wod-kan

Zespół inżynierów z belgijskiej firmy MJTRAD przygotował dla swoich klientów kompleksowy, w pełnu skalowalny system bezprzewodowego monitorowania zbiorników. Nowy projekt nazwano TelforceAlert.

Głównym ogniwem systemu telemetrii, odpowiedzialnym za bezprzewodowy, dwukierunkowy transport danych pomiarowych z rozproszonych obiektów na serwer centralny jest moduł telemetryczny MT-021.

Na początku 2018 roku przed zespołem firmy Dataland sp. z o.o. zostało postawione nowe zadanie, którego celem było opracowanie systemu telemetrycznego dla infrastruktury wodociągowej zlokalizowanej na terenie trzech gmin. Po trzech miesiącach uruchomiony został pilotażowo pierwszy obiekt objęty monitoringiem, SUW Sucha Psina – to był początek nowego projektu DTL Monitoring.

Firma Dataland sp. z o.o. jest od wielu lat producentem oprogramowania ze szczególnym uwzględnieniem rozwiązań opartych o aplikacje mobilne. Tak i też musiało być tym razem. Chcieliśmy stworzyć system, który jak najszybciej powiadomi obsługę infrastruktury technicznej o zdarzeniu awarii lub anomalii w pracy obiektów objętych monitoringiem. Obecnie rozwiązania oparte na działaniu aplikacji mobilnych i przechowywaniu danych w chmurze, stanowią prężnie rozwijający się segment rynku informatycznego. DTL Monitoring to system informatyczny przeznaczony do nadzoru, sterowania i akwizycji danych z obiektów technicznych, gdzie użytkownik ma dostęp do danych z poziomu dedykowanej aplikacji na urządzenia mobilne (smartfon, tablet) oraz przeglądarki internetowej za pośrednictwem strony internetowej www.

Zakres działania systemu DTL Monitoring obejmuje:

• obrazowanie bieżących danych telemetrycznych z obiektów technicznych,
• dostęp do danych archiwalnych i przetwarzanie ich dla celów analitycznych,
• system powiadamiania o wybranych zmianach w danym procesie technologicznym,
• system powiadamiania o stanach awaryjnych urządzeń ruchowych mogących prowadzić do zakłócenia lub przerwania procesu technologicznego,
• zastosowanie automatycznych procedur do informowania o rozbieżnościach w parametrach monitorowanych procesów (analiza trendów),
• automatyczne generowanie raportów w ustalonych czasookresach, dotyczących bilansu danego obiektu,
• zdalne sterowanie pracą urządzeń.

Dlaczego rozwiązanie oparte o aplikację mobilną?

Trudno się nie zgodzić, że w dzisiejszych czasach większość z nas praktycznie nie rozstaje się ze swoim smartfonem. Jesteśmy dostępni on-line praktycznie 24 godziny na dobę, wyszukujemy pożądane informacje w sieci, udostępniamy innym nasze treści. Wykorzystanie technologii mobilnej w odniesieniu do procesu monitorowania obiektów technicznych jest niewątpliwym atutem dla personelu obsługi, który potrzebuje być szybko powiadomiony o awarii niezależnie od tego jaka jest pora doby, czy gdzie w danym momencie się znajdujemy. Nie znaczy to jednak, że rezygnujemy z typowego ekranu monitora komputerowego dla dyspozytora, czy zarządcy danej infrastruktury, który jest zasadniczym element każdego systemu typu SCADA. My jednak nadajemy mu charakter bardziej analityczny niż operacyjny, co w przypadku systemów sieci wodociągowych wydaje się być uzasadnione.

Mała spółka też może mieć telemetrię!

„Telemetria jest droga i mogą na nią pozwolić sobie tylko duże zakłady.” Taka opinię często można usłyszeć w mniejszych zakładach wodociągowych, które zarządzają siecią na terenie małej gminy, gdzieś na prowincji województwa. Nasze wdrożenie pokazuje, że tak wcale nie musi być! Razem z zarządem ZUK Baborów udało się nam zaprojektować zaawansowany system telemetryczny optymalnie dostosowany do potrzeb użytkownika, opracować plan jego finansowania, dostarczyć niezbędne urządzenia i finalnie uruchomić system oparty o nowoczesne technologie informatyczne.

