ВиВ Изоматик внедри система за автоматично управление във ВиК Силистра

ВиВ Изоматик проектира и внедри система за автоматизирано и дистанционно управление на група помпени станции, управлявани от ВиК Силистра в гр. Тутракан. Обектът, предназначен за снабдяване на градския район с питейна вода, е реализиран с помощта на продукти от серията Automation на Phoenix Contact, съобщиха от компанията.

Основни характеристики на обекта
Обектът се състои от пет основни подобекта: три помпени станции, резервоар и водна кула. Отделните подобекти са физически раздалечени един от друг. Резервоарът и водната кула са снабдени с измервателни уреди за ниво на водата. Помпите в помпените станции се управляват ръчно от място и автоматично с използване на електронна схема, която отчита нивата на водата в резервоарите.

Има изградена система за дистанционна сигнализация и дистанционно управление от центъра за управление на ВиК предприятието. Тези системи използват остаряла и трудна за поддържане апаратура, която е необходимо да бъде осъвременена с цел подобряване на надеждността им.

Проектна разработка
В рамките на проекта е реализирана система за автоматизирано местно управление (САУ) на помпите в зависимост от нивото на вода в резервоарите. „За всяка от трите помпени станции е монтиран по един контролер (PLC) за управление на помпите в автоматичен режим, с интегриран GSM модул за връзка към софтуер за дистанционно управление и визуализация (СДУ).

Реализирана е и система за дистанционно управление и дистанционна сигнализация от операторска станция в диспечерския център на ВиК предприятието. В диспечерския център се монтира операторска станция (компютърна конфигурация), снабдена със софтуер за управление и сигнализация на/от обектите и външен GSM комуникационен модул. Комуникационната свързаност на обектите се осъществява по GSM мрежата на мобилен оператор”, заявиха от ВиВ Изоматик.

Основни елементи на системата
За реализиране на проекта са използвани програмируеми контролери (PLC), производство на Phoenix Contact. „Фирмата предлага контролери, разделени в класове според функционалните им възможности. В ред на нарастване на техническите характеристики на контролерите, брой на управляваните обекти и поддържаните комуникационни връзки класовете са: 100, 200, 300, 400, 1000 и 3000.

Контролерите на Phoenix намират приложение в редица индустриални отрасли. Използваните за проекта контролери са от клас 100. Този клас е подходящ за реализиране на автоматизирано управление за малки до средни по големина обекти. Контролерите в проекта са от типа ILC150GSM/GPRS и имат следните основни технически характеристики: вградени цифрови входове (16) и изходи (4), като могат свободно да им се добавят модули за INTERBUS комуникационна шина. Контролерът управлява периферията и поддържа свързани модули до максимум 4096 бита процесни данни.

Сред останалите компоненти на системата са Ethernet интерфейс с поддръжка на протоколи (HTTP, FTP, SNTP, SNMP, SMTP, SQL, MySQL); вграден модул за мобилна комуникация по GSM/GPRS/3G ; свободно програмируем Web server с помощта на софтуера Webvisit; интегриран FTP server; програмна памет 512 kB, памет за данни 512 kB, енергонезависима памет (NVRAM) 48 kB, изпълнение до 8 програми, часовник за реално време. Системата има възможност за добавяне на допълнителна FLASH памет”, уточниха от ВиВ Изоматик.

Софтуер за програмиране PCWorx
В проекта е използван софтуерът PCWorx. „Софтуерът се използва за програмиране на всички класове контролери от гамата на Phoеnix Contact по езиците за програмиране, заложени в стандарта IEC61131. Софтуерът има функции за конфигуриране на свързаната комуникационна шина към периферията и за диагностиката й (в проекта шината е INTERBUS, а контролерите на Phoenix могат да бъдат и с PROFINET, PROFIBUS или Modbus/TCP комуникационна шина).

Програмата има и безплатна версия PCWorx Express с опростен потребителски интерфейс за програмиране на контролери от клас 100, която е с функционалност, достатъчна за реализиране на по-прости проекти. Програмистът на контролерите може да създава сам програмите за контролерите на предпочитания от него език за програмиране, като има възможност да използва и готови функционални блокове/библиотеки от Phoеnix Contact.

