και των παροχών του νερού.

Οι Τοπικοί Σταθμοί είναι εξοπλισμένοι με:

• PLC Simatic S7-200 για την συλλογή των μετρήσεων .
• Radio Modem για την επικοινωνία με τον Κεντρικό Σταθμό Ελέγχου.
• Ψηφιακή οθόνη για την απεικόνιση της πίεσης του νερού.

Η επικοινωνία του PLC με το Radio Modem επιτυγχάνεται μέσω θύρας RS-485.

Επικοινωνία

Η επικοινωνία ανάμεσα στους Τοπικούς Σταθμούς και τον Κεντρικό Σταθμό Ελέγχου, γίνεται ασύρματα και χρησιμοποιείται το πρωτόκολλο σειριακής επικοινωνίας MODBUS στα 9600 bps.

Χρόνος Υλοποίησης του Εργου

Το έργο σχεδιάστηκε το 1999 και υλοποιήθηκε εντός του έτους 2000. Οι δοκιμές και η παράδοση πραγματοποιήθηκαν το 2001.

ΕΡΓΟ ΜΥΤΙΛΗΝΗΣ

ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΙΟΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΟΣΟΤΙΚΗΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΔΗΜΟΥ ΜΥΤΙΛΗΝΗΣ

Το παραπάνω σύστημα περιλαμβάνει την εγκατάσταση και θέση σε λειτουργία ενός συστήματος Τηλελέγχου Π Τηλεχειρισμού δεξαμενών, αντλιοστασίων, σταθμών διαρροών του δικτύου ύδρευσης, αυτοματοποίησης της χλωρίωσης της πόλης Μυτιλήνης, και αποτελείται από:

• 12 Τοπικούς Σταθμούς Ελέγχου (Τ.Σ.Ε.) , που βρίσκονται διάσπαρτοι στην ευρύτερη περιοχή της Μυτιλήνης, σε σημεία του εξωτερικού δικτύου ύδρευσης (Δεξαμενές, Αντλιοστάσια, Υδροληψίες, Γεωτρήσεις) και μέσω αυτών μεταδίδονται ασύρματα πληροφορίες στον Κεντρικό Σταθμό Ελέγχου.
• 10 Τοπικούς Σταθμούς Διαρροών (Τ.Σ.Δ.) , που βρίσκονται διάσπαρτοι σε σημεία του εσωτερικού δικτύου ύδρευσης και μέσω αυτών μεταδίδονται πληροφορίες στον Κεντρικό Σταθμό Ελέγχου μέσω γραμμών του Ο.Τ.Ε.
• Κεντρικό Σταθμό Ελέγχου (Κ.Σ.Ε.) που είναι εγκαταστημένος στο κτίριο του Βιολογικού Σταθμού της ΔΕΥΑΜ. Σε αυτόν συγκεντρώνονται ασύρματα όλες οι πληροφορίες από τους Τοπικούς Σταθμούς Ελέγχου και Τοπικούς Σταθμούς Διαρροών.
• Περιφερειακό Σταθμό Ελέγχου (Π.Σ.Ε.) που είναι εγκατεστημένος στα γραφεία της ΔΕΥΑΜ. Πρόκειται για έναν σταθμό εργασίας, από τον οποίο εκτός του ελέγχου, μπορούν να γίνουν και χειρισμοί (π.χ. εκκίνηση Π παύση λειτουργίας αντλιών).
• 3 Φορητούς Σταθμούς (Φ.Σ.Ε.)
• Ο Τηλεέλεγχος πραγματοποιεί την καταγραφή των παραμέτρων ήτοι: Στάθμες Δεξαμενών, Παροχές και Πιέσεις νερού, Υπολειμματικό Χλώριο, Θολερότητας νερού, λειτουργία αντλιών, γεωτρήσεων, χλωριωτήρων, ηλεκτρικών στοιχείων αντλιών.
• Ο Τηλεχειρισμός περιλαμβάνει την εκκίνηση Π παύση αντλιών, γεωτρήσεων, χειρισμό ηλεκτροβανών είτε με χρονοπρόγραμμα είτε αυτόματα με την παρακολούθηση της στάθμης των Δεξαμενών, είτε τέλος χειροκίνητα με απόφαση του χειριστή του συστήματος.
• Παρακολουθούνται επίσης και καταγράφονται οι βλάβες και οι μεταβολές των καταστάσεων των στοιχείων του συστήματος (π.χ. νερά στο δάπεδο, παραβίαση εισόδου πηγών-δεξαμενών, πτώση τάσεων ΔΕΗ, εκκίνηση Π παύση λειτουργίας αντλιών).
• Η παρακολούθηση και ο χειρισμός όλου του συστήματος γίνεται από το κτίριο του Βιολογικού Καθαρισμού της πόλης.

