Integrarea datelor obtinute in baze de date si gestionarea acestora prin intermediul SIG

1. Introducere

In conditiile unei economii competitive, a concurentei dintre firmele ce lucreaza in acelasi domeniu, cresterea productivitatii, rezolvarea rapida a defectiunilor, calitatea serviciilor este un factor foarte important. Pentru a face fata acestor provocari, firmele apeleaza la tehnologiile de varf, care, desi scumpe, pot duce la cresterea spectaculoasa a eficientei muncii depuse, imbunatatind in acelasi timp calitatea serviciilor.

La convergenta tehnologiilor de masurare, de comunicatii si de informatie a fost dezvoltata o tehnologie complexa, care este specializata pe sarcini ce sunt legate de administrarea retelelor de transport si de distributie. In cazul retelelor, reflectarea starilor se face cu multe variabile, iar interactiunile pe ramurile ce intra in componenta acestora pot fi deosebit de complexe. Mai mult, in majoritatea cazurilor, retelele care trebuiesc administrate sunt de lungime foarte mare si pot traversa zone diverse.

2. Motivatie

Retelele de transport si distributie sunt extrem de dificil de administrat. Intr-o abordare clasica, acest lucru s-a realizat (inaintea aparitiei sistemelor SCADA) prin amplasarea in punctele cheie ale retelei a unor instrumente de masura si formarea unor echipe de teren.

Echipele de teren erau menite sa citeasca valorile instrumentelor amplasate in retea sau sa faca masuratori cu aparate de masura portabile, sa comunice valorile citite persoanelor responsabile de administrarea retelelor si sa execute operatiile cerute de acestia. Comunicarea valorilor citite catre administratorii de retele, precum si in sens invers se facea ori prin telefon, ori prin statii de emisie-receptie. Procedeul a fost foarte incet si a necesitat personal suplimentar (chiar si mijloc de transport pentru deplasarile mai lungi), data fiind necesitatea deplasarii intre diferitele puncte de masura, respectiv elemente de executie.

Pentru eficientizarea citirii valorilor si a efectuarii unor operatii la distanta s-au introdus metodologiile de telemasuratori, respectiv comanda la distanta. Acest lucru a devenit posibil datorita dezvoltarii si scaderii pretului la instrumentele digitale, precum si a disponibilitatii mijloacelor moderne de comunicatii.

Pe de alta parte, echipamentele de calcul devenind tot mai performante si tot mai ieftine, au fost dezvoltate aplicatii de simulare si proiectare ale retelelor. Aceste instrumente au oferit un sprijin pentru administrarea retelelor. De asemenea, programele de simulare pot ajuta in minimizarea numarului de instrumente de masurare necesare pentru a reflecta stari din retea.

Odata ce s-a implementat un sistem SCADA, operatiile pot fi monitorizate si controlate, iar sistemul produce informatii de maximizare a profitului. Deoarece SCADA este centrul declansarii, transmiterii si a distributiei de operatii, toti cei care folosesc informatiile sistemului pot beneficia de o vedere de ansamblu a amplasamentului, instalarea si functionarea sistemului.

3. Componenta sistemelor SCADA

Sistemele SCADA sunt alcatuite din componente de natura diferita, acestea fiind conectate intre ele. Schema principiala a unui sistem SCADA este prezentata in figura urmatoare.

3.1. Rolul principalelor componente

         componente de masurare : in cazul retelelor de transport si distributie fluide se masoara presiunea, temperatura si debi tul, iar pentru retele electrice se masoara tensiunea, curentul si frecventa.

         componente de actionare si automatizare : exemple pentru retele de transport si/sau distributie de fluide: vane si robinete comandate, pompe prevazute cu comanda, etc.; pentru retele electrice: comutatoare, intrerupatoare, disjunctoare comandate

         componente hardware : calculatoare, imprimante, plottere, monitoare, afisaje sinoptice, module de conducere a proceselor inteligente, module de comanda cu logica programata, unitati de stocare (discuri si/sau benzi magnetice), etc.