В проекта са използвани готови библиотеки на Phoenix за автоматично и дистанционно управление и за управление на комуникацията. Те изпълняват сложни функции за: управление на съоръжения; работа с комуникационни протоколи (IT протоколи и услуги като FTP, DHCP, DNS, SNTP, SMTP), за управление на пренос на данни по LAN, безжично или по мрежа на мобилен оператор GSM/GPRS/3G; осигуряване на сигурност при комуникация и проверки при пренос на данни (с използване на алгоритми за кодиране и сертификати за защита на комуникацията); трансфер на данни от контролер към външни бази данни (MySQL, MS SQL); дистанционно управление и сигнализация (с комуникационни протоколи ODP, IEC60870-5-101, -104 и др.).

Голяма част от библиотеките са безплатни за употреба, а някои от тях с по-специфично приложение изискват закупуване на допълнителен лиценз за използването им”, допълниха от компанията.

Комуникационни връзки
В проекта е използван протокол Modbus/TCP, предаван по мобилна GPRS връзка за комуникация между трите контролера (предават се измервателни и алармени сигнали). Протоколът ODP е използван за комуникация между трите контролера и командния център.

""Този протокол е разработен от Videc за GPRS/3G базирана пакетна комуникация в мобилните мрежи между автоматизирана система и дистанционна операторска станция (диспечерски център). Протоколът интегрира в себе си функционалността на протоколите TSC (използван за пакетна комуникация (GPRS/3G/…) в мобилните мрежи) и Modbus.

За реализиране на проекта са закупени SIM карти от доставчик на мобилни услуги за GPRS/3G пренос на данни. Картите са със статични IP адреси и за комуникацията използват частен APN, предвиден само за нуждите на клиента. Картите не са активирани за достъп от Internet”, поясниха от ВиВ Изоматик.

Комуникационен OPC/ODP сървър за системата - Open Data Port от Videc
Комуникационният OPC/ODP сървър осъществява бързо и надеждно обмен на данни между: PCWorx програмируем контролер и OPC съвместими устройства; SNMP съвместими устройства. Инсталираният OPC/ODP сървър на дистанционната операторска станция прехвърля данните от контролерите (Ax ODP Server) към СДУ (Ax OPC server) и обратно.

„За програмиране на контролерите за комуникация по ODP Phoenix предлага готови библиотеки с програмни блокове за PCWorx. Необходимо е за сървъра да се закупи лиценз, който се избира съобразно броя на дистанционно управляваните обекти (брой на отделните станции с PLC), като най-малкият лиценз е за пет обекта. За проекта е предвиден лиценз за пет обекта, тъй като дистанционно управляемите системи са три.

OPC/ODP сървърът се конфигурира с помощта на програмата ODP Configurator, която се доставя безплатно към лиценза за сървъра. С помощта на програмата се описват всички сигнали, които се обменят между СДУ системата и контролерите. Сигналите, зададени тук, съответстват на сигналите, определени за комуникация в контролерите с PCWorx, и на сигналите, зададени за СДУ в Atvise SCADA”, заявиха от компанията.

Софтуер за дистанционна управление и визуализация (СДУ)
„При реализиране на функционалността на СДУ има възможност за избор на софтуер за нейното изграждане. Phoenix contact предлага софтуера Visu+, а Videc предлага софтуера Atvise SCADA. Двете програми дават възможност за реализиране на такива системи с висока функционалност. Проектът е изпълнен с Atvise SCADA. Сървърът на СДУ обменя информация с управляваната система посредством OPC сървъра.

Atvise SCADA се състои от два основни компонента:
• Atvise Server се използва като източник на данни за екраните за управление и визуализация. Необходимо е за Atvise server да се закупи лиценз, който се избира съобразно максималния брой на очакваните едновременно активни сигнали по екраните. За проекта е избран лиценз за 150 едновременно активни сигнали, който се оказва достатъчен за нормалната работа на изпълнената система.

