Sterowanie i monitoring obiektów rozproszonych

Rys. 1. Przykładowy schemat systemu, w którym stacjami obiektowymi są pompownie

Dodatkową zaletę stanowi fakt, że jest to system bezlicencyjny. Do jego konfiguracji nie potrzeba ani specjalnych narzędzi, ani zaawansowanej wiedzy z zakresu programowania. Rozwiązanie bazuje na sterownikach PLC firmy Saia Burgess Controls i wykorzystuje wbudowane w nie technologie webowe i IT. Komunikacja realizowana jest z wykorzystaniem Ethernetu i/lub komunikacji GSM.

DLA KOGO?

Opisywany system przeznaczony jest dla:

• Użytkowników, którzy chcą wdrożyć nowoczesne rozwiązania, ale nie zapominają o kosztach rozwoju systemu automatyki w całym cyklu życia instalacji, w tym kosztach eksploatacji i serwisu.
• Przedsiębiorstw, które obsługują wiele powtarzalnych i rozproszonych obiektów (np. pompownie, tłocznie, studnie albo węzły cieplne) i chcą je połączyć w jeden system do monitorowania i sterowania - z dostępem on-line w dowolnym czasie i z dowolnego miejsca.

JAK TO DZIAŁA?

Rys. 2. Zrzut ekranu z aplikacji wizualizacyjnej sterownika obiektowego

System składa się ze sterownika nadrzędnego (stacji master) i sterowników obiektowych połączonych siecią komunikacyjną. Są to przemysłowo wykonane, swobodnie programowalne sterowniki PLC, dostarczane wraz z gotowymi do użycia, konfigurowalnymi aplikacjami wizualizująco-sterującymi. Do konfiguracji systemu potrzebny jest tylko komputer PC z przeglądarką internetową.

Dostęp do aplikacji możliwy jest z poziomu:

• komputera PC za pośrednictwem przeglądarki internetowej (wymagana obsługa Java),
• urządzenia mobilnego: smartfona lub tabletu z systemem Android lub iOS,
• lokalnego panelu operatorskiego.

STEROWNIK NADRZĘDNY

Rys. 3. Funkcje stacji master (sterownika nadrzędnego) mogą pełnić m.in. sterowniki serii Saia PCD3

Stacja master jest odpowiedzialna za zbieranie danych z obiektów oraz scentralizowane udostępnianie informacji z użyciem przeglądarki www. Ma wbudowaną, gotową do użytku aplikację wizualizacyjno-sterującą, z funkcją automatycznego dodawania nowych obiektów do systemu monitoringu i sterowania.

Sterownik nadrzędny jest wyposażony w karty SD, a dodatkowo może zapisywać dane do baz danych MySQL. W sytuacjach alarmowych sterownik wysyła zdefiniowanym użytkownikom powiadomienia o alarmach przez e-mail i/lub SMS (do realizacji tej funkcji wymagany jest zewnętrzny modem GSM).

Stacją master może być dowolny sterownik serii Saia PCD firmy Saia Burgess Controls z wbudowanym Automation Server i większymi zasobami pamięci (np. Saia PCD1. M2160, E-Controller i sterowniki Saia PCD3. Power).

NAJWAŻNIEJSZE ZADANIA REALIZOWANE PRZEZ STEROWNIKI NADRZĘDNE:

• monitorowanie pracy wszystkich podłączonych do systemu obiektów,
• obsługa do 100 stacji (możliwość rozszerzenia liczby obsługiwanych stacji do około 200),
• wyświetlanie parametrów podłączonych stacji na głównym ekranie w postaci tabeli,
• automatyczne rozpoznawanie włączanych do systemu stacji (wraz z rosnącą liczbą obiektów rozszerzane są zestawienia w tabelach),
• monitorowanie stanu komunikacji ze stacjami - operator jest informowany o każdym przypadku przerwy w komunikacji,
• monitorowanie sygnałów alarmowych ze stacji oraz rejestracja alarmów w dzienniku alarmów bieżących/historycznych,
• wysyłanie wiadomości SMS/e-mail informujących o alarmach,
• wyświetlanie dokumentacji dla każdej ze stacji (plik PDF jest przechowywany w pamięci sterownika lub lokalizacji sieciowej),
• możliwość podglądu aplikacji wizualizacyjnej dowolnego obiektu i zmiany parametrów sterowania,
• synchronizacja czasu sterownika z zewnętrznym serwerem przez SNTP,
• kontrola dostępu do aplikacji - logowanie użytkowników ze zdefiniowanymi prawami dostępu.