         componente software : sisteme de operare (de timp real, sau nu), sisteme de culegere a datelor, sisteme de gestionare a bazelor de date, programe de simulare, programe de comunicatii, programe de arhivare/restaurare a datelor

         componente de comunicatii : comunicatiile se pot efectua pe diferite cai, din aceasta cauza vor fi discutate de la caz la caz:

         retele LAN : cablurile retelelor (cabluri coaxiale, UTP, optice) , placi de retea

         linii telefonice (inchiriate sau proprie tare) : linii telefonice, modemuri

         mijloace de comunicatii radio terestre : statii de emisie-receptie, relee de transmisie

         mijloace de comunicatii prin sateliti : statii de emisie-receptie sateliti

Componentele de masurare pot fi traductori simpli conectati la o unitate de conversie analog-digitala  sau pot fi instrumente de masura cu iesire digitala. Valoarea digitala a masuratorii se preia de catre un controller de teletransmisie (RTU - remote terminal unit), care evalueaza rezultatul masuratorii (se face o verificare de incadrare intre limitele de masurare prestabilite), pentru unele cazuri obisnuite initiaza efectuarea unor comenzi si comunica rezultatele masuratorii catre sistemul central de prelucrare.

Componentele de actionare si automatizare sunt conectate la unitatile terminale de teletransmisie RTU sau la controloarele logice programabile (PLC), care pe baza rezultatelor evaluarii sau pe baza comenzilor sosite de la sistemul central de prelucrare comanda efectuarea unor operatii. De remar cat ca RTU-urile sunt module decizionale locale, ce pot initia unele opera tii critice sau de rutina.

Componentele hardware ofera suportul de prelucrare, stocare, introducere, afisare si trasare sau imprimare a datelor. Pentru sistemele SCADA se folosesc diverse echipamente, rolul fiecaruia este bine determinat. Trebuie retinut insa faptul, ca din considerente de siguranta se obisnuieste folosirea unor elemente redundante pentru a preveni pierderea datelor sau intreruperea functionarii. Unele componente hardware sunt speciale, de exemplu afisajele sinoptice sunt de constructie speciala, acestea trebuie sa ofere o vedere de ansamblu asupra dispunerii retelei. De obicei, sistemul trebuie sa ofere disponibilitate totala : 365 de zile din 365 si 24 de ore din 24, din aceasta cauza toate componentele critice trebuie sa fie de calitate corespunzatoare acestei cerinte.

Componentele software ofera pe de o parte suport pentru prelucrare (sisteme de operare, medii de rulare a programelor si de dezvoltare), iar pe de alta parte asigura mijloace de urmarire, vizualizare, prelucrare a datelor. Pe baza unor prelucrari, unele dintre aceste componente pot initia operatii fizi ce, cum ar fi comandarea unor elemente de actionare si automatizare. Tot aici trebuie mentionate si programele de comunicatii, care pe langa suportul electronic de comunicare asigura legaturile intre diferitele elemente ale sistemului. Una dintre componentele cele mai importante ale sistemelor SCADA sunt sistemele de gestiune a bazelor de date (SGBD), trebuie sa existe o baza de date de timp real pentru a putea inregistra valorile momentane, care asigura suportul unor prelucrari de timp real pe de o parte, iar pe de alta parte aceste date se vor inre gistra pentru analize ulterioare in baze de date conventionale.

Componentele de comunicatii ofera mijloacele fizice de legaturi dintre componente. Intre diferitele elemente pot exista diferite mijloace de comunicatii, de exemplu sistemul central de prelucrare va fi alcatuit din echipamente ce sunt conectate intre ele prin LAN (in conditiile in care acestea sunt dispuse intr-un sediu central), dar legatura dintre sistemul central de prelucrare si elementele amplasate la distanta (componente de ma surare, componente de actionare si automatizare, echipamente decizionale locale) se va face prin alte mijloace de comunicatii: linii telefonice (inchiriate sau proprietare), mijloace de comunicatii radio terestre, mijloace de comunicatii prin sateliti. Trebuie mentionat ca pentru sistemul central de prelucrare se va folosi un sistem de operare in timp real, care sa poata oferi serviciile necesare pentru timp de raspuns ra pid. Despre alegerea mijloacelor de comunicatii, trebuie mentionat ca optiunea pentru LAN este justificata doar pentru comunicatii pe distante mici intre echipamentele de conectat, modemurile se pot justifica pentru distante medii sau mari in cazul in care este disponibil cate un capat de linie telefonica pentru fiecare punct din care se doreste transmisie de date, statiile radio terestre sunt o optiune pentru comunicarea cu puncte cu dispersie teritoriala mare, iar comunicatiile prin satelit pentru puncte la distanta foarte mare.

