Katowice, 2011r. Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA oczyszczalni ścieków w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA.
Spis treści. 1 Podstawa opracowania..str. 1 2 Przedmiot opracowania..str. 1 3 Opis stanu bieżącego instalacji sterowniczych OŚ w Nowym Targu..str. 1 3.1 Informacje ogólne..str. 1 3.2 System zdalnego nadzoru i sterowania..str. 1 3.2.1 funkcjonalność pierwotna i bieżąca.str. 1 3.2.2 obecny stan programowy.str. 2 3.2.3 obecny stan sprzętowy i stan sieci lokalnej.str. 2 3.3 Instalacje sterownicze informacje ogólne..str. 2 3.4 Węzeł sterowniczy C1..str. 2 3.4.1 funkcjonalność.str. 2 3.4.2 wyposażenie.str. 3 3.4.3 podłączone urządzenia.str. 3 3.5 Węzeł sterowniczy C2..str. 4 3.5.1 funkcjonalność.str. 4 3.5.2 wyposażenie.str. 5 3.5.3 podłączone urządzenia.str. 5 3.6 Węzeł sterowniczy C3..str. 6 3.6.1 funkcjonalność.str. 6 3.6.2 wyposazenie.str. 6 3.6.3 podłączone urządzenia.str. 6 3.7 Wykaz urządzeń sterowniczych przeznaczonych do wymiany..str. 7 4 Opis rozwiązań projektowych..str. 7 4.1 System zdalnego nadzoru i sterowania..str. 8 4.1.1 wymagana/projektowana funkcjonalność.str. 8 4.1.2 projektowany stan programowy System HMI SCADA ControlMaestro.str. 8 4.1.3 realizowane funkcjonalności projektowanego systemu SCADA CM2010.str. 11 4.1.3.1 symbole na obrazach synoptycznych.str. 12 Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA.
4.1.3.2 synoptyka, stacyjki regulacyjne.str. 13 4.1.3.3 raporty i wykresy.str. 15 4.1.3.4 baza danych i archiwum systemu.str. 16 4.1.3.5 dostęp do systemu.str. 17 4.1.4 projektowany stan sprzętowy.str. 17 4.1.5 projektowany stan sieci lokalnej.str. 19 4.1.5.1 sieć sterownikowa PLC oraz elementy systemu wizualizacji pracy oczyszczalni.str. 19 4.1.5.2 sieć administracyjna.str. 19 4.2 Wymagany przez Użytkownika zakres rozbudowy/zmian wyposażenia i funkcjonalności węzłów sterowniczych..str. 20 4.3 Wymagany przez Użytkownika sposób pracy oczyszczalni..str. 21 4.3.1 oczyszczanie wstępne (mechaniczne).str. 21 4.3.1.1 obiekt POMPOWNIA.str. 21 4.3.1.2 obiekt KRATY MECHANICZNE (KRATOFILTRY).str. 21 4.3.1.3 obiekt PIASKOWNIKI.str. 22 4.3.1.4 obiekt REAKTORY SBR1, SBR2, SBR3.str 24 4.3.2 oczyszczanie biologiczne.str. 24 4.3.2.1 obiekt REAKTORY SBR1, SBR2, SBR3.str. 24 4.3.2.2 obiekt ZAGĘSZCZACZE OSADU, WIRÓWKI.str. 28 4.3.2.3 obiekt KOAGULACJA.str. 28 4.3.2.4 obiekt ZLEWNIA ŚCIEKÓW MLECZARSKICH.str 29 4.3.2.5 obiekt ZLEWNIA ŚCIEKÓW GARBARSKICH.str. 29 4.4 Projektowany zakres modernizacji system sterowania pracą oczyszczalni..str. 30 4.4.1 projektowany zakres modernizacji układów sterowniczych.str. 30 4.4.2 projektowany stan sieci transmisji danych między węzłami sterowniczymi.str. 30 4.4.3 projektowany stan węzła sterowniczego C1 po modernizacji.str. 30 4.4.3.1 wyposażenie.str. 30 4.4.3.2 funkcjonalność.str. 31 Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA.