STEROWNIKI OBIEKTOWE

Rys. 4. Przykładowy zrzut ekranu z aplikacji wizualizacyjno sterującej wbudowanej w sterownik nadrzędny

Sterowniki obiektowe są również wyposażone w gotową do użycia aplikację wizualizacyjno-sterującą z wbudowanym konfiguratorem. Uwzględnia on typowe obiekty (np. pompownie, tłocznie, węzły cieplne) i - w oparciu o przeglądarkę www - pozwala je szybko i sprawnie konfigurować i uruchamiać. Wbudowana aplikacja wizualizacyjno-sterująca pozwala na pełny nadzór nad pracą obiektu wraz z możliwością zmiany parametrów.

Sterownik udostępnia dane bieżące i historyczne, także w oparciu o wykresy, a dostęp do danych realizowany jest przez przeglądarkę www. Zapisane dane w postaci plików CSV są cyklicznie przesyłane do sterownika centralnego lub na dysk komputera.

Zadania sterowników obiektowych realizują sterowniki Saia PCD1. M2110-R1.

NAJWAŻNIEJSZE ZADANIA REALIZOWANE PRZEZ STEROWNIKI OBIEKTOWE:

• sterowanie pracą obiektu,
• monitorowanie pracy obiektu z użyciem aplikacji wizualizacyjnej,
• konfiguracja pracy sterownika za pomocą konfiguratora wbudowanego w aplikację wizualizacyjną - możliwość definiowania typu obsługiwanego obiektu (np. pompownia: jednopompowa, dwupompowa, tłocznia: z/bez przepływomierza, węzeł cieplny o dowolnym schemacie),
• zaawansowana parametryzacja obiektu w ramach funkcji konfiguratora (np. nazwa, adres, współrzędne geograficzne, parametry pomp, kanałów itp.),
• rejestracja alarmów w dzienniku alarmów bieżących i historycznych,
• wysyłanie e-maili z alarmami (konfiguracja obsługi wysyłania e-maili z poziomu aplikacji webowej),
• logowanie danych do pamięci sterownika w postaci plików CSV,
• przesyłanie plików CSV do zdefiniowanej lokalizacji na serwerze,
• wyświetlanie wykresów historycznych np. poziom ścieków, praca pomp itp.,
• kontrola dostępu do aplikacji - logowanie użytkowników,
• możliwość bezpośredniego przejścia do aplikacji wizualizacyjnej sterownika nadrzędnego,
• obsługa komunikacji GSM (za pomocą zewnętrznego modemu pracującego w standardach 3G/4G LTE).

Sterowniki Saia PCD mają wbudowaną technologię Automation Server, czyli następujące typy funkcjonalności: serwer www, serwer FTP, klient poczty e-mail, obsługa systemu plików, obsługa plików CSV i kart pamięci SD. Do synchronizacji zegara czasu rzeczywistego wykorzystywany jest protokół SNTP, do diagnostyki w sieciach informatycznych używany jest protokół SNMP. Obsługa modemów GSM realizowana jest poprzez standardowe bloczki funkcyjne F-box.

DLACZEGO WARTO?

Rys. 5. Zadania sterowników obiektowych mogą pełnić np. Saia PCD1.M2110-R1

System monitoringu i sterowania dla obiektów rozproszonych to bezlicencyjne rozwiązanie, niewymagające zastosowania platformy SCADA. Zarówno wizualizację, jak i sterowanie zapewnia jedno urządzenie - sterownik PLC.

Kolejną zaletą rozwiązania jest jego długi cykl życia - producent gwarantuje sterownikom minimum 15-letni cykl życia zgodnie z koncepcją Peace of Mind (która zapewnia "spokój ducha" zarówno właścicielom, jak i służbom technicznym obiektu).

Aplikacje dla sterowników zostały przygotowane w sposób umożliwiający ich jak najbardziej uniwersalne zastosowanie w różnego typu instalacjach. Jest to ważne zwłaszcza w przypadku sterownika nadrzędnego, którego wykorzystanie nie ogranicza się do systemów monitoringu obiektów pompowych czy węzłów cieplnych. Aplikacje dla sterowników nadrzędnych i obiektowych można rozbudowywać o nowe typy funkcjonalności za pomocą pakietu narzędziowego Saia PG5.

Sabur
www.sabur.com.pl