4. Servicii sistem

Pentru a oferi suport decizional, sistemele SCADA trebuie sa ofere o mare varietate de servicii.

Datele culese de modulele de masurare trebuie sa ajunga la elementele locale si centrale de prelucrare, iar pe de alta parte si comenzile date de operatori sau procedurile initiate de sistemul central de prelucrare sau de cele lo cale de decizie trebuie sa ajunga la elementele de executie, din aceasta rezulta necesitatea serviciului de comunicare. Strans legat de serviciul de comunicare este serviciul de achizitie de date si serviciul de comanda la distanta.

Operatorii trebuie sa poata urmari pe un panou sinoptic mare dispunerea retelei, cu afisarea celor mai importante stari. Acest panou trebuie sa poata oferi o vedere de ansamblu a intregii retele, cu informatiile esentiale de stare, fara a fi supraincarcat. Valorile de stare de detaliu ale unor puncte sau portiuni se vor afisa pe ecrane mai mici, care pot fi ale unor monitoare de calculator obisnuite. Pe aceleasi afisaje de detalii trebuie sa fie disponibile operatorului anumite comenzi, ce pot initia operatii ale elementelor de executie de la distanta.

In functionarea unor retele este importanta urmarirea tendintelor de variatii ale variabilelor de stare, cu mentionarea faptului ca jurnalizarea datelor pe anumite perioade de timp poate fi folosit si in scop predictiv, pe langa faptul ca pe baza unor analize ulterioare se pot depista unele pro bleme de administrare. Din aceasta cauza se va inregistra intr-o baza de date o istorie a evenimentelor, care pe langa valorile de stare, va contine si eventualele alarme si comenzi date de operatori.

Urmarirea si analiza tendintelor este esentiala pentru a putea lua deciziile corecte. Acest serviciu presupune jurnalizarea datelor pe de o parte, iar pe de alta parte analize predictive. Acestea amandoua sunt legate si de serviciile de afisare. Analizele de consum (care se pot deduce din valorile de stare) sunt utile pentru depistarea varfurilor de consum zilnice, saptamanale, lunare si anuale; pe baza acestor date se pot seta parametrii pentru analizele predictive, rezultatele acestora vor usura munca operatorilor.

Urmarea luarii unor decizii, operatorii vor initia anumite actiuni, acestea vor apela la serviciile de lansare a comenzilor la distanta. De asemenea este necesara urmarirea efectuarii, sau cel putin a finalizarii comenzilor date.

Un serviciu legat de achizitia de date este verificarea datelor fata de niste limite stabilite dinainte. Aceasta verificare se face de regula local, inainte de a trimite datele sistemului central de prelucrare. Verificarea se face pentru ca:

         datele sa fie valide;

         teletransmisia sa functioneze;

         sa existe mod de testare pentru RTU;

         daca valorile au fost extrase din baza de date locala;

         daca a aparut o eroare de calcul.

Daca a aparut una din conditiile exceptionale, se declanseaza serviciul de alarmare.

Un deziderat important este verificarea accesului in sistem, acest lucru este efectuat de serviciul de securitate, care permite accesul pe baza de parole. La fiecare calculator sau terminal accesul este protejat si are un anumit nivel de acces. De asemenea opera torii sistemului poseda cate o parola, care da un anumit nivel de acces (de la propriul calculator sau terminal). Accesul la sistem al unui operator de la un anumit terminal se face pe baza parolei proprii, drepturile de acces acordate de sistem fiind mini mul dintre drepturile implicite ale terminalului si ale operatorului.

Dintre instrumentele de analiza ale unui sistem SCADA un loc aparte il ocupa serviciul de simulare. Aceasta permite simularea retelei, ceea ce ofera printre altele avantajul ca se pot monta mai putine elemente de masurare, deoarece simularea va permite interpolarea valorilor si in unele puncte in care nu sunt montate asemenea instrumente.

5. Cerinte de baza

a Cerintele pentru sistemul SCADA si componentele sale sunt multiple, cea mai importanta dintre ele este deschiderea. Deschiderea unui sistem este in mare parte asigurata de respectarea unor standarde. Deschiderea trebuie sa fie prezenta atat din punct de vedere hardware (platforme hardware diferite), software (sisteme de operare diferite si cod portabil), comunicatii (standarde internationale si de facto), cat si din punct de vedere al administrarii datelor (cum ar fi de exemplu, respectarea standardelor SAG, SQL Acces Group) si al aplicatiilor (posibilitati de interfatare si suport oferit pentru alte programe). Pentru a satisface aceasta cerinta in cazurile concrete s-a optat in majoritatea cazurilor pentru arhitectura deschisa 'client - server'.

b. A doua cerinta importanta este adaptabilitatea : posibilitatea de a configura componentele conform cerintelor concrete, chiar in cazul in care aceste cerinte se modifica pe parcursul duratei de viata a sistemului.