4.4.3.3 podłączone urządzenia.str. 31 4.4.4 projektowany stan węzła sterowniczego C2 po modernizacji.str. 33 4.4.4.1 wyposażenie.str. 33 4.4.4.2 funkcjonalność.str. 33 4.4.4.3 podłączone urządzenia.str. 33 4.4.5 projektowany stan węzła sterowniczego C3 po modernizacji.str. 35 4.4.5.1 wyposażenie.str. 35 4.4.5.2 funkcjonalność.str. 35 4.4.5.3 podłączone urządzenia.str. 35 4.5 Listy sygnałowe po modernizacji..str. 36 4.5.1 węzeł sterowniczy C1.str. 36 4.5.2 węzeł sterowniczy C2.str. 39 4.5.3 węzeł sterowniczy C3.str. 42 4.6 Wykaz urządzeń sterowniczych projektowany do zainstalowania w ramach modernizacji..str. 44 4.6.1 węzeł sterowniczy C1.str. 44 4.6.2 węzeł sterowniczy C2.str. 44 4.6.3 węzeł sterowniczy C3.str. 45 4.6.4 urządzenia sterownicze rezerwowe.str. 46 5 Część rysunkowa. Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA.
1 Podstawa opracowania. Podstawę wykonania projektu stanowią: umowa zawarta pomiędzy Miejskim Zakładem Wodociągów i Kanalizacji w Nowym Targu a firmą MEDAS Sp. z o. o. w Katowicach; uzgodnienia techniczne z dostawcami urządzeń; wizja lokalna, uzgodnienia ze specjalistami oraz materiały otrzymane z Miejskiego Zakładu Wodociągów i Kanalizacji w Nowym Targu, a w szczególności z oczyszczalni ścieków w Nowym Targu; 2 Przedmiot opracowania. Niniejsze opracowanie stanowi dokumentację projektową sterownikowej części AKPiA oczyszczalni ścieków w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS (obecnie nieosiągalych na rynku krajowym) na sterowniki PCD3 SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania o pełnej funkcjonalności, bazującego na oprogramowaniu SCADA wraz z konieczną modernizacją sieci transmisji danych. 3 Opis stanu bieżącego instalacji sterowniczych OŚ w Nowym Targu. 3.1 Informacje ogólne. Aktualne instalacje sterownicze w OŚ Nowy Targ bazują na rozwiązaniach wprowadzonych w czasie kompleksowej modernizacji oczyszczalni przeprowadzonej w latach 90-tych przez szwedzkie firmy: SCANDIACONSULT, EUROTHERM i PURAC. Biorąc pod uwagę rozwój dostępnych rozwiązań technicznych i informatycznych oraz fakt, iż zastosowane wyposażenie sterownicze i nadzorcze (wizualizacja i zdalne sterowanie) od dawna nie jest już dostępne na rynku, konieczna jest modernizacja instalacji sterowniczych OŚ Nowy Targ w zakresie który zapewni utrzymanie w ruchu tak strategicznego w dzisiejszych czasach obiektu jakim jest oczyszczalnia ścieków. 3.2 System zdalnego nadzoru i sterowania. 3.2.1 funkcjonalność pierwotna i bieżąca Istniejący system monitoringu obejmuje 3 obiekty, zarządzane przez 3 sterowniki PLC oraz czujniki pomiaru wielkości fizycznych i chemicznych takich jak: temperatura, przepływ, poziom, stężenia substancji itp. Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 1
3.2.2 obecny stan programowy Działający system SCADA jest systemem otwartym zainstalowanym w latach 90-tych i zmodernizowanym w roku 2001. System po przeprowadzonej modernizacji pracuje w oparciu o oprogramowanie obiektowe SCADA ifix w wersji 2.2 (przy przejętej częściowo funkcjonalność pierwotnego systemu Paragon500). Prace modernizacyjne pozwoliły na uruchomienie tylko części pierwotnych funkcjonalności systemu wizualizacji pracy oczyszczalni, przy zmianie systemu operacyjnego z DOS na Windows NT4. 3.2.3 obecny stan sprzętowy i stan sieci lokalnej System SCADA tworzą dwie jednostki komputerowe Centralna Stacja Dyspozytorska oraz Poglądowa Stacja Dyspozytorska. Komputery połączone są ze sobą z wykorzystaniem sieci LAN. Dane obiektowe ze sterowników (C1, C2, C3) przekazywane są dane do dyspozytorni przewodowo z wykorzystaniem lokalnej sieci LAN. Sieć wykonana jest w standardzie ARCNET. 