Το τηλεπικοινωνιακό δίκτυο

Λόγω της μορφολογίας του εδάφους της περιοχής, αλλά και για την επίτευξη μικρότερων χρόνων σάρωσης, το δίκτυο των 12 Τοπικών Σταθμών Ελέγχου έχει χωριστεί σε δύο ομάδες.

Στην πρώτη ομάδα ανήκουν οι: ΤΣΕ1, ΤΣΕ2, ΤΣΕ3, ΤΣΕ4 οι οποίοι δέχονται εντολές από τον ΤΣΕ5 και τα δεδομένα τους συγκεντρώνονται σε αυτόν. Για την δικτύωση των ανωτέρω σταθμών χρησιμοποιείται πρωτόκολλο επικοινωνίας MODBUS στα 9.600bps. Τα δεδομένα αυτά στέλνονται στη συνέχεια από τον ΤΣΕ5 στον ΚΣΕ με πρωτόκολλο σειριακής επικοινωνίας R-3964 στα 19.200 bps.

Στην δεύτερη ομάδα ανήκουν όλοι οι υπόλοιποι Τοπικοί Σταθμοί Ελέγχου, οι οποίοι εντέλλονται απευθείας από τον ΚΣΕ με πρωτόκολλο επικοινωνίας MODBUS. Οι ανωτέρω επικοινωνίες, γίνονται ασύρματα. Σε περίπτωση βλάβης του ραδιοδικτύου, υπάρχει η εναλλακτική λύση της τηλεφωνικής μεταφοράς δεδομένων απευθείας στον ΚΣΕ, μέσω dial-up-modem. Η επικοινωνία των Τοπικών Σταθμών Διαρροών με τον Κεντρικό Σταθμό Ελέγχου γίνεται αποκλειστικά τηλεφωνικά, μέσω dial-up-modem.

Κεντρικός Σταθμός Ελέγχου

Ο Κεντρικός Σταθμός Ελέγχου (Κ.Σ.Ε.) είναι εγκατεστημένο ένα σύστημα Ηλεκτρονικών Υπολογιστών με σκοπό την εποπτεία, κεντρικό έλεγχο, αποθήκευση, επεξερασία και διαχείριση των στοιχείων των εγκαταστάσεων του δικτύου ύδρευσης. Στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές εκτελούνται εφαρμογές λογισμικού SCADA ποιοτικού ελέγχου νερού, συντήρησης εξοπλισμού, GIS και μαθηματικής προσομοίωσης δικτύου ύδρευσης. Εκτός των ηλεκτρονικών υπολογιστών, υπάρχει εγκατεστημένος πίνακας αυτοματισμού, εξοπλισμένος με PLC S7-300 και τηλεπικοινωνιακή διάταξη (radio modem), μέσω των οποίων λαμβάνονται από τους Τοπικούς Σταθμούς πληροφορίες.