Punerea la dispozitie a datelor necesare in timp util este un alt deziderat foarte important, astfel pot fi luate masuri utile (si de asemenea in timp util), care ar provoca eventual accidente sau pur si simplu reclamatii din partea unor clienti.

c. Securitatea si siguranta datelor este, de asemenea, foarte importanta, patrunderea unor persoane neautorizate in sistem pot duce la dezvaluirea unor informatii de firma, confidentiale sau chiar la efectuarea de comenzi, de catre intrusi, ce pot provoca disfunctionalitati grave in sistem. De asemenea, este necesara punerea la punct a unui sistem de arhivare, ca datele, o data inregistrate, sa poata fi consultate ulterior in vederea unor analize. Astfel, datele care s-au arhivat pot fi sterse, acest lucru oferind spatiu de stocare eliberat pentru sistem.

Datele achizitionate sa fie necesare si cat mai putine posibil, ca sistemul sa nu fie supraincarcat cu date inutile. In acelasi timp, datele sa reflecte cat mai exact starea retelei, iar sistemul sa poata oferi o imagine cat mai completa asupra starilor si evenimentelor din retea. Datele oferite de sistem trebuie sa fie conforme cu normele si reglementarile in vigoare.

Probleme de implementare

Deoarece implementarea unui sistem SCADA pe scara larga presupune investitii foarte mari, problema implementarii unui astfel de sistem trebuie conceputa treptat, implementarea fiecarei faze sa conduca la un beneficiu traductibil in bani. De asemenea, inca din faza de proiectare trebuie tinut cont de posibilitarea extinderii sistemului, atat in ceea ce priveste cresterea numarului de puncte de masurare, cat si extinderea functionalitatii sistemului.

In cursul fazei de conceptie se va apela la consultanti externi sau se va coopera strans cu viitorul furnizor, astfel evitandu-se eventualele 'scapari' ale proiectarii. Deoarece unele parti ale sistemului pot fi critice, este indicat sa nu se accepte produse ieftine, care nu asigura calitatea sau fiabilitatea necesara.

Pentru implementarea, exploatarea si intretinerea sistemului trebuie:

         definite clar scopurile urmarite;

         stabilite sarcinile de efectuat;

         stabilite persoanele care se vor ocupa aceste probleme.

Drepturile de acces ale acestor persoane trebuie de asemenea delimitate foarte strict si clar. Pentru a asista functionarea sistemului SCADA se va forma o echipa de interventie, care in caz de evenimente exceptionale poate sa efectueze reparatiile necesare, iar periodic va face intretinerea echipamentelor. Daca este nevoie sau daca este mai convenabil din punct de vedere economic, aceasta echipa poate fi de la o firma specializata.

7. Extragerea selectiva a fisierelor de prelucrare

Sistemul SCADA stocheaza datele in fisiere binare si text, intr-un format propriu condensat, gandit pentru eficienta si viteza. Extractia datelor pentru formatare si vizualizare se face din acelasi format. Acest mod de stocare nu poate fi utilizat in mod direct pentru prezentarea unor rapoarte grafice complexe si scalabile asupra datelor inregistrate (grafice si rapoarte comparative etc.). Ca atare, in vederea procesarii de catre sistemul de monitorizare, datele utilizate vor fi convertite din formatele specifice bazelor de date ale masuratorilor oferite in prezent, in inregistrari intr-o baza de date relationala. Pentru aceasta, fisierele de date SCADA vor fi scanate periodic pentru realizarea modificarilor; aceste modificari vor fi efectuate de catre agenti care le vor citi,  interpreta si apoi pregati pentru insertia in baza de date.

8. Baza de date

8.1. Gestiunea bazei de date temporale

Datele vor fi stocate pentru uzul aplicatiei de monitorizare la nivel central, intr-o baza de date. Structura acestei baze de date  trebuie construita avand in vedere criterii multiple, printre care:

          Eficienta scrierii. Datele sunt inregistrate in fisiere generate cu perioada de o secunda. Chiar dupa prefiltrare, fluxul de date traficat inspre baza de date este considerabil. Ca atare, viteza sistemului de inregistrare al datelor trebuie sa tina pasul.