3.3 Instalacje sterownicze informacje ogólne. Po przeprowadzonej w latach 90-tych w/w modernizacji, za pracę całości oczyszczalni odpowiadały trzy węzły sterownicze bazujące na sterownikach PLC serii TCS-T100 wyposażonych w stosowne moduły wejścia / wyjścia. Sterowniczo, podzielono oczyszczalnię na trzy węzły sterownicze: węzeł C1; węzeł C2; węzeł C3; Węzły sterownicze połączone były ze sobą i z komputerem dyspozytorskim łączem kablowym (magistrala RS 485). 3.4 Węzeł sterowniczy C1. 3.4.1 funkcjonalność Węzeł sterowniczy C1 odpowiadał za nadzór i sterowanie ciągu oczyszczania mechanicznego / wstępnego oraz gospodarkę osadową. Podlegały mu: zlewnia ścieków garbarskich zlewnia ścieków mleczarskich pompownia Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 2
kratofiltry piaskowniki instalacja zagęszczania osadu 3.4.2 wyposażenie Wyposażenie sterownicze węzła C1 to jednostka centralna TCS-T100 (1 szt.) wraz z modułami: T140 (8 DI) 9 szt. T180 (8 DO) 3 szt. T122 (8 AI) 2 szt. 3.4.3 podłączone urządzenia (tabela 3.4.3) Lp. Urządzenie opis Urządzenie oznaczenie 1 Pompa ślimakowa 1 P1 2 Przenośnik skratek 1 M3:1 3 Przenośnik skratek 2 M3:2 4 Prasa skratek M4 5 Odwadniacz pisaku M9 6 Mieszadło w zagęszczaczu 1 M41 7 Dmuchawa piaskownika 1 K1 8 Zasuwa wlotowa do reaktora SBR1 V21 9 Pompa ślimakowa 2 P2 10 Pompa ściekowa w zlewni ścieków mleczarskich P54 11 Mieszadło w zagęszczaczu 2 M42 12 Dmuchawa piaskownika 2 K2 13 Zasuwa wlotowa do reaktora SBR2 V22 14 Zasuwa wlotowa do reaktora SBR3 V23 15 Mostek trawersowy piaskownika 1 M5 16 Wyłącznik krańcowy mostka M5 pozycja PRZÓD C4 17 Wyłącznik krańcowy mostka M5 pozycja TYŁ C5 18 Zabezpieczenie poślizgowe mostka M5 19 Pompa piasku piaskownik 1 P3 20 Wirówka 1 M46 21 Krata mechaniczna (kratofiltr) 1 M1 22 Krata mechaniczna (kratofiltr) 2 M2 23 Mostek trawersowy piaskownika 2 M6 24 Wyłącznik krańcowy mostka M6 pozycja PRZÓD C6 25 Wyłącznik krańcowy mostka M6 pozycja TYŁ C7 Uwagi Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 3
26 Zabezpieczenie poślizgowe mostka M6 C11 27 Pompa piasku piaskownik 2 P4 28 Stacja Polimerów 29 Wirówka 2 M47 30 Sygnalizator alarmowego, awaryjnie wysokiego poziomu ścieków przed kratam 31 Pompa ściekowa 1 zlewni ścieków garbarskich P51 32 Pompa ściekowa 2 zlewni ścieków garbarskich P51a 33 Pompa osadowa 1 z reaktora 1 ścieków garbarskich P52 34 Pompa osadowa 2 z reaktora 2 ścieków garbarskich P52a 35 Pompa 1 cieczy nadosadowej z reaktora 1 ścieków garbarskich 36 Pompa 2 cieczy nadosadowej z reaktora 2 ścieków garbarskich C3 P53 P53a 37 C12 38 Stacja automatycznego poboru próbek C8 39 Przetwornik poziomu ścieków na wejściu do oczyszczalni 40 ph - metr C9 41 Przetwornik poziomu osadu w zagęszczaczu 1 C41 42 Przetwornik poziomu osadu w zagęszczaczu 2 C42 43 Przetwornik poziomu ścieków w zlewni ścieków mleczarskich 44 Przetwornik poziomu ścieków w zlewni ścieków garbarskich 45 Przetwornik poziomu w reaktorze 1 ścieków garbarskich 46 Przetwornik poziomu w reaktorze 2 ścieków garbarskich C1 C54 C51 C52 C53 47 konduktometr C13 3.5 Węzeł sterowniczy C2. 3.5.1 funkcjonalności Węzeł sterowniczy C2 odpowiadał za nadzór i sterowanie ciągu oczyszczania biologicznego. Podlegały mu: reaktor biologiczny SBR1; reaktor biologiczny SBR2; reaktor biologiczny SBR3; Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 4