Budowę całego systemu telemetrii rozpoczęliśmy na początku 2019 roku. Pierwszy etap wdrożenia obejmuje 26 ważnych punktów infrastruktury wodociągowej rozsianych na terenie trzech gmin administrowanych przez ZUK Baborów. Są to głównie ujęcia, stacje uzdatniania wody, zbiorniki retencyjne wody pitnej oraz studnie pomiarowe na głównych magistralach wodociągów. Dokonując wyboru urządzeń telemetrycznych, które pracują w terenie, chcieliśmy mieć pewność, że będą to urządzenia zaawansowane technologicznie z dużą funkcjonalnością. Ważnym też było, aby posiadały dobrze opracowaną dokumentację, gwarancję i wsparcie techniczne ze strony producenta. Tu nawiązała się nasza współpraca z firmą InVentia. Postawiliśmy na polskiego producenta z długoletnim doświadczeniem na rynku. Urządzenia zostały dobrane optymalnie do potrzeb dla danego punktu sieci wodociągowej. Moduły telemetryczne MT-101 zostały zainstalowane głównie na większych stacjach wodociągowych. Ich zadaniem jest przekazywanie bieżących parametrów pracy stacji oraz nadzorowanie pracy urządzeń. Możliwość wykorzystania dużej pojemności programowej modułu czyni z MT-101 pełnowymiarowy sterownik PLC, który możemy wykorzystać do optymalizacji pracy stacji. W przyszłości pozwoli to na modernizację urządzeń automatyki stacji, gdzie większość funkcji sterowania przejmie moduł telemetryczny InVentia. Mniejsze stacje zostały zaopatrzone w moduły MT-100 pełniące rolę typowego nadzorcy monitorującego pracę urządzeń. Na potrzeby tego wdrożenia została opracowana uniwersalna szafa telemetryczna umożliwiająca podłączenie wszystkich monitorowanych urządzeń do modułów telemetrycznych. Przewidziane zostało miejsce na rozbudowę systemu o kolejne moduły np. EX-101 lub inne urządzenia komunikujące się za pośrednictwem portu szeregowego z modułem MT-101.

17 szaf telemetrycznych zostało zainstalowanych na wszystkich stacjach wodociągowych ze stałym zasilaniem z sieci energetycznej.

Pozostałe punkty objęte monitoringiem to miejsca, które wymagały zastosowania modułów z zasilaniem bateryjnym. W tym przypadku zastosowany został moduł telemetryczny MT-713 v2 HC HV, który trafił do studni pomiarowych oraz na niektóre zbiorniki retencyjne wody pitnej. Wersja modułu HC z powiększoną pojemnością baterii gwarantuje dłuższy czas pracy modułu, a opcjonalne rozszerzenie HV pozwoliło nam dostosować się do zainstalowanych na tych obiektach przetworników ciśnienia i sond hydrostatycznych.

Hierarchiczna struktura powiadamiania Każdy użytkownik systemu informatycznego DTL Monitoring, identyfikowany jest za pomocą unikalnej nazwy użytkownika i przypisanego mu hasła. Każdy użytkownik ma przypisane do siebie podległe mu monitorowane punkty oraz zakres uprawnień w systemie. System umożliwia wysyłanie powiadomień do wszystkich użytkowników lub do wybranych grup, czy pojedynczych osób. Każdy alarm generuje wysłanie informacji do przypisanych mu użytkowników, gdzie odbiorca musi potwierdzić odebranie wiadomości w aplikacji. Informacja o zdarzeniu może być wysłana do wszystkich przypisanych osób równolegle lub według określonego klucza do pojedynczych użytkowników systemu. Przykładowo informacja o zdarzeniu na danej stacji uzdatniania wody trafia w pierwszej kolejności do odpowiedzialnego za ten obiekt konserwatora. Ten, dostarczenie informacji powinien potwierdzić w aplikacji i podjąć odpowiednie działania na obiekcie. Jeżeli w określonym czasie system nie dostanie potwierdzenia odebrania wiadomości, zaalarmuje kolejnego użytkownika np. dyżurujące pogotowie wodociągowe lub kierownika. Taki hierarchiczny system powiadomień przekłada się na lepszą organizację pracy w przedsiębiorstwie.

Funkcjonalność dla eksploratora

Powiadamianie o sytuacjach awaryjnych to tylko część zadań, jakie realizuje system DTL Monitoring. Szerokie możliwości analizy i przetwarzania zgromadzonych danych powinny zainteresować wnikliwego zarządcę infrastruktury wodociągowej. Wdrożony system dla ZUK Baborów sp. z o.o. wykorzystuje zarówno potencjał modułów telemetrycznych InVentia, jak i pracy z bazą danych. Istotne dane gromadzone przez moduły telemetryczne MT-101 i MT-100 odkładane są w ich rejestrach wewnętrznych i wysyłane do systemu. Pozwala to automatycznie generować dla każdego z monitorowanych punktów miesięczne raporty, zawierające wszystkie istotne dane odnoszące się do wydajności pracy obiektu.

Prócz algorytmów zaimplementowanych w modułach telemetrycznych stworzone zostały również narzędzia, które analizują dane pobierane z bazy danych. W taki sposób analizowane są np. pobory nocne na danym obszarze wodociągu. Analiza taka pomocna jest w szybkim wykrywaniu wycieków na sieci. Wykryta anomalia sygnalizowana jest odpowiednim powiadomieniem wysyłanym do dyspozytora. Analizy trendów poziomów wody w zbiornikach retencyjnych pomagają w ocenie sprawności pomp głębinowych. Użytkownik ma możliwość pobierania określonych danych do arkusza kalkulacyjnego, gdzie może analizować je w dowolny sposób. Kolejną funkcjonalnością systemu DTL Monitoring jest panel sterowania. Użytkownik mający do niego dostęp, po zalogowaniu się, ma możliwość zdalnego sterowania urządzeniami podłączonymi do modułów telemetrycznych na monitorowanych obiektach. Możemy np. wyłączyć z eksploatacji daną pompę głębinową lub zmienić ustawienie zasuw z napędem elektrycznym. Wykorzystanie możliwości zdalnego sterowania modułami telemetrycznymi InVentia, pozwala zdecydowanie ograniczyć koszty związane z dojazdami personelu obsługi do danego obiektu wodociągu.