          Semantica datelor. Structura tabelelor trebuie sa permita obtinerea facila a diverselor tipuri de rapoarte necesare categoriilor de utilizatori, precum si sa faciliteze operatiile de filtrare temporala si arhivare periodica aplicate inregistrarii de date.

8.2. Filtrarea temporala si arhivarea periodica a bazei de date

Volumul de date care este transmis in permanenta bazei de date este considerabil. In supravegherea si conducerea operativa sunt necesare  doar valorile curente cuprinse intr-un interval determinat de timp, dupa care, daca nu a survenit nici un eveniment anormal, datele devin neinteresante. Aceste date vor fi eliminate, astfel incat baza de date va contine tot timpul echivalentul unei ferestre de durata fixa in timp, cu capatul superior la momentul curent. Daca la un anumit moment de timp survine un eveniment anormal (avarie, depasire de limite etc.), datele din fereastra curenta de timp devin strict necesare in procesul de supraveghere si conducere operativa. In aceste conditii, ele sunt salvate permanent si nu mai sunt susceptibile de a fi eliminate de catre filtrarea temporala – se produce un fel de „fotografiere” a datelor considerate relevante de catre supraveghetor.

Chiar si in aceste conditii, dimensiunea bazei de date poate creste, in timp, inacceptabil de mult. Ca urmare, se prevede un mecanism de arhivare periodica, mecanism care scaneaza baza de date spre a determina relevanta informatiilor continute, si comprima datele stocate prin eliminarea celor care si-au pierdut relevanta. Pentru evenimentele mai vechi se vor pastra doar anumiti parametri relevanti, restul fiind eliminati. Mecanismul de arhivare poate fi declansat fie pe criteriul timp, fie cand dimensiunea bazei de date depaseste o anumita valoare maxima, fie direct de catre un operator.

9. Integrarea masuratorilor neautomatizate

Exista la nivelul cascadei de hidrocentrale aparate care nu dispun de canal de comunicatie la distanta; masuratorile se fac direct de catre operatori umani si nu intervin in intrarile sistemului SCADA (exemplu datele de temperatura, presiune atmosferica, umiditate, cantitate de precipitatii). Aceste date isi au insa gradul lor de relevanta in producerea evenimentelor mai sus amintite, fiind in acelasi timp interesante pentru rapoartele curente prezentate de catre sistemul de monitorizare multi-agent supraveghetorilor. Integrarea acestor date in sistem si includerea lor in fereastra curenta de date este o operatie foarte utila. Dispozitivele mobile (de tip PDA, sau chiar telefon mobil) se vor conecta la o statie pe care ruleaza un agent prin intermediul unei retele wireless, si operatorii umani vor folosi pentru introducerea de date fie un browser mobil si protocolul WAP, fie un browser de web oferit de catre PDA, fie o aplicatie stand-alone scrisa pentru dispozitivele mobile si care se conecteaza la agent.

10. Extragerea si afisarea selectiva a datelor

Informatiile de stare, evenimentele, jurnale de evenimente, valorile parametrilor electrici si energetici etc. se memoreaza si se pastreaza in baze de date. Cand este necesara actualizarea datelor pentru  analiza detaliata, agentul conector si vizualizator trebuie sa conlucreze pentru a extrage datele din baza de date, sa le filtreze si sa genereze un raport usor inteligibil (raport global -centralizat, grafic), specific functiei sau domeniului de interes al operatorului care a cerut raportul.

11. Analiza online a evenimentelor rapide

Exista diferite metode de inregistrare a evenimentelor rapide, cele mai folosite fiind cu ajutorul osciloperturbografelor, care sunt de fapt calculatoare inzestrate cu module de masurare speciale (de „conditionare”). Aceste module detecteaza conditiile de perturbatie, prin urmare calculatorul poate declansa o serie de actiuni, cea mai importanta fiind inregistrarea, la rata de esantionare ridicata, a evenimentelor ce se desfasoara rapid in sistem, ca urmare a perturbatiei.

Modulele de conditionare nu trebuie sa aiba precizie ridicata, in schimb pot detecta si masura valori care le depasesc de cateva ori pe cele nominale, de functionare normala, neperturbata, a sistemului.