3.5.2 wyposażenie Wyposażenie sterownicze węzła C2 to jednostka centralna TCS-T100 (2 szt.) wraz z modułami: T140 (8 DI) 11 szt. T180 (8 DO) 6 szt. T122 (8AI) 1 szt. 3.5.3 podłączone urządzenia (tabela 3.5.3) Lp. Urządzenie opis Urządzenie oznaczenie 1 Dmuchawa 1 reaktora SBR1 K21 2 Dmuchawa 1 reaktora SBR2 K23 3 Dmuchawa 1 reaktora SBR3 K25 4 Dmuchawa 2 reaktora SBR3 K26 5 Dmuchawa 2 reaktora SBR2 K24 6 Dmuchawa 2 reaktora SBR1 K22 7 Mieszadło 2 reaktora SBR1 M22 8 Mieszadło 1 reaktora SBR2 M24 9 Mieszadło 3 reaktora SBR2 M26 10 Mieszadło 1 reaktora SBR3 M27 11 Mieszadło 3 reaktora SBR3 M29 12 Pompa osadu nadmiernego z reaktora SBR1 P21 13 Zasuwa wylotowa 1 z reaktora SBR1 V24 14 Zasuwa wylotowa 1 z reaktora SBR2 V26 15 Zasuwa wylotowa 1 z reaktora SBR3 V28 16 Dekanter 1 w reaktorze SBR1 D1 17 Dekanter 1 w reaktorze SBR2 D3 18 Dekanter 1 w reaktorze SBR3 D5 19 Mieszadło 1 reaktora SBR1 M21 20 Mieszadło 3 reaktora SBR1 M23 21 Mieszadło 2 reaktora SBR2 M25 22 Mieszadło 2 reaktora SBR3 M28 23 Pompa osadu nadmiernego z reaktora SBR2 P22 24 Pompa osadu nadmiernego z reaktora SBR3 P23 25 Zasuwa wylotowa 2 z reaktora SBR1 V25 26 Zasuwa wylotowa 2 z reaktora SBR2 V27 27 Zasuwa wylotowa 2 z reaktora SBR3 V29 28 Dekanter 2 w reaktorze SBR1 D2 29 Dekanter 2 w reaktorze SBR2 D4 Uwagi Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 5
30 Dekanter 2 w reaktorze SBR3 D6 31 Sygnalizatory awarii zasilającej sieci elektrycznej A0 32 Sygnalizatory niskiego poziomu w zbiorniku wyrównawczym A7A 33 Stacja automatycznego poboru próbek C28 34 Tlenomierz w reaktorze SBR1 C21 35 Tlenomierz w reaktorze SBR2 C22 36 Tlenomierz w reaktorze SBR3 C23 37 Przetwornik poziomu w reaktorze SBR1 C24 38 Przetwornik poziomu w reaktorze SBR2 C25 39 Przetwornik poziomu w reaktorze SBR3 C26 40 Przepływomierz na wyjściu z oczyszczalni C27 3.6 Węzeł sterowniczy C3. 3.6.1 funkcjonalność Węzeł sterowniczy C3 odpowiadał za nadzór i sterowanie instalacji koagulacji. Podlegały mu: instalacja siarczanu żelaza; instalacja mleka wapiennego; 3.6.2 wyposażenie Wyposażenie sterownicze węzła C3 to jednostka centralna TCS-T100 (1 szt.) wraz z modułami: T140 (8 DI) 3 szt. T180 (8 DO) 2 szt. T122 (8 AI) 1 szt. T150 (1 AO) 3 szt. 3.6.3 podłączone urządzenia (tabela 3.6.3) Lp. Urządzenie opis Urządzenie oznaczenie 1 Pompa w instalacji mleka wapiennego 1 P30 2 Pompa w instalacji mleka wapiennego 2 P31 3 Pompa w instalacji mleka wapiennego 3 P32 4 Pompa w instalacji mleka wapiennego 4 P33 5 Mieszadło w zbiorniku mleka wapiennego 1 M30 6 Mieszadło w zbiorniku mleka wapiennego 2 M31 7 Podajnik wapna M33 Uwagi Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 6
8 Zasuwa w instalacji mleka wapiennego 1 V31 9 Zasuwa w instalacji mleka wapiennego 2 V32 10 Zasuwa w instalacji mleka wapiennego 3 V33 11 Przetwornik poziomu w zbiorniku 1 mleka wapiennego 12 Przetwornik poziomu w zbiorniku 2 mleka wapiennego C31 C32 13 Przetwornik poziomu w zbiorniku 1 siarczanu żelaza C33 14 Przetwornik poziomu w zbiorniku 2 siarczanu żelaza C34 15 Przetwornik poziomu w zbiorniku 3 siarczanu żelaza C35 16 Pompa dozująca siarczan ze zbiornika 1 P34 17 Pompa dozująca siarczan ze zbiornika 2 P35 18 Pompa dozująca siarczan ze zbiornika 3 P36 3.7 Wykaz urządzeń sterowniczych przeznaczonych do wymiany. Sumaryczne, w ramach projektowanej modernizacji układów sterowniczych, do wymiany na nowe przewidziane są: moduły zasilające 24VDC/5A 9 szt. jednostka centralna TCS-T100 4 szt. moduł