Kolejne etapy wdrożenia

Ogromna funkcjonalność modułów telemetrycznych firmy InVentia pozwala na szeroką rozbudowę całego systemu telemetrycznego. Zarządzanie siecią wodociągową to również dbałość o jakość wody. Prócz monitorowania pracy typowych urządzeń, takich jak pompy głębinowe czy zestawy hydroforowe, chcemy mieć możliwość kontrolowania podstawowych parametrów fizykochemicznych wody. Moduły telemetryczne MT-101, umożliwiają pobieranie danych z zewnętrznych urządzeń wyposażonych w port komunikacyjny RS232/422/485. Kolejny rok to dla zespołu firmy Dataland praca nad pełnym wykorzystaniem tej funkcjonalności. Moduły telemetryczne InVentia, urządzenia kontroli jakości wody oraz system informatyczny DTL Monitoring mają stanowić niezbędne narzędzie codziennej pracy zarządcy infrastruktury wodociągowej.

„Bogata funkcjonalność i wysoka niezawodność sprawiają, że ta rodzina urządzeń jest naszym numerem jeden w dziedzinie telemetrii i aplikacji realizujących zdalny nadzór. Wskaż nam zadanie do realizacji, a my poprzez zastosowanie MT-101 dodamy nowej wartości dla Twojej firmy. Daj nam znać, a my opracujemy rozwiązanie dedykowane dla Ciebie.” – Peter Mbari – Dyrektor Techniczny, Blink Electrics Ltd.

Przepompownia znajduje się na terenie międzynarodowego lotniska w Kenii, w odległości około 4 km od stacji uzdatniania i zbiorników magazynowania wody. Przed modernizacją stary system wymagał od osób go administrujących stałego pokonywania odległości za każdym razem, gdy istniała potrzeba włączenia lub wyłączenia pomp wody w stacji zasilającej. Dodatkowym elementem wymuszającym częste przemieszczanie się obsługi był fakt, że wydajność stacji uzdatniania była mniejsza niż stacji pomp. Przed zainstalowaniem systemu telemetrycznego, w momencie, gdy przepompownia była uruchomiona, z powodu nadmiaru przepływu wody w stacji uzdatniania następowały częste przypadki przepełnienia zbiorników, w rezultacie czego dochodziło do rozlania dużych ilości wody. Proces dozowania środków chemicznych również odbywał się ręcznie i często skutkowało to tym, że operator dodawał środki w nieodpowiednich ilościach w stosunku do objętości wody. W przypadku wystąpienia usterek z reguły upływało wiele czasu zanim zostały one zauważone i zdiagnozowane.

Taki stan rzeczy szybko musiał ulec zmianie. Pomocne okazały się rozwiązania telemetryczne od lat z powodzeniem oferowane przez firmę Inventia na całym świecie. Jedna z lokalnych firm kenijskich, Blink Electrics skorzystała z podstawowej funkcjonalności modułu MT-100, jakim jest bufor MT2MT, który umożliwia zbudowanie systemu pracującego w tzw. kaskadzie. Umożliwia on bezpośredni przekaz danych pomiędzy oddalonymi punktami bez wymaganej dodatkowej infrastruktury w postaci serwera centralnego. Dzięki temu udało się bezpośrednio zsynchronizować stację uzdatniania ze stacją pomp tak, że woda jest obecnie pompowana tylko wtedy, gdy poziom w zbiornikach nie jest pełny. W znacznym stopniu ograniczyło to marnotrawstwo energii, chemikaliów do uzdatniania oraz samej wody poprzez wyeliminowanie jej wycieków.

Dozowanie chemikaliów do wody również zostało skoordynowane z przepompownią, tak że chemikalia są dodawane tylko wówczas, gdy woda przepływa ze zdalnej pompowni. Zapewniło to jednolity proces uzdatniania, a tym samym utrzymanie wymaganego poziomu jakości przy zachowaniu wysokiego stopnia niezawodności.

Wykorzystując możliwości PLC modułu telemetrycznego MT-100 zaprogramowano logikę monitorowania stanu instalacji, a dodane powiadomienia w postaci wiadomości SMS są wysyłane obsłudze w przypadku wystąpienia awarii. Ponadto, administratorzy obiektów mogą monitorować system w czasie rzeczywistym z komputera za pomocą programu narzędziowego MTManager, uzyskując wszystkie istotne informacje o stanie instalacji.

Peter Mbari, Blink Electrics ltd, Kenia

Niezawodność i potencjał modułu telemetrycznego MT-151 pozwala na projektowanie rozwiązań w zakresie monitoringu i sterowania w różnych architekturach i protokołach komunikacyjnych.

Nasz Partner z Ameryki Południowej firma Proyex (Chile) zaprojektował rozwiązanie łączące komunikację Ethernet (sieć zbudowana o infrastrukturę klasyczną kablową oraz radiową, WiFi) z przemysłowym protokołem MODBUS i komunikacją GPRS/3G w celu przesłania informacji do własnej chmury obliczeniowej. Zapewnił użytkownikom systemu prezentację danych procesowych zachowując również możliwość zdalnej modyfikacji parametrów pracy.