Sistemul inregistreaza date despre evenimentele rapide si agentul dedicat acestei operatiuni trebuie sa acceseze datele, sa le filtreze, sa le structureze si sa le inregistreze in baza de date , pentru afisare si analiza. Din unele categorii ale datelor, combinate si cu datele din sistemul SCADA, se genereaza grafice, calibrate manual, pentru observarea si analiza perturbatiilor. Aceste grafice, si unele parti in detaliu, constituie adevarate documente oficiale in analizarea avariilor si a cauzelor acestora.

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) este cel mai modern instrument utilizat pentru supravegherea proceselor industriale. Un soft special instalat in calculator, prin intermediul unor echipamente locale (automate programabile PLC), va aduce un proces tehnologic, oricat de complex, pe ecranul calculatorului.
Progresele substantiale inregistrate in acest domeniu au facut ca sistemele SCADA sa fie folosite in cele mai diverse domenii, de la metalurgie, chimie si energetica, pana la domeniul nuclear.

12. Arhitectura

Un sistem SCADA este alcatuit din doua componente hardware principale:

         Server (unul sau mai multe)
Acesta este conectat la elementele de camp (proces) prin intermediul automatelor programabile (PLC). Serverul este responsabil pentru toate datele culese din proces (realizeaza si baza de date, asigura comunicatia cu PLC-urile din proces);

         Client (Viewer) .
Este legat in retea cu serverul, utilizeaza datele din acesta si asigura comunicarea cu operatorul uman. Poate lipsi la sistemele mici (serverul indeplineste si functia de viewer).

Serverele sunt conectate la automatele programabile printr-o gama foarte larga de drivere de comunicatie (sute de drivere care asigura legatura practic cu toate PLC-urile de la firmele cunoscute). Un singur server poate comunica simultan cu mai multe protocoale. Se pot dezvolta si drivere de comunicatie noi.

SCADA asigura :

          CONTROL – puteti citi si scrie/modifica orice parametru din proces (cu parola);

          VIZUALIZARE - ecrane grafice, scheme sinoptice;

          GESTIONAREA ALARMELOR – sunt catalogate pe nivele de prioritate. Pot fi confirmate, sterse, arhivate, modificate. Se poate de exemplu trimite automat un e-mail predefinit la aparitia unei anumite alarme;

          BAZA DE DATE – cel mai performant server de baze de date, Microsoft SQL Server. Permite accesul multiplu on-line la baza de date din server;

          ACTION CALENDAR – permite definirea si executarea unor actiuni functie de timp (calendar);

          RECIPES – permite crearea incarcarea in / din PLC a unor grupuri de setari de puncte (retete, de exemplu);

          REPORT MANAGER, permite crearea si generarea de rapoarte bazate pe marimile din proces;

          GRAFICE (TRENDS) - o multitudine de facilitati, bazate pe tehnologia ActiveX:

         multiple grafice in acelasi ecran;

         numar nelimitat de linii in acelasi grafic;

         culori, fonturi, stiluri, legende configurabile;

         reprezentari de date in timp real sau din baza de date;

         grafice functie de timp sau grafice de tipul XY.

Construit dupa arhitectura CLIENT – SERVER, pornind de la un simplu calculator, acest sistem poate fi extins, de la un simplu punct (nod), la o retea complexa cu care se pot monitoriza procese industriale de dimensiuni oricat de mari.

Avantaje

          Controlul functional deplin al procesului monitorizat;

          Cresterea sensibila a productivitatii;

          Siguranta, robustete, eforturi si cheltuieli minime de exploatare;

          Suport tehnic continuu asigurat de catre furnizor.

SISTEM INTEGRAT DE MANAGEMENT IN DOMENIUL APELOR

Domenii de utilizare

          Automatizarea si dispecerizarea sistemelor hidrotehnice: campuri de pompe, statii de pompare, statii de epurare, rezervoare

          Conducerea si dispecerizarea sistemelor de aductiune, transport si distributie a apei

Descriere generala 

Sistemul Integrat de Management in domeniul Apelor este un sistem complex, multinivel, larg distribuit, care permite integrarea diverselor sisteme locale de automatizare, dispecerizare si monitorizare. Prin implementarea acestui sistem se asigura o arhitectura flexibila de tip 'open-systems' care permite schimbul de informatii si conducerea optima a proceselor tehnologice (colectare, tratare, distributie) specifice proceselor din domeniul gestionarii resurselor de apa.