T140 (8 DI) 23 szt. moduł T180 (8 DO) 11 szt. moduł T122 (8 AI) 4 szt. moduł T150 (1 AO) 3 szt. 4 Opis rozwiązań projektowych. Celem objętych niniejszym projektem działań jest taki zakres i sposób modernizacji instalacji sterowniczej oczyszczalni ścieków aby: zapewnić stabilną, możliwie bezprzerwową pracę oczyszczalni ścieków przez instalację nowoczesnych sterowników PLC z aktualnych serii produkcyjnych i pochodzących od wytwórców mających swoje autoryzowane przedstawicielstwa na terenie Rzeczypospolitej Polskiej a tym samym gwarantujących odpowiednią szybkość i ciągłość dostaw oraz serwis i wsparcie techniczne (bezpośrednio lub przez firmy partnerskie); Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 7
wyeliminować niedoskonałości w algorytmach sterowania wynikłe w trakcie prawie 17-tu lat eksploatacji, a co za tym idzie zmianach organizacyjnych oraz ilościowych i jakościowych przyjmowanych przez oczyszczalnię ścieków, przez wprowadzenie koniecznych korekt w konfiguracjach programowych sterowników PLC; rozbudować poziom dyspozytorski o tablicę synoptyczną zabudowaną w Centralnej Dyspozytorski w Budynku Oczyszczania Wstępnego. 4.1 System zdalnego nadzoru i sterowania. 4.1.1 wymagana/projektowana funkcjonalność Podstawowym celem projektu było zapewnienie niezawodnej i wydajnej pracy systemu przez zapewnienie następujących funkcjonalności: komunikację z aparaturą sterującą i stacjami operatorskimi, przetwarzanie zmiennych procesowych, oddziaływanie na proces (sterowanie, regulacja), kontrolę procesu i sygnalizację alarmów, raportowanie i archiwizacje danych, wizualizację graficzną przebiegu procesu na schematach, wykresach, itp., konfigurowanie struktur algorytmicznych i obrazów synoptycznych, komunikacji pomiędzy serwerem systemu SCADA a urządzeniami obiektowymi, która z jednej strony zagwarantuje pewną transmisję danych z innych obiektów, a z drugiej strony umożliwi rozbudowę systemu w przyszłości, wymianę danych z innymi systemami poprzez sieci VPN, LAN, WAN itd. 4.1.2 projektowany stan programowy System HMI SCADA ControlMaestro Jako system SCADA do realizacji projektu wybrano system ControlMaestro firmy Elutions, który jest jednym z najczęściej stosowanych systemów SCADA (Supervisory Controi and Data Acquisition), realizującym wszystkie funkcje wizualizacji, akwizycji danych i nadrzędnego sterowania procesami technologicznymi. ControlMaestro jest nowoczesną, kompletną, otwartą i w pełni skalowalną platformą do zarządzania i sterowania procesami Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 8
technologicznymi. Jest efektem 20 lat doświadczeń firmy Wizcon Systems w tworzeniu aplikacji SCADA, wdrażaniu specjalistycznej wiedzy z zakresu technologii webowych w połączeniu z 15-letnimi doświadczeniami firmy Elutions w telemetrii M2M, zarządzaniu aktywami przedsiębiorstw i technologiach bezprzewodowych. CM bazuje na sprawdzonym systemie Wizcon Supervisor, którego jest następcą i rozwinięciem. ControlMaestro pozwala na precyzyjne monitorowanie i kontrolę parametrów procesów produkcyjnych oraz urządzeń i zasobów w celu zwiększenia wydajności i zmniejszenia kosztów produkcji. Doskonale znane w Polsce oprogramowanie wizualizacyjne ControlMaestro posiada szereg cech istotnych zarówno dla użytkowników końcowych jak i projektantów zapewniające niezwykle efektywne przetwarzanie danych z procesów produkcyjnych w informacje biznesowe - raporty, bilanse, wskaźniki, trendy. W nowej wersji pakietu CM 2010 pojawił