Na świecie rośnie świadomość znaczenia ochrony środowisko, racjonalnego wykorzystania zasobów naturalnych oraz zrównoważonej produkcji towarów i usług. Technologie IIoT są podstawowym narzędziem lepszego wykorzystania zasobów naturalnych, większej wydajności procesów produkcyjnych, a przede wszystkim wczesnego wykrywania sytuacji krytycznych.

Posiadanie solidnych i niezawodnych technologii jest niezbędne dla powodzenia projektów zrównoważonego rozwoju każdej firmy. Czujniki, urządzenia kontrolne, systemy transmisji danych, systemy przechowywania i wizualizacji informacji oraz aplikacje analityczne muszą być wystarczająco solidne i niezawodne, aby zapewnić sukces każdego projektu.

Biofiltro, klient naszego Partnera, jest chilijską firmą, która oferuje usługi filtracji ścieków przy użyciu w 100% naturalnych metod fizycznych i biologicznych. Opracowany przez Biofiltro system filtracji realizowany za pomocą metod, które pozwalają na uprawę biomasy bogatej w bakterie i dżdżownice odpowiedzialne za biologiczne filtrowanie wody.

Dzięki wykorzystaniu bogatej struktury paneli sterowania i czujników firma Biofiltro prowadzi zdalne monitorowanie wydajności systemu i parametrów jakości wody przez 24 godziny na dobę. System umożliwia również dostosowanie obciążenia systemu w celu zapewnienia jego optymalnej wydajności.

Firma Biofiltro inokuluje specyficzną mieszaniną dżdżownic i bakterii w celu osiągnięcia maksymalnej wydajności w redukcji takich parametrów jak: biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT), całkowita zawartość zawiesiny stałej (TSS): tłuszczów i olejów oraz azotu, całkowita zawartość rozpuszczonych ciał stałych (TSD): amoniaku i fosforu. Dżdżownice tworzą kanały powietrzne, trawiąc zawiesiny stałe. Mogą osiągnąć gęstość do 12 000 dżdżownic na metr kwadratowy.

Wymagany był niezawodny i solidny system monitorowania i kontroli, aby wtłaczać odpowiednią ilość wody do biomasy oraz przewidywać, czy warunki wodne nie bedą szkodliwe dla dżdżownic i bakterii odpowiedzialnych za filtrowanie. Priorytetem było wykrywania i skuteczne korygowanie sytuacji krytycznych dostosowując parametry pracy całego systemu. W tym celu firma Proyex opracowała system monitorowania jakości wody, automatyzację nawadniania, kontrolę poziomu wody i obsługę impulsowych pomp wodnych w oparciu o moduły telemetryczne InVentia MT-151. Jednym z najważniejszych punktów procesu jest ochrona biomasy, składającej się głównie z dżdżownic poprzez:

• stałe monitorowanie parametrów i dostępności ścieków, które są przeznaczone do procesu filtracji
• monitorowanie pH, jej przewodności i współczynnika ORP wody przed procesem jej filtrowania
• dozowanie odpowiedniej ilości wody do systemu i zapewnienie biomasie odpowiedniego czasu odpoczynku
• utrzymywanie stałej i niezawodnej łączności pomiędzy punktem monitoringu parametrów wody przeznaczonej do filtracji, a punktem pompowania wody
• przekazywanie informacji do chmury obliczeniowej w celu zapewnienia klientowi zdalnego dostępu do procesu z dowolnego urządzenia z dostępem do internetu
• alarmowanie krytycznych sytuacji, takich jak przerwy w dostawie prądu, niski poziom wody, problemy z działaniem pomp lub wskazania poziomu pH poza normalnym zakresem.

Firma Proyex, biorąc pod uwagę wcześniejsze doświadczenia zdobyte w poprzednich projektach monitoringu i sterowania za pośrednictwem WiFi przy użyciu sprzętu MT-151, podjęła decyzję o wdrożeniu rozwiązania opartego na połączeniu tych modułów ze sobą poprzez sieć WiFi. Wykorzystanie jej służyło wyłącznie do zapewnienia komunikacji MODBUS pomiędzy pompownią (MT-151 Master) a centralą sterującą (MT-151 Slave), które znajdują się w odległości około 50 metrów. W ten sposób urządzenia znajdujące się w pompowni (master) uzyskały parametry wody w postaci wskaźników pH, przewodności, ORP i poziomu wody odczytywanego lokalnie przez jednostkę MT-151 Slave. Wewnętrzny algorytm sterowania modułu telemetrycznego zapewnił kontrolę nad czasem nawadniania, sekwencjonowaniem pomp i czasem odpoczynku wymaganym przez biomasę w celu zachowania najwyższej wydajności. Dodatkowo, jeśli odczytane wskazania pH nie mieszczą się w normalnych zakresach, proces nawadniania zostaje zatrzymany, a obsługa obiektu otrzymuje stosowne powiadomienia alarmowe.

Dodatkowo stacja centralna w postaci modułu MT-151 (Master) przy użyciu wbudowanego modemu GPRS/3G, przekazuje minuta po minucie informacje o stanie systemu do chmury obliczeniowej Proyex Cloud www.cloudiot.cl. W ten sposób zarówno firma Biofiltro, jak i jego klienci mogą w sposób ciągły, z dowolnego miejsca z dostępem do Internetu, monitorować stan systemu filtrującego, aktualne poziomy oraz ilości przefiltrowanej wody oraz rozpoznawać i sprawnie reagować na anomalie, takie jak awarie pomp, przerwy w dostawie prądu, czy niewłaściwe wskazania współczynników wody.