Sistemul permite monitorizarea unei game largi de parametri:

          hidraulici - presiuni, debite, nivele de apa in bazine, nivele de apa in hidrofoare

          electrici - tensiuni, curenti, cos φ, putere, energie

          diversi - nivel ulei in lagare de motor, temperatura in motoare, pozitia vanelor, starile agregatelor (pauza, avarie, pornit/oprit), etc.

Acesti parametri sunt urmariti de echipamentele locale de achizitie de date si comanda. Informatiile necesare pentru optimizarea si dispecerizarea sistemului sunt transmise la echipamentul de pe nivelul ierarhic superior urmand sa primeasca de la acesta marimile de comanda pentru procesul tehnologic pe care il controleaza.

Structura sistemului de management pentru apa

Sistemul de management are o structura ierarhica:

1. Nivelul local : este format din automatizarea locala a instalatiilor tehnologice si a echipamentelor distribuite pe zone largi. Aceste instalatii si echipamente constau din :

          campuri de puturi (pompe de extractie apa) ;

          rezervoare, statii de pompare ;

          statii de epurare si/sau tratare.

Automatizarea acestor echipamente si instalatii este facuta folosind controllere specializate sau calculatoare de proces , echipate cu placi de achizitie de date si software dedicat. La acest nivel sunt realizate functii de achizitie date in timp real, primirea comenzilor si executia lor asupra echipamentelor si dispozitivelor (vane de reglare, pompe, relee, convertizoare de frecventa, etc.), transmisia de date la nivelul ierarhic superior, afisarea locala pe ecrane LCD a diferitilor parametri, operarea din tastatura locala.

2. Nivelul transmisiei de date : - cuprinde echipamentele de transmisie de date la distanta:

          modem-uri, statii radio

          echipamente concentratoare de date (calculatoare de proces specializate in stocarea si transmiterea datelor intre echipamente de pe nivele ierarhice diferite)

          magistrale de comunicatie

3. Nivelul de dispecerizare : cuprinde echipamentele de dispecerizare:

     calculatoare (server si statii de lucru in cazul unei retele) ;

     software SCADA (GENESIS for Windows)

     imprimante .

La acest nivel se realizeaza dispecerizarea si monitorizarea intregului sistem. Calculatoarele sunt interconectate intr-o retea locala (LAN Ethernet, TCP/IP, Token Ring, etc.) care permite partajarea informatiilor intre diferiti operatori, administrarea eficienta a datelor si luarea deciziilor privind incarcarea sistemului si gestionarea optima a resurselor. Tot pe acest nivel informatiile sunt gestionate de catre software-ul SCADA GENESIS, un pachet de programe pentru controlul proceselor, configurabil pe aplicatie.

Functiile principale realizate la acest nivel sunt:

     afisarea schemelor sinoptice (fluxul tehnologic complet)

     afisarea evenimentelor si alarmelor

     prelucrarea informatiilor in vederea optimizarii functionarii sistemelor componente si a sistemului in ansamblu, conform unor algoritmi de optimizare si reglare implementati

     afisarea marimilor masurate sau calculate

     inregistrarea periodica a marimilor si redarea lor ulterioara in diverse forme (grafice, tabele, fisiere)

     contorizarea orelor de functionare ale diferitelor echipamente

     rapoarte la imprimanta privind starile curente si istoric evenimente

     strategii de functionare

     management asistat

GENESIS 32 Enterprise Edition este un pachet de programe de tip SCADA destinat automatizarii sistemelor industriale.

Genesis a fost implementat in domeniile:

Cu o biblioteca de mai mult de 250 de drivere, GENESIS for Windows permite conectarea la aproape orice fel de echipament. GENESIS for Windows intareste pozitia de lider al firmei ICONICS in configurarea bazelor de date grafice orientate obiect care nu necesita cunostinte de progamare.

Genesis ofera calea cea mai sigura de a reduce dificultatile de conectare si operare ale sistemelor-proprietar. Genesis asigura protectia investitiei, folosind produse compatibile cu standardele industriale deschise. Aceasta permite conectarea si comunicarea cu alte produse hardware si software de automatizare, cu usurinta si la o performanta inegalabila.

Configurarea unei aplicatii cu GENESIS32 nu necesita cunostinte de programare deoarece configurarea se face utilizand doar obiecte grafice.