ΕΡΓΟ ΧΑΝΙΩΝ, ΚΡΗΤΗΣ

ΣYΣTHMA YΔPEYΣHΣ - AΠOXETEYΣHΣ - ΔIAPPOΩN ΔHMOY XANIΩN

Το σύστημα αυτοματισμού αποτελείται από 9 σταθμούς Αποχέτευσης (ΤΣΑ), 9 σταθμούς Ύδρευσης (ΤΣΥ) και 20 σταθμούς Διαρροών (ΤΣΔ), οι οποίοι διαιρούν το Δήμο Χανίων σε 30 Ζώνες (προκειμένου να δημιουργηθεί το μαθηματικό μοντέλο των Διαρροών της πόλης). Η επικοινωνία με τους σταθμούς γίνεται μέσω modems (Radio Modems, Leased Line Modems, Dial Up Modems), χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο επικοινωνίας 3964R. Το σύστημα επικοινωνιών είναι πλήρως παραμετροποιημένο και μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί οποιαδήποτε παράμετρός του, χωρίς να επηρεασθεί το υπόλοιπο σύστημα.

Κάθε τοπικός σταθμός έχει δύο είδη επικοινωνίας: την Πρωτεύουσα και τη Δευτερεύουσα επικοινωνία. Στον κεντρικό σταθμό (ΚΣΕ) υπάρχουν 3 Radio Modems (ένα για την Ύδρευση, ένα για την Αποχέτευση και ένα για τις Διαρροές), με τα οποία επιτυγχάνεται κυκλική επικοινωνία (polling) με όλους τους τοπικούς σταθμούς (ΤΣ) που έχουν Radio Modems, αποστέλλοντας κάθε φορά τη διεύθυνση του σταθμού με τον οποίο πρόκειται να υπάρξει επικοινωνία. Στον κεντρικό σταθμό (ΚΣΕ) υπάρχουν επίσης τόσα Leased Line Modems, όσοι είναι και οι τοπικοί σταθμοί (ΤΣ) που έχουν επικοινωνία μέσω Leased Line γραμμών. Τέλος στον κεντρικό σταθμό (ΚΣΕ) υπάρχει και ένα Dial Up Modem, μέσω του οποίου γίνεται κυρίως η Δευτερεύουσα επικοινωνία των περισσοτέρων σταθμών (καλώντας κάθε φορά το επιθυμητό νούμερο), όταν διαγνωσθεί πρόβλημα στην Πρωτεύουσα επικοινωνία. Μοναδική εξαίρεση στα παραπάνω, αποτελεί ο τοπικός σταθμός ΤΣΥ 5 (Δεξαμενή Αγίου Ιωάννη), ο οποίος επικοινωνεί απευθείας με τους δύο SERVERS μέσω ενός καλωδίου ΜΡΙ (Multi Point Interface) της SIEMΕNS, λόγω της μικρής απόστασης μεταξύ ΚΣΕ και του συγκεκριμένου τοπικού σταθμού.

Το σύστημα της Ύδρευσης - Αποχέτευσης - Διαρροών αποτελείται από 2 «Servers» και 4 «clients» (τουλάχιστον) ως εξής :

Στον ΚΣΕ του Αγίου Ιωάννη υπάρχουν οι 2 «server» στους οποίους συγκεντρώνονται τα στοιχεία από τους σταθμούς. Εκεί υπόκεινται σε επεξεργασία, δημιουργούνται αρχεία με τα ιστορικά στοιχεία και καταχωρούνται. Οι δύο αυτοί «servers» δουλεύουν παράλληλα και κάνουν ακριβώς την ίδια δουλειά. Βρίσκονται σε έναν μικρό, απομονωμένο χώρο και δεν χρησιμοποιούνται για τον χειρισμό του συστήματος.

Οι «clients» είναι Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές που συνδέονται με τους «servers» και χρησιμοποιούνται για την εποπτεία του συστήματος από τους χειριστές. Βρίσκονται δε στον κύριο χώρο ελέγχου του συστήματος. Έχουν τοποθετηθεί δύο στον Άγιο Ιωάννη και από ένας στα γραφεία της ΔΕΥΑΧ και στο κέντρο βιολογικού καθαρισμού. Επίσης μέσω Modem μπορεί να συνδεθεί ένας φορητός Η/Υ σαν "client".

Από τους «servers» ο ένας είναι ο κύριος (master) και ο άλλος είναι σε «θερμή εφεδρεία» (hot stand by). Όλοι οι clients συνδέονται στον κύριο «server». Όταν στον κύριο «server» παρουσιαστεί κάποιο πρόβλημα τότε ο «hot standby» γίνεται κύριος και όλοι οι clients μεταπίπτουν σε αυτόν.