Hernán Canales N., Proyex, Chile

Wykorzystanie zaawansowanej funkcjonalności nowej generacji modułów telemetrycznych MT-151, MT-331, MT-713/723 firmy InVentia w aplikacjach opracowanych i wdrożonych przez firmę Control System – edycja 03’2019.

Wstęp

Szanowni czytelnicy magazynu TELEMETRON. Oddajemy w Państwa ręce kolejny artykuł zawierający opis najciekawszych rozwiązań aplikacyjnych wdrożonych przez inżynierów firmy CONTROL SYSTEM. Tradycyjnie niniejszy edycja artykułu stanowi kontynuację publikacji zawartych w wydaniach magazynu TELEMETRON z lat 2008/2009/2010/2011/2012/2013, 2015, 2016 i 2017.

W najnowszej edycji artykułu, podobnie jak w latach poprzednich, chcielibyśmy przedstawić czytelnikom TELEMETRONu najciekawsze i zaawansowane technicznie wdrożenia, zrealizowane w roku 2017, wraz firmami partnerskimi oraz samodzielnie, przez doświadczony zespół inżynierów firmy CONTROL SYSTEM. Konsekwentnie od lat skupiamy się na realizacji tematów wymagających specjalistycznej wiedzy i wieloletniego doświadczenia, pamiętając jednocześnie, iż naszym nadrzędnym celem jest tworzenie finalnych aplikacji wysokiej jakości, gwarantujących użytkownikom, iż otrzymali produkt, którego oczekiwali.

W roku 2017 aplikacje realizowane przez nasz zespół realizowane były w oparciu o moduły nowej generacji, tj. MT-151_LED/HMI, MT-251_3G oraz MT-331. Zwiększone zasoby dostępne w module MT-151_LED/HMI w połączeniu z dużą wydajnością nowoczesnego procesora, obsługą liczb zmiennoprzecinkowych oraz implementacją protokołów pozwalających na komunikowanie się z urządzeniami zewnętrznymi poprzez porty RS-485 i ETHERNET, znacząco zwiększyły możliwości funkcjonalne. Brama komunikacyjna MT-251 w wersji 3G oraz routery firmy WELOTEC serii TK/500/700/800 umożliwiły bezproblemowe przetwarzanie strumieni danych generowanych w sieciach zawierających ponad 150 modułów telemetrycznych. W wielu aplikacjach zastosowanie znalazł moduł MT-331, który z uwagi na możliwość pracy w dwóch trybach zasilania okazał się niezwykle interesującym urządzeniem.

Bilans zamknięcia roku 2017, to łącznie już ponad 10.200 modułów pracujących bezawaryjnie, z oprogramowaniem aplikacyjnym opracowanym przez inżynierów firmy CONTROL SYSTEM w Polsce i krajach Europy.

W kolejnych blokach tematycznych streścimy najciekawsze przykłady zastosowań modułów telemetrycznych.

Ochrona środowiska -> moduł MT-151_LED sterujący wraz z modułami EX-101 częścią procesu przepompowywania wody w spalarni śmieci

W opisanej poniżej aplikacji wykorzystano często stosowaną w aplikacjach naszej firmy strukturę sterowania wieloprocesorowego. Moduł MT-151_LED wraz z modułami EX-101 realizuje proces sterowania pompami oraz przepustnicami. Każdy z trzech modułów posiada aplikację, która realizuje część procesu sterowania. Moduły telemetryczne są ze sobą połączone magistralą RS-485. Do tej magistrali komunikacyjnej są również dołączone przepływomierze elektromagnetyczne. Poniżej schemat komunikacji.

Schemat obrazuje jak wielki potencjał udostępnia moduł MT-151 zarówno twórcom systemu sterowania, jak i użytkownikowi. Oprócz lokalnej wizualizacji, dostępnej na panelu graficznym zamontowanym na elewacji drzwi szafy sterowniczej, dane pomiarowe są dodatkowo przekazywane, z wykorzystaniem magistrali ETHERNET, do zintegrowanego, rozbudowanego systemu BMS nadzorującego pełen proces technologiczny na tym obiekcie.

Ponadto w opisywanym rozwiązaniu wykorzystywana została możliwość generowania przez moduł MT-151 danych z wykorzystaniem technologii GPRS/3G na dedykowany, bezpieczny serwer bazodanowy, co umożliwia naszym inżynierom zdalną kontrolę na prawidłowym przebiegiem procesu sterowania bez dostępu do zabezpieczonego przed dostępem z zewnątrz systemem BMS.

Standardowe oraz zaawansowane algorytmy sterowania pracą przepompowni i tłoczni ścieków z wykorzystaniem modułu MT-151

Moduł telemetryczny MT-151_LED oraz HMI aktualnie dominuje w układach sterowania pracą przepompowni oraz tłoczni ścieków. Przez ostanie 3 lata zespół naszych programistów istotnie rozszerzył możliwości funkcjonalne oprogramowania aplikacyjnego i zrealizował kilka spektakularnych wdrożeń

Oprócz standardowych aplikacji dla przepompowni i tłoczni ścieków zespół naszych inżynierów realizował dla naszych partnerów biznesowych bardziej zaawansowane projekty związane ze sterowaniem dodatkowymi urządzeniami, np. mikserami i zasuwami. W tego typu aplikacjach wymagana była kontrola ilości ścieków zrzucanych do oczyszczalni w cyklu godzinowym, co wymuszało zastosowanie algorytmów z funkcjami predykcji oraz buforowanie ścieków w dodatkowym zbiorniku retencyjnym i sterowanie pracą zasuw w celu jego cyklicznego opróżniania.