• Atvise Builder - използва се за изграждане на екраните на системата и логиката за дистанционно управление и сигнализация. Самите екрани за управление на системата са изградени за WEB и са достъпни със стандартен интернет клиент (Internet Explorer или подобен), като е достатъчно за адрес да се посочи адресът на компютъра, където е инсталиран сървърът на Atvise. Atvise Builder се предоставя безплатно към лиценза за сървъра”, допълниха от ВиВ Изоматик.

Изграждане на визуализация със софтуера Webvisit на Phoenix
При реализиране на проекта е изградена система за дистанционно управление и мониторинг. „Ако е необходима само дистанционна визуализация на данните в контролерите (мониторинг) и не е необходимо дистанционно управление, може да се използва софтуерът Webvisit.

Всички контролери на Phoenix Contact имат вграден Web сървър. Webvisit е лесен за употреба графичен редактор за конфигуриране на Web сървъра на контролера. За съставяне на Web визуализациите с Webvisit не са необходими познания по HTML или Java.

С помощта на програмата може да се изградят Web страници със структурирана визуализация, използваща информацията, налична в контролера. Това позволява осъществяване на дистанционен мониторинг за PLC управляваната система, без да е необходим допълнителен OPC/ODP сървър, както и специален SCADA софтуер”, коментираха изпълнителите.

Реализирани екрани и функционалност на СДУ (Atvise SCADA)
С помощта на Atvise builder са разработени следните типове екрани за системата:
• Екран 01 - ""Главен"" - Главният екран дава информация за основните оперативни и алармени сигнали от подобектите на помпената станция.
• Екран 02 - ""Помпена станция"" - Това е екран за управление на помпите в помпените станции и за получаване на сигнализация от тях. За всяка помпа може да се зададе индивидуален режим на управление, както и индивидуални стойности на параметрите за управление в автоматичен режим.
• Екран 03 - ""Аларми"" - Алармените сигнали се третират с по-висок приоритет от система и подлежат на задължително приемане от оператор след възникването им. На този екран може да се видят всички регистрирани аларми.
• Екран 04 - ""История"" - Оперативните, алармените и измервателните сигнали се регистрират в бази данни, които системата създава автоматично. От този екран може да се направи справка за произволен сигнал за минал период.
• Екран 05 - ""Тенденции"" - Използвайки исторически данни този екран може да визуализира графично състоянието на произволни променливи от тези, налични в сървъра на Atvise. Допълнително може да се остави в режим ""Online"", за да изчертава графика за променливите в реално време.
• Екран 06 - ""Програма"" позволява да се дефинира и зададе функция/задача за бъдещо автоматично изпълнение. Това може да е еднократно в уречено време или за периодично изпълнение.

Реализираната СДУ с помощта на Atvise SCADA предлага
дистанционна сигнализация за свързаните обекти (графиките по екраните са динамични и променят цвета си в зависимост от реалното състояние на обектите); дистанционно управление (задаване на режими за управление, команди за управление и задаване на настройки); контрол на достъпа – само регистриран оператор (с потребителско име и парола) може да дава команди за управление.

„Всички екрани могат да бъдат многоезични – преводът се извършва само с натискане на бутон за избор на език. Системата третира алармените сигнали с повишен приоритет (изисква потвърждаването им от оператор и др.). Сигналите и измервателните величини в системата се регистрират и винаги може да се направи справка за предишна тяхна стойност.

Може да се използват регистрираните стойности за построяване на графики на екрана ""Тенденции"" (изисква потвърждаването им от оператор и др.). Също така може да се задават за извършване автоматични операции за бъдещи периоди. Atvise SCADA може да предложи голям обем допълнителни функции за обработка, визуализация на сигнали и изпълнение на операции, тъй като поддържа и език за програмиране.

WEB HMI SCADA системата Visu+ на Phoenix Contact предлага функционалността на Atvise SCADA, а допълнително включва богати библиотеки за реализиране на SCADA системи за различни индустриални отрасли”, допълниха от компанията.