Η μορφή με την οποία απεικονίζεται ένας σταθμός στο SCADA είναι η ακόλουθη:

Από αυτή την εικόνα μπορεί ο χειριστής να αντλήσει πληροφορίες για όλα τα κρίσιμα μεγέθη που αφορούν το σταθμό. Μερικά από αυτά είναι τα ακόλουθα :

• Η στάθμη της δεξαμενής, η οποία αλλάζει χρώματα όταν υπερβεί ή πέσει κάτω από κάποια όρια που έχει θέσει ο χειριστής και παράγει και ηχητικό alarm σε περιπτώσεις υπερχείλισης ή αδειάσματος.
• Η κατάσταση της κάθε αντλίας, δηλαδή :
  • Αν είναι σε λειτουργία ή όχι.
  • Αν έχει τη δυνατότητα να λειτουργήσει η αντλία όταν πάρει την εντολή ή όχι.
  • Αν υπάρχει κάποιο ηλεκτρολογικό ή μηχανολογικό σφάλμα σε κάποιο από τα τμήματα της αντλίας.
  • Πληροφορίες για τα ηλεκτρικά μεγέθη της αντλίας, όπως η φασική τάση τροφοδοσίας, η ένταση του ρεύματος, το συνφ, η καταναλισκόμενη ισχύς.
  • Ο αριθμός εκκινήσεων και ο συνολικός χρόνος λειτουργίας της αντλίας, προκειμένου να αποφασίσει το SCADA ποια αντλία θα ενεργοποιηθεί στην επόμενη εντολή.
• Οι μετρήσεις παροχομέτρων, πιεσόμετρων, ΡΗμέτρων, θολομέτρων, αγωγιμομέτρων.
• Οι θέσεις των βανών (πόσο επί τοις εκατό είναι ανοικτές).
• Οι βλάβες των οργάνων μέτρησης των διαφόρων μεγεθών.
• Η λειτουργία των χλωριωτών (για τους σταθμούς ύδρευσης), η ποσότητα χλωρίου στο νερό, καθώς και συναγερμοί για την υπερχλωρίωση και την υποχλωρίωση
• Η λειτουργία των αντλιών απόσμησης, του αφυγραντήρα και των εσχάρων εισόδου στη δεξαμενή (για τους σταθμούς αποχέτευσης), τη ποσότητα αποσμητικού που απομένει στην αντλία, καθώς και τα alarm των συσκευών αυτών.
• Τους πίνακες με τις καταγραφές των τεσσάρων τελευταίων ημερών για όλα τα αναλογικά μεγέθη του σταθμού, τους μέσους όρους (ανά ώρα και ανά ημέρα), τα μέγιστα και ελάχιστα (ανά ώρα και ανά ημέρα), καθώς και τους πίνακες με τα σημαντικότερα συμβάντα (Διακοπές ΔΕΗ, υπερχειλίσεις, λειτουργία Η/Ζ, κ.α.) με τις ημερομηνίες κατά τις οποίες συνέβησαν.
• Οι είσοδοι και οι έξοδοι προσωπικού από τον τοπικό σταθμό, με ταυτόχρονη επισήμανση της εξουσιοδότησης που έχει ο κάθε εργαζόμενος (στη περίπτωση που δεν υπάρχει η αντίστοιχη εξουσιοδότηση παράγεται συναγερμός παραβίασης του σταθμού).
• Το τελευταίο alarm από όλους τους σταθμούς, καθώς και alarm επικοινωνίας των υπολοίπων σταθμών
• Τα αρχεία βοήθειας για τη λειτουργία του συστήματος ή για τα ηλεκτρολογικά και μηχανολογικά στοιχεία του συστήματος.

