Wdrożenie DTL Monitoring dla Zakładu Usług Komunalnych w Baborowie

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.