W przypadku zakładów przetwórstwa ryb, z uwagi na strukturę ścieków, konieczne było stosowanie dodatkowych mikserów.

Dostępny w wersji HMI zintegrowany wyświetlacz graficzny udostępnił obsłudze lokalną wizualizację najważniejszych parametrów procesowych bez konieczności stosowania dodatkowego, kosztującego minimum kilkaset złotych zewnętrznego panela graficznego.

Dzięki rozszerzonym zasobom modułu MT-151, np. w przypadku tłoczni ścieków, możliwe stało się zrealizowanie w jednym module sterowania pracą pompy odwodnieniowej, jak i dodatkowego wentylatora przeznaczonego do wentylacji komory suchej. Możliwość podłączenia zewnętrzach przetworników temperatury do modułu MT-151 pozwalana na bardziej precyzyjne utrzymywanie zadanej temperatury w szafie sterowniczej. Powyższe rozszerzenie funkcji realizowanych przez moduł MT-151 minimalizuje ilość dodatkowych elementów stanowiących wyposażenie szafy. W efekcie zastosowanie modułu MT-151 nie tylko nie zwiększa kosztów wykonania szafy sterowniczej, ale gwarantuje, iż sterowanie dodatkowymi urządzeniami będzie realizowane przez oprogramowanie aplikacyjne zapisane w pamięci modułu MT-151, a wszystkie wymagane dodatkowe informacje będą przekazywane do nadrzędnego systemu SCADA.

Moduł MT-151_HMI sterujący przepustnicami w komorach pomiarowych na magistralach wody czystej -> kolejne wdrożenia

Sprawdzone w pierwszych aplikacjach, dla tej klasy obiektów, możliwości funkcjonalne oferowane przez moduł MT-151 doprowadziły do realizacji kolejnych wdrożeń realizujących proces kontroli rozpływu wody w sieci wodociągowej, w celu optymalizacji kosztów związanych z jej zarządzaniem.

Poniżej przykład sterowania pracą dwóch zasuw na magistrali wodociągowej w Mielnie wraz z wizualizacją

Zaprezentowane przykłady aplikacji uzmysławiają możliwości funkcjonalne oferowane przez moduł telemetryczny MT-151, który w takich przypadkach z powodzeniem zastępuje tradycyjny sterownik PLC połączony z modem GSM. Zintegrowanie funkcji sterowania procesem i transmisji danych (3G) w jednym module + możliwość zdalnej modyfikacji programu w MT-151 istotnie zmniejszają koszty związane z uruchomieniem obiektu.

Opomiarowanie przepływów ścieków z na magistralach tranzytowych z wykorzystaniem przepływomierzy elektromagnetycznych -> nowoczesne rozwiązanie chmurowe do wizualizacji z dostępem do danych z poziomu przeglądarki WWW

W roku 2017 nasz zespół intensywnie rozwijał nową generację aplikacji chmurowej do wizualizacji przebiegu procesów pomiarowych na obiektach rozproszonych obiektów w oparciu o dostęp do danych z poziomu przeglądarki WWW. Opracowano dedykowaną, profesjonalną aplikację internetową, która zapewnia bezpieczny dostęp danych oraz wizualizację przebiegu procesu pomiarowego. Założono, iż celem nadrzędnym będzie uzyskanie bezpiecznego i niezawodnego dostępu do danych z poziomu przeglądarki internetowej, zarówno na urządzeniach stacjonarnych, jak i mobilnych. Do stworzenia aplikacji użyto najnowszych dostępnych technologii informatycznych. Pełna skalowalność i responsywność strony została zapewniona poprzez użycie grafiki wektorowej w formacie SVG, a także biblioteki Bootstrap. Dzięki takiemu rozwiązaniu, zawartość strony dopasowuje się do rozmiaru ekranu, na którym jest wyświetlana. Wykorzystano również możliwości jakie daje JavaScript, HTML5 i CSS3. Poniżej przykład wizualizacji przepływu ścieków w rozwiązaniu przeznaczonym stricte na cele rozliczeniowe, tj. rozliczania należności za transfer ścieków na kolektorze ściekowym łączącym dwie gminy.

Poniżej wykresy przepływu oraz bilanse.

Liczba wdrożeń modułów telemetrycznych firmy InVentia w aplikacjach dedykowanych na cele rozliczeniowe przyrasta w szybkim tempie. Zespół naszych inżynierów przygotował w roku 2017 dedykowany system pomiarowy do grawitacyjnego opomiarowania przepływu ścieków, w oparciu o profesjonalny i wykorzystujący najnowsze technologie pomiarowe przepływomierz TIDALFLUX 2300F niemieckiej firmy Krohne. System pomiarowy zawiera oczywiście zestaw telemetryczny wraz z chmurową aplikacją do wizualizacji procesu pomiarowego oraz modułem bilingowym. Poniżej schemat blokowy kompletnego, profesjonalnego systemu do grawitacyjnego opomiarowania ścieków. System składa się z komory pomiarowej z przepływomierzem specjalistycznym TIDALFLUX 2300F, dedykowanej szafki pomiarowo-telemetrycznej zawierającej między innymi moduł telemetryczny MT-101 oraz nowoczesnej aplikacji chmurowej do wizualizacji procesu pomiarowego zawierającej moduły wykresów oraz do obliczania bilansów.