Τέλος ο χειριστής έχει τη δυνατότητα μέσα από το SCADA, να τηλεχειριστεί τις αντλίες, τις βάνες και να αλλάξει κάποιες από τις παραμέτρους λειτουργίας του PLC. Ακόμα μπορεί να θέσει σε λειτουργία ή εκτός λειτουργίας την επικοινωνία με καθένα από τους τοπικούς σταθμούς, να δει συνολικά ή ανά τοπικό σταθμό τους συναγερμούς του SCADA καθώς επίσης και να εκτυπώσει αναφορές (τις οποίες μπορεί να σχεδιάσει ο ίδιος), με στοιχεία που τον ενδιαφέρουν για κάποιο χρονικό διάστημα που εκείνος έχει ορίσει. Μπορεί ακόμα να προγραμματίσει την εμφάνιση κάποιων μηνυμάτων, προκειμένου να ενημερωθούν όλοι οι χειριστές για κάποια αλλαγή ή σαν υπενθύμιση κάποιας περιοδικής συντήρησης ή άλλης ενέργειας που πρέπει να γίνει σε κάποια δεδομένη χρονική στιγμή.

Ένα πολύ σημαντικό στοιχείο του συστήματος, είναι η δυνατότητα του χειριστή να έχει γνώση της κατάστασης όλων των σταθμών, ακόμα και αν βρίσκεται μέσα στην εικόνα ενός άλλου σταθμού. Σε αυτή τη περίπτωση, το SCADΑ με ηχητικά και οπτικά alarms, θα οδηγήσει τον χειριστή στο σημείο που πρέπει προκειμένου να εντοπίσει, να αναγνωρίσει και να αποκαταστήσει το σφάλμα αν αυτό είναι δυνατόν.

ΕΡΓΟ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥ ΧΑΝΙΩΝ, ΚΡΗΤΗΣ

ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΚΑΙ ΤΗΛΕΧΕΙΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΛΥΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΠΟΛΕΩΣ ΤΩΝ ΧΑΝΙΩΝ

Το έργο περιλαμβάνει τη σχεδίαση και υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος ελέγχου της εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων της πόλεως των Χανίων.

Η παρακάτω οθόνη απεικονίζει την εγκατάσταση του βιολογικού καθαρισμού:

Όπως φαίνεται και από την παραπάνω οθόνη, η εγκατάσταση είναι χωρισμένη σε 24 επιστασίες.

Για τον αυτοματισμό της παραπάνω εγκατάστασης, έχουν χρησιμοποιηθεί 2 PLC Siemens. Το πρώτο είναι τύπου S7-400 και το δεύτερο τύπου S7-300. Το S7-400 συλλέγει σήματα από τις 22 επιστασίες και το S7-300 από τις υπόλοιπες 2 επιστασίες.

Το σύστημα Scada που έχει επιλεγεί για την εποπτεία και τον τηλεχειρισμό του συστήματος, είναι το WinCC της Siemens.

Το δίκτυο αποτελείται από 2 «Servers» και 5 «clients»:

Οι «Servers» επικοινωνούν με τα PLC (ο καθένας ξεχωριστά) με καλώδιο πολλαπλής επικοινωνίας MPI. Τα PLC συλλέγουν σήματα από τις διατάξεις του πεδίου, όπως (αισθητήρες στάθμης, διατάξεις μέτρησης παροχής, διατάξεις προστασίας αντλιών, διατάξεις ένδειξης λειτουργίας αντλιών, διατάξεις μέτρησης PH, διατάξεις μέτρησης αγωγιμότητας, διατάξεις μέτρησης θερμοκρασίας) και τα μεταβιβάζουν μέσω των καλωδίων MPI ταυτόχρονα και στους δύο Servers.

Οι 2 «Servers» συγκεντρώνουν τα στοιχεία από τις επιστασίες, τα επεξεργάζονται και καταχωρούν τα αρχεία με τα ιστορικά στοιχεία. Οι δύο αυτοί «servers» δουλεύουν παράλληλα και δεν χρησιμοποιούνται για τον χειρισμό του συστήματος.