się szereg funkcjonalności zwiększających wydajność i komfort użytkowania platformy: nowy format rejestracji danych SQL -format rejestracji danych SQL pozwala zapamiętywać wartości zmiennych w bazie SQL Server (na przykład bezpłatnej wersji SQL Server 2008 Express), dzięki temu moduł wykresów i raportów znacznie zwiększa swoją wydajność i szybkość działania. Zostało także opracowane narzędzie do zarządzania bazą danych SQL, które pozwala m.in. na ustawienie automatycznego tworzenia kopii zapasowej oraz importowanie istniejących danych do bazy SQL. Z bazy danych SQL mogą korzystać także zewnętrzne programy np. w celu tworzenia raportów. moduł wykresów - nowy moduł wykresów został przygotowany w języku Java, dzięki czemu wykresy mają taki sam wygląd i sposób działania również w aplikacji Webowej. W połączeniu z nową bazą moduł wykresów działa znacznie szybciej i wydajniej, oferuje także nowy sposób przeglądania i wyświetlania danych, można używać pokrętła scroll myszki do przewijania i powiększania wykresów. Na bardziej przejrzysty zmienił się sposób dodawania i definiowania trendów. Dane zawarte Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 9
w wykresach można eksportować do plików CSV. Nowy moduł wykresów jest w pełni kompatybilny z dotychczasowymi formatami zapisu danych (własny i DBF) i formatem SQL systemy operacyjne - CM 2010 jest kompatybilny z Windows: 2000 Professional i Server, XP Professional, 2003 Server, Vista oraz Windows 7 i Windows Server 2008. drivery komunikacyjne - ponad 160 sterowników komunikacyjnych pozwala na współpracę CM z setkami urządzeń wielu producentów. Platforma ControlMaestro oferuje: podniesienie bezpieczeństwa w sieciach IT CM udostępnia moduły zabezpieczające dane i aplikacje. AuditTrail nadzoruje i rejestruje wszystkie aktywności użytkownika, a karty typu SmartCard i biometryczna autoryzacja kontrolują dostęp do aplikacji. Platforma jest zgodna z restrykcyjną normą stosowaną w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym FDA 21 CFR część 11, coraz popularniejszą w automatyce; włączenie systemu automatyki w procesy zarządzania przedsiębiorstwem, począwszy od zbierania danych pochodzących z różnych źródeł w różnych formatach, aż po integrację z zaawansowanymi systemami zarządzania produkcją i przedsiębiorstwem typu MES, BI i ERP; technologie webowe interfejs webowy zapewnia nadzór i kontrolę aplikacji poprzez połączenie internetowe/intranetowe. Do wyświetlenia aplikacji webowej nie jest wymagane dodatkowe oprogramowanie, wystarczy zwykła przeglądarka www. Konfigurowalny i przyjazny użytkownikowi Web pulpit bazuje na najnowszej wersji technologii Java i działa na różnych przeglądarkach, oferując jednocześnie zabezpieczenie przed wirusami oraz uszkodzeniem danych źródłowych. Dostęp do aplikacji możliwy jest również za pomocą PDA i smartphonów. narzędzia automatycznej generacji aplikacji jednym z najbardziej efektywnych jest CAD Converter, który pozwala zaoszczędzić setki Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 10