Poniżej zrzut ekranu z wizualizacji chmurowej dedykowanej dla przepływomierza TIDALFLUX 2300F. W prawe części okna widoczne jest dodatkowe pole informujące o poziomie wypełnienia czujnika.

Dla przepływomierzy dedykowanych dla przepływów ciśnieniowych wygląd aplikacji dostosowuje się automatycznie do typu przepływomierza.

Na wykresach poniżej widać modulację wykresu przepływu spowodowaną pracą przepompowni ścieków, która impulsowo wtłacza ścieki do kolektora.

Na zakończenie tego bloku tematycznego przykład wizualizacji dwóch komór pomiarowych z przepływomierzami elektromagnetycznymi ze średnicami czujników DN150 i DN200. Dane pomiarowe są zintegrowane na jednym ekranie w celu ich łatwiejszej analizy.

Moduły telemetryczne MT-331, MT-713, MT-723 w aplikacjach do monitorowania przepływów i ciśnień w komorach pomiarowych. Zasilanie systemu pomiarowego z baterii, akumulatorów lub źródeł energii odnawialnej

Opomiarowanie komór pomiarowych, na których, z uwagi na odległość od linii energetycznych NN, nie ma dostępnego zasilania 230V wymaga zastosowania modułów telemetrycznych i urządzeń pomiarowych zasilanych bateryjnie, z akumulatorów lub zastosowania odnawianych źródeł energii. Ciekawym przykładem może być położony malowniczo wśród pól zbiornik w Zubrzycach.

Poziom wody w tym zbiorniku musi być utrzymywany w górnej strefie w celu zapewnienia ciągłości dostaw wody da mieszkańców. Informację o aktualnym poziomie wody należy przekazywać do modułu MT-151 zainstalowanego na oddalonej przepompowni, w której znajdują się dwie pompy tłoczące wodę na zbiornik w Zubrzycach. Do tego zadania wykonana została specjalna szafka zasilająco telemetryczna zawierająca dwa akumulatory przystosowane do współpracy z panelem fotowoltaicznym, regulator MPPT, moduł MT-331.

Komory pomiarowe wyposażone w tradycyjne wodomierze lub bateryjnie zasilane przepływomierze elektromagnetyczne, to kategoria obiektów, w której do celów telemetrii należy stosować energooszczędne moduły telemetryczne serii MT-331/713/723. Na potrzeby naszych partnerów biznesowych został opracowany w roku 2017 kolejny dedykowany system pomiarowy umożliwiający optymalne pod względem dokładności opomiarowanie wartości przepływów i ciśnień na magistralach wody czystej.

W przedstawionym powyżej profesjonalnym rozwiązaniu zastosowano nowoczesny, specjalistyczny przepływomierz elektromagnetyczny WATERFLUX 3070F niemieckiej firmy Krohne oraz moduł telemetryczny MT-713 w wykonaniu specjalnym, tj. zasilanym z zewnętrznego pakietu baterii oraz wyposażony w port do komunikacji cyfrowej RS-485 z obsługą protokołu ModBus RTU. Możliwość komunikacji cyfrowej pomiędzy przepływomierzem WATERFLUX 3070F, a modułem MT-713 pozwalana na przesyłanie do systemu wizualizacji znacznie więcej krytycznych informacji pomiarowych oraz autodiagnostycznych niż w przypadku prostych rozwiązań opartych jedynie o przekaz informacji poprzez wyjście impulsowe i alarmowe. W przypadku przepływomierzy bateryjnych istotne jest możliwość dopasowania szybkości wykonywania pomiarów do dynamiki przepływu mierzonego medium. Wdrożone rozwiązanie zapewnia uzyskanie optymalnej proporcji pomiędzy efektywną dokładnością systemu pomiarowego, a żywotnością baterii. Wbudowany w module MT-713 logger pozwalana na dokładne odwzorowanie na wykresach w systemie wizualizacji wartości chwilowych natężenia przepływu oraz ciśnienia.

Na zdjęciu poniżej przykład komory pomiarowej wyposażonej w klasyczny wodomierz oraz przetwornik ciśnienia. Dzięki wykorzystaniu funkcji oferowanych przez moduł MT-331, nawet w tak prostym przypadku, do systemu wizualizacji przesyłane są istotne dane pomiarowe oraz informacyjne, np. otwarcie komory pomiarowej, przekroczenie dopuszczanego poziomu wody w komorze.

W tej aplikacji moduł telemetryczny jest zasilany z akumulatora typu AGM, który z wymaga cyklicznego doładowywania ok. 3 razy/rok. Dzięki wbudowanemu w moduł MT-331 akumulatorowi o pojemności 2.6Ah możliwe jest bezproblemowe doładowywanie akumulatora zewnętrznego bez konieczności zastępowania go innym akumulatorem na czas ładowania.