Οι «clients» είναι Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές που συνδέονται με τους «Servers» και χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση και τον τηλεέλεγχο του συστήματος από τους χειριστές. Οι 4 από τους 5 «clients» βρίσκονται στο κεντρικό σταθμό ελέγχου του βιολογικού καθαρισμού ενώ ο πέμπτος βρίσκεται στα γραφεία της ΔΕΥΑΧ. Επίσης μέσω Modem μπορεί να συνδεθεί ένας φορητός Η/Υ σαν «client».

Από τους «Servers» ο ένας είναι ο κύριος (master) και ο άλλος είναι σε «θερμή εφεδρεία» (hot stand by). Όλοι οι «clients» συνδέονται στον κύριο «Server». Όταν στον κύριο «server» παρουσιαστεί κάποιο πρόβλημα τότε ο «hot standby» γίνεται κύριος και όλοι οι clients μεταπίπτουν σε αυτόν.

Μία επιστασία από τις 22 απεικονίζεται στην ακόλουθη οθόνη :

Στις οθόνες του SCADA δίνονται πληροφορίες για :

• Τη λειτουργία κάθε μηχανήματος.
• Τη λειτουργία των μηχανημάτων αυτόματα ή χειροκίνητα.
• Τη βλάβη (σφάλμα, θερμικό, ροπή) κάθε μηχανήματος.
• Την κατάσταση αισθητηρίων στάθμης.
• Μετρήσεις παροχών.
• Ποσοστά ανοίγματος βανών.
• Μετρήσεις θερμοκρασιών.
• Μετρήσεις αγωγιμότητας.
• Μετρήσεις PH.
• Μετρήσεις ΝΟ3.
• Μετρήσεις ΝΗ4.
• Μετρήσεις REDOX.
• Μετρήσεις εντάσεων και τάσεων στους πίνακες της εγκατάστασης.

Ο χειριστής μπορεί σε κάθε οθόνη να δει τα alarms όλων των επιστασιών, αλλά και ξεχωριστά της επιστασίας που έχει ανοίξει. Έχει τη δυνατότητα να εκκινήσει ή να παύσει οποιοδήποτε μηχάνημα είναι τηλεχειριζόμενο και να άρει την οποιαδήποτε βλάβη του. Σε ορισμένα alarms παράγεται και ηχητικό σήμα από τα ηχεία ενός υπολογιστή, ικανό να επιστήσει την προσοχή του εκάστοτε χειριστή. Κάθε χειριστής είναι εφοδιασμένος με δύο βομβητές οι οποίοι ενεργοποιούνται σε ορισμένα alarms του συστήματος. Για να διαπιστώσει ποιο alarm ενεργοποίησε τον βομβητή 1 ή τον βομβητή 2, θα πρέπει να ανατρέξει την οθόνη των συναγερμών στο SCADA. Κάθε χειριστής του συστήματος μπορεί να εκτυπώσει τα σφάλματα που παρουσιάζει η εγκατάσταση.

Όλες οι μετρήσεις των αναλογικών μεγεθών, καθώς και οι εκκινήσεις και οι παύσεις των μηχανημάτων καταγράφονται σε αρχεία ημερήσια, μηνιαία και ετήσια. Η εμφάνιση των παραπάνω καταγραφών γίνεται σε πίνακες και σε καμπύλες. Ο χειριστής μπορεί εύκολα να ανατρέξει στα παραπάνω ιστορικά αρχεία και να εκτυπώσει όσα από αυτά έχουν οριστεί υπό μορφή αναφορών. Ακόμα μπορεί να κάνει αλλαγές παραμέτρων σε όσες επιστασίες υπάρχουν παράμετροι και να δει αρχεία βοήθειας τόσο για τη λειτουργία του συστήματος, όσο και για τα ηλεκτρολογικά και μηχανολογικά στοιχεία κάθε επιστασίας. Στο σύστημα είναι ορισμένοι 15 χρήστες με διαφορετικά επίπεδα εξουσιοδότησης. Δηλαδή ανάλογα με το όνομα χρήστη και το password που θα δοθεί στην αρχική οθόνη της εφαρμογής, το σύστημα δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να επιτελέσει κάποιους χειρισμούς και κάποιους άλλους όχι. Με αυτό τον τρόπο ασφαλίζεται η εφαρμογή έναντι μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης .

E ΡΓΟ  Α MSTEL ,  ΠΑΤΡΑ

Το εργοστάσιο της Αθηναϊκής Ζυθοποιίας στην Πάτρα κατασκευάστηκε στις αρχές της δεκαετίας του '80 και είναι το μεγαλύτερο από τα τρία ζυθοποιεία της εταιρείας στην Ελλάδα. Στα πλαίσια του εκσυγχρονισμού του, αποφασίστηκε η αναβάθμιση των διαδικασιών ελέγχου και παρακολούθησης της παραγωγής με στόχο τη βελτιστοποίηση της ποιότητας, την αύξηση της αξιοπιστίας, τη διευκόλυνση της συντήρησης, τη μείωση του κόστους παραγωγής και την αύξηση της ανταγωνιστικότητας του εργοστασίου. Το έργο αυτό ανατέθηκε στην ΤΕΚΑ Systems.

Συνοπτική περιγραφή διαδικασίας

Η βυνοποίηση αποτελεί το πρώτο στάδιο παραγωγής μπύρας. Τα επιμέρους στάδια είναι:

1. Ζύγιση παραλαμβανόμενης κριθής και προκαθαρισμός

2. Καθαρισμός κριθής και διαλογή

3. Ζύγιση καθαρισμένης κριθής

4. Διαβροχή

5. Βλάστηση

6. Φρύξη

7. Καθαρισμός βύνης

8. Ζύγιση καθαρής κριθής

9. Απαγωγή σκόνης

Τα βήματα 1,2,3,7,8 και 9 εκτελούνται στην εγκατάσταση του πολυορόφου . Τα βήματα 4,5 και 6 εκτελούνται σε ειδικές εγκαταστάσεις: Διαβροχή , Βλάστηση και Φρύξη .

Περιγραφή υλικών

Σε κάθε μια από τις παραπάνω τέσσερις εγκαταστάσεις σχεδιάστηκε, αναπτύχθηκε, εγκαταστάθηκε και τέθηκε σε λειτουργία ένα τεχνολογικά ολοκληρωμένο σύστημα αυτοματισμού, αποτελούμενο από ηλεκτρολογικούς πίνακες αυτοματισμού, προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές και ηλεκτρονικούς υπολογιστές με συστήματα Scada. Τα επιμέρους τέσσερα συστήματα διασυνδέθηκαν με γνώμονα τη διασφάλιση της παραγωγικής διαδικασίας σε όλα από τα εννέα προαναφερθέντα στάδια.

Χρησιμοποιήθηκαν:

1. Είκοσι δύο πεδία πινάκων.

2. Δέκα PLCs της σειράς S7-300 της Siemens με επιπλέον δέκα extensions ET200.

3. Τρεις inverters.

4. Πέντε ηλεκτρονικοί υπολογιστές.

5. Δίκτυα MPI, profibus, TCP/IP.

6. Δύο εκτυπωτές.

7. Οκτώ ελεγκτές PID.

Συνοπτική περιγραφή λειτουργιών

1. Παρακολούθηση

Όλες οι καταστάσεις λειτουργίας κινητήρων, αντλιών και βαλβίδων, οι θέσεις οριακών, οι τιμές αναλογικών μεγεθών, οι υπερβάσεις οριακών και κρίσιμων τιμών και οι βλάβες παρακολουθούνται σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας απόλυτη και αξιόπιστη γνώση όλων των παραμέτρων παραγωγής.