godzin prac projektowych i serwisowych dzięki automatycznemu tworzeniu aplikacjiz rysunków AutoCAD (i innych w formacie DXF). CAD Converter jest niezastąpiony przy zarządzaniu obiektami, zarówno dla integratorów systemów, tworzących pojedyncze aplikacje w skali roku, jak i dla użytkowników końcowych, których aplikacje ciągle się rozwijają (lotniska, centra handlowe, duże obiekty innego typu). CAD Converter zwiększa wydajność oraz pozwala unikać błędów przy rozbudowie aplikacji. narzędzia dokumentacji projektu dzięki wykorzystaniu Audit Tool (dostępny w standardzie) nowi programiści przejmujący istniejący projekt są w stanie szybciej zapoznać się ze strukturą aplikacji. Moduł pozwala na błyskawiczne znalezienie obiektów użytych w aplikacji lub odszukanie tylko konkretnego elementu. Umożliwia to szybsze dokonanie uaktualnień w projektach wykonanych przez kogoś innego, łatwiejsze utrzymanie aplikacji, optymalizację inżynieringu oraz efektywności projektu 4.1.3 realizowane funkcjonalności projektowanego systemu SCADA CM2010 Procesy technologiczne, które zachodzą w przemyśle, wymagają skutecznego nadzorowania. Złożoność systemów sterowania przebiegiem produkcji pociąga za sobą konieczność zapewnienia szybkiej, a zarazem pewnej wymiany informacji między maszynami a operatorem. Od przejrzystego i funkcjonalnego oprogramowania sterująco-wizualizacyjnego zależy bezpieczeństwo ludzi, procesów oraz obiektów zarówno przemysłowych. Nowoczesne oprogramowanie typu SCADA pozwala przede wszystkim na pełną wizualizację stanu procesów. Operator może zarówno obserwować, jak i zmieniać parametry technologiczne. Przydatna z pewnością okaże się możliwość zdalnego sterowania procesami. Dla zapewnienia bezpieczeństwa produkcji ważne jest także generowanie informacji o stanach alarmowych i awaryjnych. Bardzo często zastosowanie znajduje system podpowiedzi ułatwiający użytkownikowi podejmowanie decyzji w sytuacjach wyjątkowych. Kluczową kwestię stanowi gromadzenie danych archiwalnych na temat sterowanego procesu. Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 11
4.1.3.1 symbole na obrazach synoptycznych obiektów Każde urządzenie takie jak np. zawór czy pompa jest prezentowane w systemie poprzez symbol, którego kolor reprezentuje stan urządzenia, odpowiednio: kolor biały oznacza zamknięcie" lub wyłączenie" urządzenia, kolor zielony otwarcie" lub załączenie" urządzenia kolor czerwony jest zarezerwowany do przedstawiania stanu awaryjnego np. pojawiły się dwie krańcówki na zaworze lub urządzenie pozbawione jest zasilania itp. Stan wartości analogowej prezentowanej na obrazach synoptycznych jest oznaczany poprzez kolor, a mianowicie: czarny tekst na białym tle oznacza poprawne wskazanie, jasno-niebieski oznacza wartość poniżej nominalnego poziomu zakresu pomiarowego, czerwony przekroczenie zakresu pomiarowego, Kolor tła pomiaru może oznaczać sprawność urządzenia komunikacyjnego lub ostatnią dobrą wartość itp. W przypadku utraty połączenia systemu z urządzeniami komunikacyjnymi pojawią się wartości w postaci ***.**". Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 12
Przykład synoptyki przedstawia rysunek 4.1.3.2 synoptyka, stacyjki regulacyjne System nadrzędny powinien umożliwić sterowanie i regulację urządzeń obiektowych poprzez dedykowane stacyjki wywoływane z obrazów poszczególnych węzłów. Stacyjki sterowania i regulacji powinny być związane bezpośrednio z urządzeniami lub wielkościami, których dotyczą i być wywoływane np. jako okna poprzez wskazanie i kliknięcie aktywnego pola. Stacyjka sterowania powinna umożliwić operatorowi załączenie i wyłączenie urządzenia oraz prezentować jego stan. Stacyjka regulacji powinna udostępniać operatorowi możliwość: wprowadzania wielkości wartości zadanej w formie liczbowej lub np. poprzez wskazanie suwaka, Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 13