Przygotowana dla użytkownika aplikacja na bieżąco monitoruje nie tylko wartość uśrednionego przepływu chwilowego oraz ciśnienia, ale również na bieżąco informuje o poziomie napięcia w akumulatorze zewnętrznym, jak i szacowanym czasie do kolejnego ładowania.

Poniżej wizualizacja tego samego obiektu wykonana w aplikacji chmurowej dedykowanej dla urządzeń desktopowych, jak i mobilnych.

Monitoring zestawów hydroforowych wyposażonych we własne sterowniki PLC z wykorzystaniem modułu telemetrycznego MT-151

W roku 2017 kontynuowany był proces włączania do systemów wizualizacji zestawów hydroforowych. W licznych aplikacjach firma CONTROL SYSTEM włączała do struktur systemów wizualizacji obiekty o rożnych poziomach wyposażenia. W tym obszarze zastosowań znakomicie sprawdziły się moduły MT-151. Dzięki dostępności portów komunikacyjnych RS-485, jak i ETHERNET w większości przypadków bezproblemowo udawało się nawiązać połączenie cyfrowe ze sterowniami PLC i przesyłać dane z wykorzystaniem protokołów ModBus RTU lub ModBus TCP. Poniżej przykład wizualizacji SUW zawierającej 3 zestawy hydroforowe.

W celu ułatwienia nowemu użytkownikowi „rozpoczęcia przygody” z telemetrią oferujemy rozwiązania chmurowe pozwalające na wdrożenie wizualizacji bez budowy standardowej stacji dyspozytorskiej wyposażonej w router.

Na zrzucie ekranu poniżej przykład wizualizacji zestawu hydroforowego wykonanej w systemie SCADA MoVicon.

Monitoring zaawansowanych stacji uzdatniania wody w oparciu o system SCADA MoVicon firmy PROGEA

W roku 2017 nasz zespół inżynierów wdrożył rozbudowane systemy wizualizacji zrealizowane w oparciu o system SCADA MoVicon. W architekturze sprzętowej w każdej z realizowanych aplikacji wykorzystano również moduły telemetryczne firmy InVentia. Prezentowany przykład potwierdza niezwykle elastyczność w łączeniu w jednym systemie rożnych modeli modułów telemetrycznych ze sterownikami PLC.

Poniżej aplikacja do wizualizacji opisywanej stacji uzdatniania wody wykonana w systemie SCADA MoVicon.

Poniżej okno ze prezentujące pracę pomp III stopnia w szczegółach.

Na zrzutach ekranu poniżej prezentujemy Państwu wizualizację kolejnego SUWu.

Poniżej przykład nowoczesnej aplikacji do wizualizacji wykonanej w systemie SCADA MoVicon rozbudowanej technologicznie stacji uzdatniania wody. Dane ze sterownika PLC, odpowiedzianego za realizację procesu sterowania, są przekazywane do stacji dyspozytorskiej za pośrednictwem modułu MT-151_LED, który jest połączony magistralą ETHERNET ze sterownikiem PLC.

Poniżej widok tzw. dashboard’u, który w sposób czytelny prezentuje operatorowi zestawienie najważniejszych parametrów monitorowanych obiektów wraz z informacją o alarmach bieżących i historycznych.

Podsumowując, możliwości oferowane przez system SCADA MoVicon pozwalają na tworzenie profesjonalnych i nowoczesnych aplikacji do wizualizacji i zdalnego sterowania wybranymi funkcjami procesu technologicznego.

Wizualizacja oczyszczalni ścieków wykonana w systemie SCADA Movicon firmy Progea

W roku 2017 rozwijane były systemy wizualizacji oczyszczalni ścieków stworzone w systemie wizualizacji Movicon, dystrybuowanym przez firmę ABMICRO.

Na zrzucie ekranu poniżej przykład wizualizacji kilku oczyszczalni ścieków zrealizowany w systemie SCADA Movicon 11.5.

Podsumowanie

W roku 2017 rozwijaliśmy coraz bardziej wyrafinowane technicznie aplikacje na bazie modułów telemetrycznych firmy InVentia. Kolejne funkcje dodawane do oprogramowania wewnętrznego tych modułów pozwalają naszemu zespołowi na realizację coraz bardziej złożonych systemów sterowania.

Ciekawym kierunkiem firmy InVentia jest implementacja w wybranych modułach telemetrycznych protokołu MQTT pozwalającego na wymianę danych z urządzeniami IoT.

W celu ułatwienia wdrażania modułów telemetrycznych u użytkowników, którzy dopiero zaczynają „swoją przygodę” z systemami telemetrii, opracowaliśmy nowoczesną aplikację chmurową, pozwalającą na swobodny dostęp do danych procesowych z urządzeń stacjonarnych, jak i mobilnych.

Konsekwentnie wszystkie nowe wdrożenia systemów wizualizacji zostały zrealizowane w oparciu o system SCADA MoVicon firmy Progea, dystrybuowany przez firmę ABMICRO. Nasi inżynierowie, przez ostatni rok, zdobyli olbrzymie doświadczenia w tworzeniu rozbudowanych aplikacji w oparciu o system SCADA MoVicon. Wersja MoVicon.NEXT, to kolejne wyzwanie, które stoi przed naszym zespołem.