2. Έλεγχος

Όλοι οι χειρισμοί του συστήματος, όπως η μεμονωμένη λειτουργία κινητήρων, βαλβίδων και αντλιών, ο καθορισμός οριακών τιμών (setpoints) και η εκτέλεση επιμέρους ενεργειών, που περιλαμβάνουν ολόκληρα τμήματα των εγκαταστάσεων δύνανται να εκτελεσθούν, πάντα με γνώμονα την ασφάλεια και αξιοπιστία, αφού λανθασμένοι χειρισμοί απορρίπτονται αυτόματα από το σύστημα. Υπάρχουν δύο καταστάσεις λειτουργίας: Η χειροκίνητη λειτουργία κατά την οποία ο χειριστής εκτελεί τους χειρισμούς και η αυτόματη λειτουργία, η οποία είναι η κανονική κατάσταση λειτουργίας. Η αυτόματη λειτουργία στηρίζεται στην αρχή του batch processing. Επιτυγχάνεται από ένα μεγάλο πλήθος παραμετροποιημένων συνταγών, οι οποίες αποτελούνται από επιμέρους βήματα. Ο αριθμός τους μπορεί να αυξηθεί από εξουσιοδοτημένους χειριστές Π επόπτες. Κατά την εκτέλεση του αυτόματου προγράμματος, ο χειριστής επιφορτίζεται αποκλειστικά και μόνο με την παρακολούθηση των παραμέτρων των συνταγών και μπορεί να επέμβει αλλάζοντας κάποια τιμή, όταν παρατηρήσει απόκλιση από το επιθυμητό, εξαιτίας είτε κάποιας μηχανολογικής αστοχίας, είτε κάποιας απρόσμενης μεταβολής εξωτερικών συνθηκών (θερμοκρασία-υγρασία περιβάλλοντος).

3. Καταγραφή τιμών Π Διατήρηση αρχείων

Οι χειρισμοί (χειροκίνητοι ή αυτόματοι), οι αλλαγές παραμέτρων του αυτόματου προγράμματος, οι αλλαγές κατάστασης λειτουργίας, οι βλάβες, οι συναγερμοί και οι αναλογικές τιμές καταγράφονται σε κάθε παρτίδα παραγωγής και παρουσιάζονται στο χειριστή με τρόπο εύληπτο και κατανοητό, με χρήση διαγραμμάτων και αλφαριθμητικών πεδίων. Η ολοκλήρωση κάθε σταδίου της παραγωγής συνοδεύεται από αυτόματη συμπλήρωση κατάλληλης αναφοράς, η οποία εκτυπώνεται και διατηρείται σε αρχείο. Το σύστημα διατηρεί πληροφορίες (τιμές Π διαγράμματα) για παρτίδες για περισσότερο από έναν χρόνο.

4. Επέκταση ελέγχου

Οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές, οι οποίοι επιφορτίζονται με την επικοινωνία του συστήματος με το χειριστή είναι διασυνδεδεμένοι με δίκτυο Lan (TCP/IP). Κάθε υπολογιστής με πρόσβαση στο συγκεκριμένο δίκτυο, μέσω κατάλληλου λογισμικού και αδειών πρόσβασης, μπορεί να συνδεθεί με την παραγωγική διαδικασία, δίνοντας έτσι τη δυνατότητα διασύνδεσης του βυνοποιείου με τα υπόλοιπα τμήματα του εργοστασίου. Παρέχεται έτσι η δυνατότητα αυτοματοποιήμενης και πιο αξιόπιστης σύνδεσης με το επόμενο στάδιο παραγωγής (ζυθόβραση). Παράλληλα, παρέχεται η δυνατότητα άμεσης ενημέρωσης και παρακολούθησης της παραγωγής από υψηλόβαθμα στελέχη της εταιρείας (π.χ. διεύθυνση παραγωγής).

Αποτελέσματα

Με την εγκατάσταση και θέση σε λειτουργία του ολοκληρωμένου συστήματος αυτοματισμού τα οφέλη της Αθηναϊκής Ζυθοποιϊας είναι:

1. Βελτιστοποίηση της ποιότητας

2. Βελτιστοποίηση της κατανάλωσης νερού και ενέργειας

3. Μείωση του φόρτου εργασίας του προσωπικού και εξάλειψη σφαλμάτων χειρισμών

4. Παραμετροποίηση της διαδικασίας και ευκολότερη κατανόηση των λειτουργιών

5. Διευκόλυνση της συντήρησης και του προγραμματισμού της

6. Έλεγχος βλαβών

7. Αύξηση δυνατοτήτων προγραμματισμού παραγωγής

8. Δυνατότητα στατιστικής μελέτης και επεξεργασίας της παραγωγής