przełączenie urządzenia w stan pracy automatycznej lub ręcznej. Ponadto stacyjka regulacji powinna prezentować wartość wielkości regulowanej, tryb pracy oraz parametry regulatora. Okna stacyjek powinny być zamykane przez operatora lub automatycznie po upływie zadanego czasu. Przykłady okien sterowania i regulacji pokazano na obrazie O tym, które z urządzeń i jakie wielkości będą sterowane lub regulowane z poziomu systemu wizualizacji i sterowania powinien zadecydować technolog w porozumieniu z osobą odpowiedzialną za aplikacje sterowników obiektowych. Przy wyborze wielkości do sterowania lub regulacji należy pamiętać, że: jest to możliwe jedynie dla tych parametrów, które mogą być zmieniane poprzez łącze cyfrowe sterownika węzła lub urządzenia obiektowego. W tym przypadku decydujące jest, które z rejestrów urządzenia są Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 14
możliwe do zmiany poprzez kanał komunikacyjny; ze strony systemu i Control Maestro nie ma praktycznie żadnych ograniczeń. zmiany nastaw mogą być realizowane jedynie przez osoby uprawnione, zmiana stanu urządzenia po akcji sterowania i regulacji może być widoczna w systemie wizualizacji i sterowania po czasie związanym z cyklem odpytywania (skanu danych) sterownika obiektowego oraz czasu reakcji urządzeń technologicznych. 4.1.3.3 raporty i wykresy W systemie należy zdefiniować wykresy dla danych bieżących zebranych w grupy logiczne obrazujące przebieg procesów technologicznych np. wykres obrazujący pracę reaktora biologicznego SBR1 (stężenie tlenu w SBR1, poziom ścieków w SBR1, mieszadło M21, M22 i M23, dekanter D1 i D2, dmuchawa K21 i K22) Należy przewidzieć wykonanie obrazu typu Wykres Użytkownika", na którym użytkownik będzie mógł samodzielnie definiować interesujące go zmienne i tym samym skonfigurować interesujące go zestawienie sygnałów. Takie rozwiązanie jest pomocne przy analizowaniu niektórych procesów przez różnych specjalistów. Wielkość archiwum lokalnego ograniczona jest pojemnością dysku i dostępnością danych. W przypadku długoterminowego archiwum lokalnego na obrazach wykresów należy przewidzieć możliwość wywoływania danych poprzez wpisywanie daty przeszukiwanego okresu. Raporty dobowe i miesięczne będą tworzone z danych gromadzonych w zewnętrznej bazie danych, z wykorzystaniem skryptów. Raporty będą drukowane w określonych momentach na drukarce systemowej. Ostateczna liczba i kształt raportów oraz wykresów w systemie zostanie uzgodniona z Inwestorem w trakcie realizacji zadania. Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 15
Przykładowy raport 4.1.3.4 baza danych i archiwum systemu Projektowaną bazę danych utrzymywać i zarządzać będzie serwer SCADA Control Maestro 2010. Baza danych będzie uzupełniana informacjami w postaci wielkości dwustanowych i analogowych odczytywanych z poszczególnych obiektów (zmienne pierwotne) oraz pochodzących z wewnętrznych procedur systemu (bramki własne). Wszystkie elementy dynamiczne na obrazach synoptycznych, alarmów i skryptach odwołują się bezpośrednio do bieżącej bazy danych. Podstawowy zestaw zmiennych ze sterowników obiektowych, które powinny być zawarte w bieżącej bazie danych został pokazany w tabelach 4.5.1 (strona 36), 4.5.2 (strona 39), 4.5.3 (strona 42). Ostateczne zestawienie powstanie we współpracy z Inwestorem w trakcie realizacji zadania. Dokumentacja projektowa sterownikowej części AKPiA OŚ w Nowym Targu, w zakresie zamiany sterowników TCS na sterowniki SAIA BURGESS oraz realizacji systemu wizualizacji i sterowania na bazie oprogramowania SCADA. 16